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포트와 소켓

포트 (Port)

포트는 전송 계층의 일부이며 네트워크 통신을 위해 사용된다.
네트워크에서 해당 프로세스를 고유하게 식별하기 위한 프로세스에 할당된 논리적 식별자
패킷을 주고 받는 두 네트워크 장치는 포트 번호를 포함하여 통신을 주고 받는다.
- 하나의 IP 주소 내에 개별적으로 부여된 통신 프로세스

일반적인 포트 번호

0 ~ 1023 - 잘 알려진 포트
- 22: ssh
- 80: HTTP
- 443: HTTPS
- 53: DNS
1024 ~ 49151 - 등록된 포트
49152 ~ 65535 - 동적 포트

소켓 (Socket)

소켓은 네트워크 상에서 돌아가는 두 개의 프로그램 간 양방향 통신의 하나의 엔트 포인트
- TCP 레이어에서 데이터가 전달되야하는 애플리케이션을 식별할 수 있게 한다.
소켓을 열기 위해선 호스트에 할당된 IP, 포트 번호, 프로토콜이 필요
- IP와 port, 프로토콜의 조합으로 인터넷 상에서 유니크하게 식별될 수 있고 이 조합을 Socket이라고 한다.
- 하나라도 다르면 다른 소켓
Server-Client 구조
- TCP/UDP 위에서 동작
- 보내는 쪽과 받는 쪽 모두 소켓을 열어야 한다.
- 처음 데이터를 보내는 쪽이 client socket, 받는 쪽이 server socket이 된다.
프로그래밍 언어나 운영체제에 종속적
- socket은 표준이 아닌 네트워크 프로그래밍 인터페이스다.
- 때문에 OS마다, 프로그래밍 언어마다 구현한 라이브러리가 다 다르다.

Socket Programming

개발자가 개발하는 애플리케이션은 시스템 기능을(OS, 네트워크 통신) 함부로 쓸 수 없다.
대신 애플리케이션이 네트워크 기능을 사용할 수 있도록 프로그래밍 인터페이스를 제공
개발자는 Socket Programming을 통해 네트워크 상의 다른 프로세스와 데이터를 주고 받을 수 있도록 구현한다.

서버 소켓

소켓 생성
바인딩 (ip, port번호 설정)
listen()으로 클라이언트 요청에 대기열을 만들어 몇개의 클라이언트를 대기시킬지 결정
accept()로 connect()를 요청한 클라이언트와 연결
데이터 송수신
소켓 닫기 (close())

클라이언트 소켓

소켓 생성
connect()로 서버에 설정된 ip, port로 연결 시도
accept()로 클라이언트의 socket descriptor 반환
데이터 송수신
소켓 닫기 (close())

프로토콜 표준과는 다른 실제 소켓의 식별

프로토콜 표준에서 socket은 <프로토콜, IP, Port>로 유일하게 식별한다.
UDP에선 맞는 얘기지만 TCP에서 실제 구현은 조금 다르다.

TCP socket 동작 방식

클라이언트 A에서 서버 소켓으로 연결 요청
A와 서버가 3-way handshake를 통해 연결 설정
1. 서버에서 또 다른 소켓을 생성하여 A와 연결을 맺음
클라이언트 B에서도 서버 소켓으로 연결 요청
B와 서버가 3-way handshake를 통해 연결 설정
1. 서버에서 또 다른 소켓을 생성하여 B와 연결을 맺음

위 상황에서 A와 연결된 소켓, B와 연결된 소켓, 연결을 기다리는 소켓 총 3개의 소켓이 존재하지만 모두 프로토콜, IP, Port가 동일하다.
서버의 여러 소켓을 식별하는 방법
- 새로운 커넥션 요청은 listening socket에 전달
- 이미 커넥션이 성립된 소켓은 <source IP, source Port, 서버 IP, 서버 Port>로 식별한다.

https://www.baeldung.com/cs/port-vs-socket

https://on1ystar.github.io/socket%20programming/2021/03/16/socket-1/

https://www.ibm.com/docs/en/i/7.2?topic=programming-how-sockets-work

https://youtu.be/X73Jl2nsqiE

https://youtu.be/WwseO8l8rZc