[C언어] HTTP 서버 구현.c (2)

HTTP 서버 구현.c (1) : https://slumpdev.tistory.com/entry/C%EC%96%B8%EC%96%B4-HTTP-%EC%84%9C%EB%B2%84-%EA%B5%AC%ED%98%84c-1

 

앞선 글에 이어서 이번에는 메인 코드들을 공부해보자.

이번에 공부할 코드는 앞선 글에 나와있는 깃헙에 메인 코드인 C 파일들이다.

파일 구성도에 나와있는 것처럼 해당 파일들은 앞서 작성해준

헤더 파일은 include로 불러오고 그 외에 소켓과 표준 입출력 등

사용할 함수들을 선언하고 사용하는 모습을 확인할 수 있다.

 

 

✔️ httpd.c 메인 c 파일 만들기

 

#include "httpd.h"
// 앞서 만들어준 httpd.h 헤더파일을 포함한다.

#include <stdio.h> // 표준 입출력을 위한 헤더파일
#include <string.h> // 문자열 함수를 위한 헤더파일
#include <stdlib.h> // atoi, abs와 같은 함수를 포함하는 헤더파일
#include <unistd.h> // unix에서 사용하는 C 컴파일러 헤더파일, 여기서부터 C POSIX library.h
#include <sys/types.h> // 다양한 데이터 유형을 사용하는 헤더파일
#include <sys/stat.h> // 파일 정보(통계분석)등을 하는 헤더파일
#include <sys/socket.h> // 메인 소켓 헤더파일
#include <arpa/inet.h> // 인터넷 operation들을 정의한 헤더파일
#include <netdb.h> // 네트워크 데이터베이스 operation들에 대한 헤더파일
#include <fcntl.h> // 파일 제어 옵션에 대한 헤더파일
#include <signal.h> // 신호에 관련된 헤더파일

#define CONNMAX 1000

// 정적 자료형으로 정의
// listenfd가 listen file descriptor를 말하는 것 같은데,
// fd는 네트워크 소켓과 같은 파일이나 I/O 리소스에 접근하는데 사용되는 개념이다.
static int listenfd, clients[CONNMAX];
static void error(char *);
static void startServer(const char *);
static void respond(int);

// _t는 type의 약자로 typedef로 정의된 것을 의미한다.
typedef struct { char *name, *value; } header_t;

// 아마도 reqhdr이 request header 약자로 보이고, 배열 크기와 함께 선언한 뒤
// NULL로 초기화해주는 듯하다. (나름 혼자 추리중,,)
static header_t reqhdr[17] = { {"\0", "\0"} };
static int clientfd; // 이번에는 client의 file descriptor를 의미하는 듯하다.

static char *buf;


void server_forever(const char *PORT) // 함수를 하나 정의해주고 PORT를 매개변수로 받는다
{
  struct sockaddr_in clientaddr;
  // socklen_t는 정의한 적이 없는데..? 라고 생각해서 검색해보았다.
  // socklen_t란 소켓 관련 매개 변수에 사용되고, 길이 및 크기 값에 대한 정의를 한다.
  socklen_t addrlen; // socket.h 헤더파일에 정의되어 있음
  char c;

  int slot=0;

  // 여기서 나오는 \033[92m 이나 \033[0m은 색상을 의미하는 걸로 검색하면 나오는데,
  // 92m은 python에서 OKGREEN, 0m은 ENDC라고 한다. (이후에 해보면 알겠지,,)
  printf(
      "Server started %shttp://127.0.0.1:%s%s\n",
      "\033[92m", PORT, "\033[0m"
      );

  // 모든 요소를 -1로 세팅하면 연결된 클라이언트가 없다는 것을 나타낸다.
  // CONNMAX가 1000으로 선언되어 있고 0부터 999까지 -1로 세팅되고,
  // 정의한 startServer에 포트를 매개변수로 넣어준다.
  int i;
  for (i=0; i<CONNMAX; i++)
    clients[i] = -1;
  startServer(PORT);

  // SIGCHLD란 시그차일드, 시그널 차일드라고 읽는 신호로
  // 자식 프로세스가 종료될 때 부모 프로세스에 통보되는 POSIX 신호이다.
  // 해당 신호를 통해 부모 프로세스는 자식 프로세스의 종료 코드를 얻을 수 있다.
  // 여기서 나오는 POSIX 신호는 SIGINT, SIGKILL, SIGCHLD 등이 있다.
  // 좀비 쓰레드를 회피하기 위해서 SIGCHLD를 무시한다고 설명되어 있다.
  signal(SIGCHLD, SIG_IGN); // SIGCHLD를 무시한다. signal(시그널, SIG_IGN)

  // 연결을 수립하는 과정이다.
  while (1) // True인 동안의 While 반복문
  {
    addrlen = sizeof(clientaddr); // 클라이언트 주소 길이를 받는다.
    // 0으로 초기화된 슬롯 clients[0]에 accpet 함수를 사용한다.
    // accept 함수는 연결지향 소켓 타입에 사용되는데, 새로운 연결된 소켓을 만들고
    // 소켓을 가르키는 파일 지정자를 할당하고 리턴한다고 설명되어있다.
    // listenfd가 socket()으로 만들어지는 end-point(listen socket)을 위한 파일지정자이다.
    // sockaddr로 선언된 구조체 포인터에는 clientaddr의 주소값이 들어가는데,
    // 해당 인자는 sockaddr 구조체에 대한 포인터로 연결에 성공하면 해당 구조체를 채워서
    // 되돌려주고 이 구조체 정보를 이용해 클라이언트 인터넷 정보를 알아낼 수 있다.
    // addrlen 인자는 위에서 선언한 클라이언트 주소 길이를 받아 addr 크기로 넣게된다.
    clients[slot] = accept (listenfd, (struct sockaddr *) &clientaddr, &addrlen);

    if (clients[slot] < 0) // 연결된게 없으면 에러를 발생시킨다.
    {
      perror("accept() error"); // perror 함수는 오류 메세지를 stderr로 출력한다.
      // 참고로 stderr로 출력되는 메시지는 버퍼링 없이, 즉시 출력된다.
    }
    else
    {
      if (fork() == 0)
      {
        respond(slot); // respond(int)로 선언된 함수에 slot 값을 넣는다.
        exit(0); // exit() 함수는 프로세스 종료이고, 0은 정상종료를 의미한다.
      }
    }

    // clients[slot]이 -1이 아니라면 slot에 1씩 더한 값을
    // 1000으로 나눈 나머지를 slot 값에 넣는다.
    // 이게 반복되면 나머지는 1~1000 값으로 계속해서 돌게 된다.
    // 1000까지의 범위에 대해서 의미한 듯하다.
    while (clients[slot] != -1) slot = (slot+1) % CONNMAX;
  }
}


// 서버를 시작한다.
void startServer(const char *port) // 위에서 사용한 함수를 이제 정의한다
{
  // 주소의 정보에 대한 매개변수를 addrinfo 구조체에 정의하는 부분같다.
  struct addrinfo hints, *res, *p;

  // 호스트에 대한 getaddrinfo 함수에 담아주는 내용인 듯하다.
  // memset 함수는 메모리의 내용을 원하는 크기만큼 특정 값으로 세팅, 초기화한다.
  // 즉, 여기서는 hints 메모리의 주솟값, 세팅하고자하는 값, 길이를 받는다.
  memset (&hints, 0, sizeof(hints));
  // learn.microsoft.com에서 서버에 대한 소켓 만들기를 참고한 내용에 따르면,
  // AF_INET은 IPv4 주소 패밀리를 지정하는데 사용한다.
  // SOCK_STREAM은 스트림 소켓을 지정하는데 사용한다.
  // AI_PASSIVE 플래그는 호출자가 바인딩 함수 호출에 반환된 소켓 주소 구조 사용을 나타낸다.
  hints.ai_family = AF_INET;
  hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
  hints.ai_flags = AI_PASSIVE;
  // getaddrinfo 함수는 ANSI 호스트 이름에서 주소로 프로토콜 독립적 변환을 제공한다.
  // NULL로 노드를, port로 서비스를, 주소 정보를 넘길 구조체와 가져올 네트워크 주소 정보를.
  if(getaddrinfo(NULL, port, &hints, &res) != 0)
  {
    perror("getaddrinfo() error");
    exit(1); // 1은 에러메시지 종료를 의미한다.
  }
  
  // 소켓과 바인드하는 과정이다.
  // 인자로 받는 값 p는 response의 값이고, NULL이 아닐때까지,
  // 구조체 포인터(*res)가 ai_next 주소에 데이터를 할당한다.
  // 화살표 연산은 구조체 포인터 안의 변수에 접근하게 만든다.
  for (p=res; p!=NULL; p=p->ai_next)
  {
    int option = 1;
    
    // socket 함수로 소켓을 만들어준다.
    // ai_family는 AF_INET이라는 IPv4 영역을 말하고 해당 영역의 통신으로 지정한다.
    // ai_socktype은 SOCK_STREAM으로 TCP 타입의 프로토콜 사용을 설정한다.
    // 0은 protocol 자리로 0을 써도되고, TCP일때는 IPPROTO_TCP를 사용해도 된다.
    
    listenfd = socket (p->ai_family, p->ai_socktype, 0);
    setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &option, sizeof(option));

    // setsockopt는 소켓의 옵션 값을 변경하기 위해 사용한다.
    // listenfd로 소켓지정번호를 사용하고, SOL_SOCKET 레벨로 소켓정보를 획득, 변경한다.
    // 참고로 level 자리에는 SOL_SOCKET 또는 IPPROTO_TCP 중 하나를 사용한다고 한다.
    
    // SO_REUSEADDR은 설정을 위한 소켓옵션의 번호이고,
    // &option은 설정 값을 저장하기 위한 버퍼의 포인터로 사용한다.
    // 마지막은 위의 optval(&option) 버퍼의 크기를 명시한다.
    // 참고로 SO_REUSEADDR은 이미 사용된 주소를 재사용(bind)하게 한다.
    
    // listenfd가 -1 값이면 다음 문장을 실행한다.
    // 그 다음, bind 함수를 작성하고 해당 반환값이 0이면 탈출한다.
    // 여기서 등장하는 bind 함수는 소켓에 주소를 할당해주는 함수이다.
    // listenfd 자리는 sockfd 자리로 소켓의 식별자 내지 소켓 디스크립터를 의미한다.
    // 현재 AF_INET 통신을 하기 때문에 struct sockaddr이 아닌 struct sockaddr_in을 사용한다.
    // sockaddr_in 멤버에는 소켓 주소체계, 포트, IP, zero[8]이 있는데,
    // 여기서는 구조체 포인터인 p를 ai_addr을 가리키게 만들어 주소를 전달한다.
    // 참고로 ai_addr은 struct sockaddr 구조체에 포함되어 있는 멤버이다.
    // 마지막 자리는 ai_addr 구조체의 크기를 가리킨다.
    if (listenfd == -1) continue;
    if (bind(listenfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == 0) break;
  }

  // p가 모든 값을 잘 수행했다면, socket과 bind 함수가 실행됐을 것이다.
  // 그게 아니라면 오류를 출력한다.
  if (p == NULL)
  {
    perror ("socket() or bind()");
    exit(1);
  }

  // getaddrinfo 함수가 동적으로 할당해주는 모든 구조체 메모리의
  // 해당 함수를 호출한 곳에서 해당 구조체의 메모리를 해제한다.
  freeaddrinfo(res);

  // 들어오는, 요청하는 연걸에 대한 listen 상태로 설정한다.
  // listenfd로 소켓 디스크립터를 설정하고,
  // 연결 요청을 대기시킬 공간을 1000000으로 설정한다.
  // 연결 성공은 0을, 실패는 -1을 반환한다.
  if (listen (listenfd, 1000000) != 0)
  {
    perror("listen() error");
    exit(1);
  }
}


// Request Header를 가져오는 부분이다.
char *request_header(const char* name)
{
  // 여기서 나오는 header_t는 최상단에 정의해 구조체 배열로
  // 매개변수 name과 value를 받고 있는 것을 확인한다.
  // 구조체 포인터 h가 name을 가리키는 동안에
  // 가리킨 name 값과 name이 일치하면 h는 value를 가리킨다.
  // reqhdr = {{}}; 과 같은 모양이였으므로
  // name의 값이 같을때는 더이상 찾을 필요가 없어서 value로 채우고
  // h++을 해주어 다음 name을 비교해준다는 의미인 듯하다.
  header_t *h = reqhdr;
  while(h->name)
  {
    if (strcmp(h->name, name) == 0) return h->value;
    h++;
  }
  return NULL;
}


// 이제 클라이언트 연결을 해줄 차례이다.
void respond(int n) // 최상위에서 respond 함수를 정의해주고 사용한적이 있다.
{
  int rcvd, fd, bytes_read;
  char *ptr;

  // SIZE_MAX 65535에 대한 메모리를 동적 할당한다.
  // recv 함수는 소켓으로부터 데이터를 수신하는 함수이다.
  // 위에서 slot으로 받은 int 값을 clients 소켓 디스크립터로 받는다.
  // 수신할 버퍼 포인터 buf를 받고, 버퍼의 길이인 65535를 입력한다.
  // 마지막으로 옵션을 주지 않을때는 0을 선언하고,
  // MSG_OOB, _PEEK, _WAITALL와 같은 옵션을 줄 수도 있다.
  buf = (char *) malloc(65535);
  rcvd = recv(clients[n], buf, 65535, 0);

  if (rcvd < 0) // 수신에 실패하면
    fprintf(stderr, ("recv() error\n")); // 파일 스트림에 값을 전달하여 출력한다.
  else if (rcvd == 0) // 수신 소켓이 닫혀있다면
    fprintf(stderr, "Client disconnected upexpectedly.\n"); // 예기치않게 종료를 출력한다.
  else // 수신하면
  {
    buf[rcvd] = '\0'; // buf에 rcvd로 받은 리턴값만큼의 배열을 NULL로 채운다.
    // 이때, recv() 함수의 리턴값은 최소 1, 최대 실제 송신한 바이트 수 len을 반환한다.

    // strtok은 string + tokenize로 문자열을 자르는 함수이다.
    // buf을 받아서 \t\r\n에 대한 구분자를 이용하여 자른뒤 메소드 값으로 저장한다.
    // 여기서 나오는 제어문자 \t는 탭이고, \r은 현재 줄에서 첫 부분으로 이동하는 것이다.
    // 그럼 왜? 제어문자 \t와 \r이 오는가? 했을 때 이유는 다음과 같다.
    // GET / HTTP/1.1 과 같은 HTTP 요청이 있을 때,
    // 해당 라인 끝에는 캐리지 리턴과 개행(라인 피드)가 꼭 들어가야한다고 한다.
    method = strtok(buf, " \t\r\n");
    uri    = strtok(NULL, " \t");
    prot   = strtok(NULL, " \t\r\n");

    // 해당 부분은 stderr에 Green 색깔과 끝을 명시하고,
    // method와 uri에 대한 에러 로그를 기록하는 부분인 듯하다.
    fprintf(stderr, "\x1b[32m + [%s] %s\x1b[0m\n", method, uri);

    if (qs = strchr(uri, '?')) // querystring 값과 uri에 물음표를 찾은 값이 일치하면
    {
      *qs++ = '\0'; // URI를 split 한다.
    }
    else // 그게 아니라면 빈 문자열을 작성한다.
    {
      qs = uri - 1;
    }

    // 여기서도 header_t를 다시 명시한다.
    header_t *h = reqhdr;
    char *t, *t2;

    // request_header를 통해 받은 헤더에 대해
    // h->name을 가리키는 값은 k에
    // h->value를 가리키는 값은 v에 저장한다.
    while (h < reqhdr + 16)
    {
      char *k, *v, *t;
      
      k = strtok(NULL, "\r\n: \t"); if (!k) break;
      v = strtok(NULL, "\r\n");     while (*v && *v == ' ') v++;
      
      h->name  = k;
      h->value = v;
      h++;

      fprintf(stderr, "[H] %s: %s\n", k, v);

      t = v + 1 + strlen(v);
      if (t[1] == '\r' && t[2] == '\n') break;
    }
    t++; // 포인터 t는 사용자 페이로드의 시작지점이 되었다는 것을 의미한다.
    t2 = request_header("Content-Length"); // 시작점이 있다면 연관된 헤더가 된다.
    
    // payload 크기는 Content-Length라는 헤더가 true이면,
    // ascii to long, ascii를 long 타입으로 변환하고
    // false면 아까 recv 함수로 받은 rcvd 값에 시작점 - buf만큼을 크기로 한다.
    payload = t;
    payload_size = t2 ? atol(t2) : (rcvd - (t-buf));

    // clientfd를 표준 출력 stdout에 바인딩해서 쓰기 쉽게 만들어준다.
    clientfd = clients[n];
    // dup2 함수는 파일 서술자를 복제하는 함수이다.
    dup2(clientfd, STDOUT_FILENO); // 새 서술자의 값을 STDOUT_FILENO로 지정한다.
    close(clientfd); // socket 함수로 생성된 소켓을 종료한다.

    // 참고로 stdin <-> STDIN_FILENO 표준 입력
    // stdout <-> STDOUT_FILENO 표준 출력
    // stderr <-> STDERR_FILENO 표준 에러를 의미한다.
    
    // 라우터를 호출한다.
    // 여기서 호출한 route() 함수는 httpd.h 헤더 파일에 정의한 함수이다.
    route();

    // 마지막으로 남은 것들을 정리한다.
    fflush(stdout); // 파일 스트림 stdout을 비운다. (버퍼에 있는 데이터들 삭제)
    
    // 성공하면 0, 실패하면 -1을 반환하는 소켓 종료 함수 shutdown으로
    // 여기서는 send buffer를 차단하는 SHUT_WR을 작성한다.
    // SHUT_WR을 호출하면 더이상 해당 소켓에게 송신할 수 없게 된다.
    shutdown(STDOUT_FILENO, SHUT_WR);
    close(STDOUT_FILENO); // 마지막으로 소켓을 종료하고 이후부터는 통신을 주고받을 수 없다.
  }

  // SOCKET을 최종적으로 closing 한다.
  shutdown(clientfd, SHUT_RDWR); // 이후 모든 송수신을 할 수 없게 recv, send 버퍼를 차단한다.
  close(clientfd);
  clients[n] = -1;
}

 

코드가 좀 굉장히 길다..

코드를 작성할 때 주석 처리를 해가면서 공부했기 때문에,

다시금 코드를 살펴보면서 이해하고 복습해보자.

 

 

✔️ httpd.c 헤더파일 포함하기

 

#include "httpd.h"
// 앞서 만들어준 httpd.h 헤더파일을 포함한다.

#include <stdio.h> // 표준 입출력을 위한 헤더파일
#include <string.h> // 문자열 함수를 위한 헤더파일
#include <stdlib.h> // atoi, abs와 같은 함수를 포함하는 헤더파일
#include <unistd.h> // unix에서 사용하는 C 컴파일러 헤더파일, 여기서부터 C POSIX library.h
#include <sys/types.h> // 다양한 데이터 유형을 사용하는 헤더파일
#include <sys/stat.h> // 파일 정보(통계분석)등을 하는 헤더파일
#include <sys/socket.h> // 메인 소켓 헤더파일
#include <arpa/inet.h> // 인터넷 operation들을 정의한 헤더파일
#include <netdb.h> // 네트워크 데이터베이스 operation들에 대한 헤더파일
#include <fcntl.h> // 파일 제어 옵션에 대한 헤더파일
#include <signal.h> // 신호에 관련된 헤더파일

 

처음에 나오는 이 부분 같은 경우는 각각 헤더파일에 대한 선언을 한다.

큰 따옴표로 들어가는 부분은 httpd.h 헤더파일에 선언하거나 정의한 내용들을

해당 httpd.c 파일에서도 사용하기 위해서 선언하게 된다.

그리고 C 언어에서 제공하는 헤더파일들을 사용하게 된다.

 

 

① stdio.h : 표준 입출력을 위한 헤더파일로 printf, scanf와 같은 함수를 사용한다.

② string.h : 문자열 함수를 위한 헤더파일로 strcpy, strcmp와 같은 함수를 사용한다.

③ stdlib.h : atoi, atol 등 C 표준의 유틸리티 함수를 모아놓은 헤더파일이다.

④ unistd.h : POSIX 운영체제 API를 제공하는 헤더파일이다.

⑤ sys/types.h :  size_t, pthread_t와 같은 다양한 데이터 유형을 사용하는 헤더파일이다.

⑥ sys/stat.h : st_size, st_uid 등 파일 정보를 담은 헤더파일이다.

⑦ sys/socket.h : socklen_t, sockaddr 등을 정의하는 메인 소켓 헤더파일이다.

⑧ arpa/inet.h : 인터넷 오퍼들 또는 숫자로 IP 주소를 조작하는 기능을 정의한 헤더파일이다.

⑨ netdb.h : in_port_t, in_addr_t 등 네트워크 DB에 대한 헤더파일이다.

⑪ fcntl.h : fcntl, open 함수를 사용하는 파일 제어 옵션 관련 헤더파일이다.

⑫ signal.h : SIGKILL, SIGCHLD 등 다양한 신호에 대한 내용을 담은 헤더파일이다.

 

다양한 헤더파일을 통해 HTTP 서버를 구현하므로

각각에 헤더파일은 어떠한 기능을 수행하고 어떤 함수와 데이터 유형이 있는지

선언한 헤더파일 12개 모두를 각 한번씩 살펴보았다.

 

그리고나서 #define는 단순매크로로 1000으로 CONNMAX를 정의한다.

다음은 여러가지 정의한 내용들에 대한 코드가 나온다.

 

 

✔️ httpd.c 함수와 변수 선언하기

 

static int listenfd, clients[CONNMAX];
static void error(char *);
static void startServer(const char *);
static void respond(int);

typedef struct { char *name, *value; } header_t;

static header_t reqhdr[17] = { {"\0", "\0"} };
static int clientfd;

static char *buf;

 

뒤에 코드를 보면 알겠지만, fd는 파일 디스크립터의 의미가 맞는것 같다.

파일 디스크립터는 네트워크 소켓과 같은 파일 혹은 I/O 리소스에 접근하는데 사용된다.

그 다음은 3가지의 void형 함수를 선언해주고, 구조체 header_t를 선언해준다.

그 다음은 \0으로 초기화해주는 구조체 배열의 형태를 띄고 있다.

 

 

✔️ httpd.c server_forver 함수 정의하기

 

void server_forever(const char *PORT)
{
  struct sockaddr_in clientaddr;
  socklen_t addrlen;
  char c;

  int slot=0;

  printf(
      "Server started %shttp://127.0.0.1:%s%s\n",
      "\033[92m", PORT, "\033[0m"
      );

  int i;
  for (i=0; i<CONNMAX; i++)
    clients[i] = -1;
  startServer(PORT);

  signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

  while (1)
  {
    addrlen = sizeof(clientaddr);
    clients[slot] = accept (listenfd, (struct sockaddr *) &clientaddr, &addrlen);

    if (clients[slot] < 0) // 연결된게 없으면 에러를 발생시킨다.
    {
      perror("accept() error");
    }
    else
    {
      if (fork() == 0)
      {
        respond(slot);
        exit(0);
      }
    }

    while (clients[slot] != -1) slot = (slot+1) % CONNMAX;
  }
}

 

해당 코드는 이전 글에서 선언한 server_forever 함수에 대한 정의이다.

매개변수로 PORT를 받고, sockaddr_in으로 clientaddr를 받는다.

sockaddr_in 구조체는 sa_family가 AF_INET인 경우 사용하는 구조체이다.

그리고 socklen_t은 소켓의 길이 및 크기 값에 대한 정의를 해주는 유형인데

해당 유형을 addrlen 이라는 변수에 저장해주게 된다.

 

그리고 이어서 작성하다보면 \033[92m, \033[0m 이라는 표현을 볼 수가 있는데,

해당 표현은 출력할 때의 색상을 의미한다. 0m은 끝에 사용하는 표현이라고 한다.

 

그리고나서 반복문을 사용하여 clients에 할당되는 값들이 CONNMAX 값만큼까지

반복되면서 -1로 채워지고나서 입력받은 PORT로 startServer 함수가 동작하게 된다.

다음 나오는 signal 함수는 signal(시그널, SIG_IGN) 형태로 작성하게 되면

입력받은 시그널에 대해 좀비 쓰레드를 회피하기 위해 SIGCHLD를 무시한다고 한다.

 

다음 while문은 연결을 수립하는 과정으로 볼 수 있는데,

먼저 클라이언트의 주소 길이를 받고 accept() 함수를 사용하는 것을 볼 수 있다.

accept 함수는 연결지향 소켓 타입에 사용되는데 해당 함수에 받는 인자로

파일지정자, 구조체 포인터, 길이와 같은 형태로 받게된다.

sockaddr 구조체에 대한 포인터에 주솟값을 받아 해당 주소에 들어있는

클라이언트의 정보를 획득하는 부분이라고 생각했다.

 

연결된게 없다면, accept 함수에 대한 에러를 출력하고

연결되었다면, respond 함수에 slot 값을 담아서 정상 종료한다.

 

마지막 while문은 배열을 돌면서 1~1000 값에서 도는 것을 의미한다고 생각하는데,

1000으로 나눈 나머지는 결국 slot이 1000이 되었을때 다시 1을 반환하기 때문에

처음부터 시작한다는 것을 알 수 있다.

 

 

✔️ httpd.c startServer 함수 정의하기

 

void startServer(const char *port)
{
  struct addrinfo hints, *res, *p;

  memset (&hints, 0, sizeof(hints));
  
  hints.ai_family = AF_INET;
  hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
  hints.ai_flags = AI_PASSIVE;
  
  if(getaddrinfo(NULL, port, &hints, &res) != 0)
  {
    perror("getaddrinfo() error");
    exit(1);
  }
  
  for (p=res; p!=NULL; p=p->ai_next)
  {
    int option = 1;
    
    listenfd = socket (p->ai_family, p->ai_socktype, 0);
    setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &option, sizeof(option));

    if (listenfd == -1) continue;
    if (bind(listenfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == 0) break;
  }

  if (p == NULL)
  {
    perror ("socket() or bind()");
    exit(1);
  }

  freeaddrinfo(res);

  if (listen (listenfd, 1000000) != 0)
  {
    perror("listen() error");
    exit(1);
  }
}

 

다음 코드 내용은 서버를 시작하는 startServer 함수에 대해 정의하고 있다.

addrinfo 정보에 대해 정의해주는 부분을 받고, memset으로 초기화하고 있다.

여기서 나오는 ai_famliy와 ai_socktype, ai_flags는 소켓에 사용되는 유형들인데,

AF_INTE은 IPv4를 사용하는 것을 의미하고

SOCK_STREAM은 스트림 소켓을 지정한다는 것을 의미한다.

AI_PASSIVE는 바인딩 함수 호출에 반환된 소켓 주소 구조에 대한 사용을 나타낸다.

 

그 다음은 getaddrinfo 함수를 사용하는데 해당 함수는

ANSI 호스트 이름에서 주소로의 프로토콜 변환을 제공하는 함수이다.

노드 설정은 NULL로 하고, port로 서비스를, 주소 정보를 넘길 구조체와

가져올 네트워크 주소 정보를 가져오게 된다.

반환 값에 에러가 있다면 getaddrinfo 함수 에러를 발생시킨다.

 

잘 실행돼서 넘어가면 다음은 for문인데 해당 과정은 소켓과 바인드하는 과정이다.

인자로 받는 값 p는 response에 해당하는 값이고 NULL이 아닐때까지,

p가 ai_next에 접근하게 만든다. 여기서 나오는 ai_next란

주소정보 구조체 addrinfo에 다음 데이터의 포인터를 가리킨다고 한다.

그래서 다음 데이터의 포인터를 계속해서 가리키게 되고,

다음 socket 함수로 소켓을 만들어준다.

 

socket 함수에서 ai_family와 ai_socktype에 접근한다는 뜻은

IPv4 영역에서 통신을 하고, TCP 타입의 프로토콜 사용을 설정한다는 뜻이다.

마지막에는 0으로 써도 되고, TCP 일때는 IPPROTO_TCP를 사용해도 된다고 한다.

다음으로 setsockopt를 통해서 소켓 옵션 값을 변경한다.

 

소켓지정번호를 사용하고, 소켓정보를 획득 및 변경한다.

그 다음 소켓 옵션의 번호와 설정 값 저장을 위한 버퍼의 포인터와 크기를 입력한다.

해당 과정이 잘 수행되었다면 bind 함수를 통해서 디스크립터를 넘겨주고,

주소 값과 주소 값의 길이를 전달한다.

 

항상 실행에 대한 에러 처리를 분기마다 해주는게 좋기 때문에

p가 NULL 일때 socket 혹은 bind 함수가 에러라는 것을 출력하게 된다.

freeaddrinfo 함수를 통해 해당 구조체의 메모리를 해제하고,

들어오는 요청 대기가 실패할 경우 listen이 에러라는 것을 출력시켜준다.

 

 

✔️ httpd.c request header 정의하기

 

char *request_header(const char* name)
{
  header_t *h = reqhdr;
  while(h->name)
  {
    if (strcmp(h->name, name) == 0) return h->value;
    h++;
  }
  return NULL;
}

 

해당 부분은 HTTP의 Request Header에 대한 설정이다.

맨 상단에서 정의해준 구조체 배열에 대해 포인터로 접근하게 되고,

name을 가리킬 때 접근한 name 값과 매개변수로 받은 name의 값이 일치하면

value를 가리키게 되고 해당 포인터에 +1값씩을 반복하게 된다.

반복하게 되면서 반환 값으로 던져주는 value 값을

request header라는 것으로 보면 될 것 같다고 생각했다.

 

 

✔️ httpd.c respond 응답 함수 정의하기

 

void respond(int n)
{
  int rcvd, fd, bytes_read;
  char *ptr;

  buf = (char *) malloc(65535);
  rcvd = recv(clients[n], buf, 65535, 0);

  if (rcvd < 0)
    fprintf(stderr, ("recv() error\n"));
  else if (rcvd == 0)
    fprintf(stderr, "Client disconnected upexpectedly.\n");
  else
  {
    buf[rcvd] = '\0';

    method = strtok(buf, " \t\r\n");
    uri    = strtok(NULL, " \t");
    prot   = strtok(NULL, " \t\r\n");

    fprintf(stderr, "\x1b[32m + [%s] %s\x1b[0m\n", method, uri);

    if (qs = strchr(uri, '?'))
    {
      *qs++ = '\0';
    }
    else
    {
      qs = uri - 1;
    }

    header_t *h = reqhdr;
    char *t, *t2;

    while (h < reqhdr + 16)
    {
      char *k, *v, *t;
      
      k = strtok(NULL, "\r\n: \t"); if (!k) break;
      v = strtok(NULL, "\r\n");     while (*v && *v == ' ') v++;
      
      h->name  = k;
      h->value = v;
      h++;

      fprintf(stderr, "[H] %s: %s\n", k, v);

      t = v + 1 + strlen(v);
      if (t[1] == '\r' && t[2] == '\n') break;
    }
    t++;
    t2 = request_header("Content-Length");

    payload = t;
    payload_size = t2 ? atol(t2) : (rcvd - (t-buf));

    clientfd = clients[n];
    dup2(clientfd, STDOUT_FILENO);
    close(clientfd);

    route();
 
    fflush(stdout);

    shutdown(STDOUT_FILENO, SHUT_WR);
    close(STDOUT_FILENO);
  }

  shutdown(clientfd, SHUT_RDWR);
  close(clientfd);
  clients[n] = -1;
}

 

클라이언트에 대한 응답 함수를 정의해주는 과정이다.

malloc으로 버퍼의 메모리를 동적 할당해주는 과정에서 해당 할당의

SIZE_MAX 크기는 65535로 정의되어있기 때문에 값을 적어준다.

그 다음은 recv 함수를 통해 소켓으로부터 데이터를 수신한다.

소켓에 대한 디스크립터를 받고, 수신할 버퍼 포인터와

버퍼 길이인 65535, 옵션을 설정하지 않을 것이기 때문에 0으로 입력한다.

 

수신에 실패하면 (< 0) recv 함수 에러 출력에 대해 파일 스트림에 전달하여 출력한다.

수신 소켓이 닫혀있다면 예기치않게 종료되었다는 문장을 출력한다.

수신하게 되면 buf에 rcvd로 받은 값으로 공간을 NULL로 채우게 된다.

이때, recv 함수의 리턴값은 최소 1이고 최대 실제 송신한 바이트 수 len 만큼을 반환한다.

 

그 다음은 실제 HTTP 통신 과정에서 전달되는 method와 uri와 prot을 정의해주는데,

앞선 글과 네트워크 이론에서도 알아보았듯이 캐리지 리턴과 라인 피드는

전달해주는 HTTP/1.1 ~~ 끝에 보이지는 않지만 들어간다는 것을 알아야한다.

 

그 다음은 앞서 92m처럼 색깔로 변환해서 로그를 출력하는 부분이 나오고,

받은 querystring에 대한 값을 문자열 분리 과정으로 들어가게 된다.

 

다시금 reqhdr 에 16을 더한만큼 반복을 수행하면서

아까전에 name과 value를 가리키던 곳에 값을 받아주고,

사용자 페이로드의 시작지점을 반환하는 과정을 통해서

request_header를 구성하게 된다.

 

마지막으로 HTTP의 페이로드와 페이로드 크기를 받은 다음에

close 함수를 통해 socket 함수로 생성된 소켓을 종료시켜준다.

 

그리고나서 정의한 라우트 함수의 호출과

파일 스트림을 비우면서 버퍼에 있는 데이터들을 삭제하고,

send buffer를 우선 차단한뒤 반복문 내에서의 소켓을 완전 종료한다.

 

이후 최종적으로 socket을 최종적으로 closing 하기 위해서

SHUT_RDWR을 설정하여 recv, send 버퍼를 차단하고 소켓을 종료한다.

 

 

vim 스킨을 깔아봅시다..

 

 

앞선 내용들은 최대한 이해하려고 고민하며 생각하는 부분들이라 다를 수도 있다..

해당 코드와 내용에 대한 정확한 설명은 없기 때문에 다른 글도 많이 참고하였고,

잘못 알았던 부분들이 있다면 다시와서 수정할 생각이다.

 

그리고 해당 복습이 끝나고,

서버와 클라이언트를 열어서 소켓의 동작과정을 살펴보려고 한다.

 

화이팅 💪