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2.2 인터넷 주소변환

▶ 소켓 프로그래밍 절차를 설명하기에 앞서 본 절에서는 바이트 순서 변환과 인터넷 주소변환을 소개하겠다.

▶ 인터넷에는 여러 가지 종류의 컴퓨터들이 접속되어 있고 각 컴퓨터마다 데이터(숫자, 문자 등)를 컴퓨터 내부에서 표현하는 방식이 다르다. 따라서 데이터를 다른 기종의 컴퓨터로 그대로 전송하면 문제가 발생할 수 있다.

▶ 이러한 통신상의 문제를 피하기 위하여 데이터를 전송하기 전에 그리고 데이터를 수신한 후에 바이트 순서를 맞추는 절차가 필요하다.

▶ 한편 인터넷 주소를 표현하는 방식에는 도메인 네임, 32비트의 IP 주소, 그리고 십진수(dotted decimal) 표시법 등 세 가지 방식이 있으며 이들 주소 표현법을 자유롭게 변환할 수 있는 함수가 필요하다.

2.2.1 바이트 순서

▶ 바이트 순서(byte ordering)에는 호스트 바이트 순서와 네트웍 바이트 순서 두 가지가 있다.

▶ 호스트 바이트 순서는 컴퓨터가 내부 메모리에 숫자를 저장하는 순서를 말하는데, 이것은 컴퓨터의 CPU의 종류에 따라 다르다.

▶ PC에서 널리 사용되는 80x86계열의 CPU가 사용하는 호스트 바이트 순서는 예를들어 두 바이트로 구성된 십진수 50146의 경우 hexa로 0xC3E2이며 이것은 80x86 계열의 CPU에서는 E2, C3의 순서로(즉, 하위 바이트부터) 메모리에 저장되고 MC68000 계열의 CPU에서는 C3, E2의 순서로 메모리에 저장된다.

그림 2-5 0xC3E2(십진수 50146)의 호스트 바이트 순서 비교

▶ 한편 네트웍 바이트 순서는 네트웍에서 바이트 단위로 데이터가 전달되는 순서를 말하는데 2바이트의 수 0xC3E2의 경우 C3, E2의 순서로 즉, 상위 바이트부터 전송된다.

▶ 즉, 80x86계열의 CPU가 사용하는 호스트 바이트 순서는 네트웍 바이트 순서와 다르다. 따라서 80x86계열의 컴퓨터에서 네트웍을 통하여 전송한 데이터를 68000계열의 컴퓨터가 수신하면 바이트 순서가 바뀌게 된다.

▶ 이러한 문제를 해결하기 위하여 컴퓨터 내부에서 만들어진 호스트 바이트 순서의 데이터를 네트웍으로 전송하기 전에 htons() 함수를 사용하여 모두 네트웍 바이트 순서로 바꾸어야 한다.

▶ 반대로 네트웍에서 수신한 데이터는 ntohs() 함수를 사용하여 자신에게 맞는 호스트 바이트 순서로 항상 바꾸어야 한다.

▶ 즉, 네트웍 바이트 순서를 지켜 데이터를 전송함으로써 수신한 데이터가 어떤 종류의 컴퓨터에서 만들어진 것인지 알 필요가 없도록 하는 것이다.

▶ 위에서 MC68000 계열의 CPU에서는 호스트 바이트 순서와 네트웍 바이트 순서가 같은 것을 알 수 있는데 이러한 호스트에서의 htons()와 ntohs() 함수는 아무 일도 하지 않게 된다.

▶ 바이트 순서를 바꾸는 함수에는 변환할 바이트 길이에 따라 다음과 같이 두 가지 종류가 있다.

　

2.2.2 바이트 순서 예제 프로그램

▶ 여기서는 현재 사용중인 컴퓨터의 호스트 바이트 순서가 네트웍 바이트 순서와 같은지를 알아보는 테스트 프로그램 byte_order.c를 소개한다.

▶ byte_order.c에서는 먼저 udp를 사용하는 echo 서비스의 포트번호를 알아내기 위하여 getservbyname() 시스템 콜을 다음과 같이 호출한다.

pmyservent = getservbyname("echo", "udp");

▶ getservbyname()은 well-known 포트를 사용하는 TCP/IP 응용 프로그램의 포트번호를 알아내는 함수이다.

▶ 서비스 이름과 프로토콜을 인자로 하여 호출하면 서비스 관련 각종 정보를 포함하고 있는 servent라는 구조체의 포인터를 리턴한다.

　

struct servent {

char *s_name; /* 서비스 이름 */

char **s_aliases; /* 별명 목록 */

int s_port; /* 포트번호 */

char *s_proto; /* 사용하는 프로토콜 */

};

▶ servent 구조체는 네트웍으로부터 얻은 정보이므로 그 내용이 네트웍 바이트 순서로 되어 있고 이를 화면에 출력해 보려면 호스트 바이트 순서로 바꾸어야 한다.

▶ 예제 byte_order.c에서는 servent에 들어 있는 포트번호(s_port)를 (정상적으로) 호스트 바이트 순서로 바꾸어 출력해 보고 또한 바이트 순서 변환 없이 그대로 출력하여 이들을 비교해 본다.

/*-----------------------------------------------------------------------------------------------

파일명 : byte_order.c

기 능 : 호스트 바이트 순서 테스트 프로그램

컴파일 : cc -o byte_order byte_order.c -lsocket

실행예 : byte_order

---------------------------------------------------------------------------------------------- */

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

#include <netdb.h>

void main(void) {

struct servent *pmyservent;

pmyservent = getservbyname( "echo", "udp" );

if( pmyservent == NULL ) {

printf( "서비스 정보를 얻을 수 없음. \n\n" );

exit( 1 );

}

printf( "Port number of 'echo', 'udp' with ntohs() : %d \n",

pmyservent->s_port );

printf( "Port number of 'echo', 'udp' without ntohs() : %d \n",

ntohs(pmyservent->s_port));

exit( 0 );

}

　

▶ MC68000 계열의 CPU를 사용하는 SUN 컴퓨터에서는 byte_order.c의 실행결과가 아래와 같으며 호스트 바이트 순서가 네트웍 바이트 순서와 같다는 것을 알 수 있다.

　

# byte_order

Port number of 'echo', 'udp' with ntohs() : 7

Port number of 'echo', 'udp' without ntohs() : 7

#

　

▶ 한편, 인텔 80x86 계열의 CPU를 사용하는 IBM-PC에서 byte_order.c를 실행하면 결과가 아래와 같으며 따라서 호스트 바이트 순서가 네트웍 바이트 순서와 다르다는 것을 알 수 있다.

▶ 아래에서 정수 1792는 2바이트 숫자 0x0007의 바이트 순서가 서로 바뀐 0x0700의 십진수이다(포트번호는 2바이트로 되어 있음).

# byte_order

Port number of 'echo', 'udp' with ntohs() : 7

Port number of 'echo', 'udp' without ntohs() : 1792

#

　

2.2.3 IP 주소변환

▶ 32비트의 IP 주소를 편의에 따라 cc.kangwon.ac.kr과 같은 도메인 네임, 그리고192.203.144.11과 같은 dotted decimal 표시법 등으로 바꾸어 널리 사용하고 있다.

▶ 소켓 프로그램에서는 이들 주소 표현법을 자유롭게 변환할 수 있는 함수가 필요하며 그림 2-6에 이들 세 가지 인터넷 주소 표현 방법과 이들을 상호 변환하는 데 사용되는 네 가지 주소변환 함수를 나타냈다.

▶ 한편 IP 패킷을 네트웍으로 실제로 전송할 때에는 32비트의 (binary) IP 주소가 필요하다.

▶ 예를들어 그림 2-6에서 dotted decimal로 표현된 192. 203.144.11을 32비트의 IP 주소로 변환하려면 inet_addr() 시스템 콜을 사용하고 IP 주소를 다시 dotted decimal로 변환하려면 inet_ntoa()를 사용한다.

그림 2-6 IP 주소 표현의 세가지 방법 및 이들의 상호 변환 함수

▶ 다음은 이를 수행하는 코드인데 이의 실행 결과로 192. 203.144.11의 IP 주소인 4바이트의 hexa c0cb900b와, 이를 다시 dotted decimal 주소로 바꾼 192.203.144.11이 화면에 출력된다.

struct sockaddr_in server_addr;

server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr ("192.203.144.11");

printf("%x\n", server_addr.sin_addr.s_addr); /* hexa 4바이트 출력 */

printf("%s\n", inet_ntoa(server_addr.sin_addr));/* dotted decimal 출력 */

▶ 한편 도메인 네임으로부터 IP 주소를 알기 위해서는 get- hostbyname() 시스템 콜을 사용하는데 아래는 gethostby- name()의 사용 예이다.

struct hostent *gethostbyname(char *hname);

▶ 위에서 gethostbyname()은 도메인 네임 hname을 입력으로 받고(예를들면 cc.kangwon.ac.kr) 그 이름에 해당하는 호스트의 각종 정보를 가지고 있는 hostent라는 구조체의 포인터를 리턴한다.

▶ 구조체 hostent의 정의는 다음과 같다.

struct hostent {

char * h_name; /* 호스트 이름 */

char ** h_aliases; /* 호스트 별명들 */

int h_addrtype; /* 호스트 주소의 종류 */

int h_length; /* 주소의 크기(바이트 단위) */

char **h_addr_list; /* 주소 리스트 */

#define h_addr h_addr_list[0]

};

▶ 다음에는 사용자가 지정한 호스트의 hostent 구조체 정보를 gethostbyname()을 이용하여 구한 후, hostent 구조체의 내용을 모두 출력해 보는 예제 프로그램 host_ent.c를 소개한다.

▶ host_ent.c의 실행 예는 다음과 같다.

# host_ent telecom.kangwon.ac.kr

official host name : telecom.kangwon.ac.kr

host address type : 2

length of host address : 4

address for host : 203.252.65.9

#

▶ host_ent.c에서는 먼저 목적지 호스트의 도메인 네임을 프로그램 명령 인자로 받고(위에서는 telecom.kangwon. ac.kr), gethostbyname()을 호출하여 목적지 호스트의 hostent 구조체를 구한다.

▶ 다음에는 hostent내에 있는 호스트 이름, 별명(있으면), 주소 체계, dotted decimal 인터넷 주소를 화면에 출력한다.

▶ 여기서 주소 체계가 인터넷일 때는 AF_INET가 되는데 AF_INET의 값은 정수 2이다.

▶ host_ent.c 전체리스트 받기

　

2.2.4 주소변환 예제 프로그램

(1) 프로그램 설명

▶ 여기서는 도메인 네임, dotted decimal 주소, 이진수 IP 주소를 상호 변환하는 것을 확인하는 예제 addr_conv.c를 소개한다.

▶ 그림 2-6에서 gethostbyname()은 도메인 네임으로부터 IP 주소를 얻는 함수이고 gethostbyaddr()은 반대로 IP 주소로부터 도메인 네임을 얻는 함수이다.

▶ 이들 두 함수는 모두 호스트의 각종 정보를 저장한 구조체 hostent의 포인터를 리턴한다.

▶ addr_conv.c에서는 키보드에서 목적지 호스트의 도메인 네임과 dotted decimal 주소 두 가지 주소를 입력 받고 다음의 네 가지 기능을 수행한다.

1) 입력된 목적지 도메인 네임으로부터 IP 주소를 찾아 화면에 출력 (gethostbyname() 이용)

2) 위 1)에서 구한 IP 주소를 dotted decimal 주소로 변경하여 화면에 출력 (inet_ntoa() 이용)

3) 입력된 dotted decimal 주소로부터 IP 주소를 찾아 화면에 출력 (gethostbyaddr() 이용)

4) 위 3)에서 구한 hostent 구조체내에 있는 목적지 도메인 네임을 화면에 출력

▶ 프로그램 addr_conv.c의 실행 예는 다음과 같다.

# addr_conv vcn.kangwon.ac.kr 203.252.65.3

vcn.kangwon.ac.kr's binary IP address (hexa) : cbfc4103

vcn.kangwon.ac.kr's dotted decimal IP address : 203.252.65.3

203.252.65.3's binary ip address (hexa) : cbfc4103

203.252.65.3's hostname : vcn.kangwon.ac.kr

#

　

▶ addr_conv.c 받기

2.2.5 기타 주소 관련 함수

▶ 앞에서 소개한 주소변환 함수 이외에도 BSD 소켓은 getXbyY() 형태의 호스트 정보 검색 함수들을 제공하고 있다.

▶ 이들의 자세한 사용은 부록 A를 참조하기 바라고 여기서는 다음의 두 가지 함수만 소개한다.

(1) gethostname()

▶현재 사용중인 컴퓨터의 도메인 네임, 예를들어 'cc.kangwon. ac.kr'과 같은 이름을 알기 위하여 gethostname()을 사용한다.

▶ 아래의 예에서 문자열 변수 hname에 현재 사용중인 호스트의 도메인 네임이 저장된다.

#define HOST_NAME_LEN 50 /* 호스트 이름의 최대 길이 */

char hname[HOST_NAME_LEN + 1];/* 호스트 이름을 저장할 버퍼 */

gethostname(hname, HOST_NAME_LEN);

(2) sethostname()

▶ 사용중인 호스트의 도메인 네임을 새로운 값으로 지정할 때 사용하는데 아래의 예에서는 호스트의 이름을 new. kangwon.ac.kr로 바꾼다.

sethostname("new.kangwon.ac.kr", strlen("new.kangwon.ac.kr"));

현재강좌 : UNIX BSD 소켓 시스템 콜 이전: 2.1 소켓의 이해 다음: 2.3 클라이언트프로그램 작성 절차