일반적인 TCP 통신 방법

TCP 통신은 상대방이 패킷을 받았는지 안 받았는지 확인하기 위해서, 데이터를 받은 쪽에서 ACK 신호를 보냅니다. ACK 신호를 확인해야 송신부에서는 패킷 전송이 제대로 되었음을 확인하고 그 다음 패킷을 계속해서 전송할 수 있습니다.

Nagle Algorithm

네이글 알고리즘은 ‘가능하면 조금씩 여러 번 보내지 말고, 한 번에 많이 보내라’는 원칙을 기반으로 만들어진 알고리즘입니다.

기존에는 ‘NAGLE’라는 단어를 패킷으로 보낸다고 할 때, ‘N’을 전송한 다음 상대방으로부터 ACK를 받으면 ‘A’를 전송. 또 `ACK’를 받은 다음 ‘G’를 전송하는 형태로 이루어집니다. 이런식으로 반복해서 한 글자씩 차례대로 전송하게 됩니다.

하지만, 네이글 알고리즘을 적용하게 되면 처음에 ‘N’을 전송한다음 상대방으로부터 ACK를 받기 전까지 ‘AGLE’에 대한 패킷 정보를 송신 버퍼에 저장한다음 ACK가 오면 여러 개의 패킷을 모아서 한 번에 전송하게 됩니다.

네이글 알고리즘의 장단점

네이글 알고리즘의 장단점은 다음과 같습니다.

• 장점 : 같은 양의 데이터더라도 한 번에 많이 보내기 때문에 데이터 전송 횟수가 줄어들기 때문에 네트워크의 효율성이 높아짐
• 단점 : ACK를 받을 때까지 패킷을 모으고 있기 때문에 반응 속도가 느려짐

C++ 코드 예제

C++에서 TCP 소켓 통신은 기본적으로 네이글 알고리즘이 적용되어 있습니다. setsockopt() 함수를 이용해서 네이글 알고리즘을 On/Off 할 수 있습니다.

다음 예제는 네이글 알고리즘을 ‘Off’하는 예제입니다. (값이 True이면 ‘Off’라는 것을 주의합시다.)

int opt_val = TRUE;
setsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, &opt_val, sizeof(opt_val));

• 값이 TRUE 또는 1 이면 Off
• 값이 FALSE 또는 2 이면 On

setsockopt

소켓의 송수신 동작을 setsockopt() 함수를 이용해서 다양한 옵션으로 제어할 수 있습니다.

int setsockopt(SOCKET socket, int level, int optname, const void* optval, int optlen);

• socket : 소켓의 번호
• level : 옵션의 종류. 보통 SOL_SOCKET와 IPPROTO_TCP 중 하나를 사용
• optname : 설정을 위한 소켓 옵션의 번호
• optval : 설정 값이 저장된 주소값.
• optlen : optval 버퍼의 크기

예제

예를 들어 SO_REUSEADDR을 설정하려면 다음과 같이 호출합니다.

int reuseAddress = 1;
setsockopt(socket, SOL_SOCKET, (const char*)&reuseAddress, sizeof(reuseAddress));

SOL_SOCKET 레벨

setsockopt() 함수의 level에 들어갈 값입니다.

SO_REUSEADDR 옵션

소켓 사용시 만약 다음과 같은 에러가 발생하는 경우가 있습니다.

bind error : Address already in use

보통 소켓을 사용하는 프로그램은 강제 종료되었지만, 커널단에서 해당 소켓을 바인딩해서 사용하고 있기 때문에 발생하는 에러입니다.

이 경우 SO_REUSEADDR 옵션을 이용해서 기존에 바인딩된 주소를 다시 사용할 수 있게 할 수 있습니다.

TCP_NODELAY 옵션

IPPROTO_TCP 레벨의 옵션이며, TCP 소켓에서만 사용할 수 있습니다.

값이 1 또는 TRUE인 경우 네이글 알고리즘을 사용하지 않습니다. 값이 2 또는 FALSE인 경우 네이글 알고리즘을 사용합니다.

예제 코드는 다음과 같습니다.

int opt_val = TRUE;
setsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, &opt_val, sizeof(opt_val));

SO_LINGER 옵션

linger 구조체는 다음과 같은 형태로 되어 있습니다.

struct linger {
  int l_onoff;
  int l_linger;
}

• l_onoff : linger 옵션의 On/Off 여부
• l_linger : 기다리는 시간

위의 두 개의 변수 값에 따라 3 가지의 close 방식이 존재합니다.

1. l_onoff == 0 : 소켓의 기본 설정 l_linger에 관계없이 버퍼에 있는 모든 데이터를 전송. close()는 바로 리턴을 하지만 백그라운드에서 이러한 작업이 이루어짐.

2. l_onoff > 0, l_linger == 0 : close()는 바로 리턴하며, 버퍼에 있는 데이터는 버림. TCP 연결 상태에서는 상대편 호스트에게 리셋을 위한 RST 패킷 전송. hard 혹은 abortive 종료라고 부름.

3. l_onoff > 0, l_linger > 0 : 버퍼에 남아있는 모든 데이터를 보내며, 그 동안 close()는 블럭되어 대기함.

Main Thread가 강제 종료되지 않도록 Exception 처리를 해줄 수 있는 방법이 있습니다. 하지만, ANR(Application Not Responding) 등을 막을 수는 없고, 애초에 강제 종료될 상황을 만들지 않는 것이 더 중요한 것 같습니다.

예제

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);

    Thread.currentThread().setUncaughtExceptionHandler(new UncaughtExceptionHandler() {
      @Override
      public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        Log.i("snowdeer", "Uncaught Exception !!");
        e.printStackTrace();
      }
    });

    ArrayList<String> list = null;
    int count = list.size();
  }
}

UncaughtExceptionHandler를 먼저 등록하고 뒷 부분에 강제로 오류가 발생하는 코드를 넣었습니다.

응용 - 오류 메세지를 파일에 저장

여기서 조금 더 응용해서 오류 메세지가 발생했을 때 파일에 저장하는 코드를 작성해보도록 하겠습니다. 여기서는 파일에 저장을 했지만, 서버에 전송을 하는 등으로 추가 응용해서 활용 가능합니다.

import android.Manifest.permission;
import android.content.Context;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.support.annotation.NonNull;
import android.support.v7.app.AlertDialog;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Toast;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.lang.Thread.UncaughtExceptionHandler;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

  Thread.UncaughtExceptionHandler defaultExceptionHandler = Thread
      .getDefaultUncaughtExceptionHandler();
  static final String ERROR_LOG_FILE_NAME = "error_log.txt";

  FileOutputStream fos;
  FileInputStream fis;
  BufferedReader br;

  static final int PERMISSION_REQUEST_CODE = 100;

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);

    if (checkSelfPermission(permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE)
        != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
      String[] permissions = new String[]{permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE};
      requestPermissions(permissions, PERMISSION_REQUEST_CODE);
    }

    findViewById(R.id.btn_error).setOnClickListener(new OnClickListener() {
      @Override
      public void onClick(View v) {
        throw new RuntimeException();
      }
    });

    Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new UncaughtExceptionHandler() {
      @Override
      public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        e.printStackTrace();

        try {
          fos = openFileOutput(ERROR_LOG_FILE_NAME, Context.MODE_PRIVATE);
          fos.write(e.getClass().getName().getBytes());
          fos.close();
        } catch (Exception ex) {
          ex.printStackTrace();
        }

        defaultExceptionHandler.uncaughtException(t, e);
      }
    });

    File file = getFileStreamPath(ERROR_LOG_FILE_NAME);

    if (file.exists()) {
      StringBuilder sb = new StringBuilder("Previous Error:\n");
      try {
        fis = new FileInputStream(file);
        br = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
        String line;

        while ((line = br.readLine()) != null) {
          sb.append(line).append("\n");
        }
        br.close();
        fis.close();

        Log.i("snowdeer", sb.toString());

        new AlertDialog.Builder(MainActivity.this, R.style.Theme_AppCompat)
            .setMessage(sb.toString())
            .setPositiveButton("Ok", null)
            .show();

        deleteFile(ERROR_LOG_FILE_NAME);
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }

  @Override
  public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, @NonNull String[] permissions,
      @NonNull int[] grantResults) {
    super.onRequestPermissionsResult(requestCode, permissions, grantResults);

    switch (requestCode) {
      case PERMISSION_REQUEST_CODE:
        Toast.makeText(getApplicationContext(), "Permission 완료", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        break;
    }
  }
}

가상 터미널

tmux는 가상 터미널을 실행할 수 있게 해주는 프로그램입니다. ‘가상 터미널’이란 Windows나 MacOS의 ‘가상 데스크탑’과 비슷한 개념이라고 생각하면 됩니다.

tmux를 실행하면 다음과 같은 화면이 나옵니다.

화면 하단에 초록색의 바(Bar)가 출력이 되며, 가상 터미널 상태가 됩니다.

이 상태에서 기존 작업을 저장을 하고 싶으면, Ctrl + B를 누른다음 D를 누르면 기존 작업을 저장하면서 tmux를 빠져나가게 됩니다.

그 이후 tmux attach를 이용해서 기존 작업에 다시 접속할 수 있습니다.

# 명령어 단축키

tmux에서 명령어 단축키는 Ctrl + B를 누른 후, 다음 키 조합을 이용해서 명령을 내릴 수 있습니다.

화면 분할

tmux의 제공하는 또 하나의 강력한 기능은 ‘화면 분할’에 있습니다. Ctrl + B를 누른 후 "를 입력하면 화면이 분할됩니다.

이 상태에서는 Ctrl + B 이후 방향 키를 이용해서 창을 전환할 수 있습니다.

다만, 이 경우 화면 스크롤에서 어려움이 있을 수 있습니다. 터미널 자체를 스크롤하는 것이 아니라 tmux 프로그램 내에서 스크롤을 해야 하기 때문입니다. 이 때는 Ctrl + B 이후 [ 키를 누르면 그 이후 방향키나 마우스 휠로 스크롤을 할 수 있습니다. 빠져나오고 싶을 때는 Q 키를 누르면 됩니다.

화면 가로 분할

화면을 가로로 분할 할 수도 있습니다. 이 때 단축키는 Ctrl + B를 누른 후 %입니다.

세로 분할 때와 마찬가지로 Ctrl + B 이후 방향 키를 이용해서 창을 전환할 수 있습니다.

화면 분할을 종료하고 싶을 때는 exit 명령어를 입력하거나 이 상태에서는 Ctrl + D를 누르면 해당 터미널을 종료합니다.

명령어 이력

Linux나 Windows, MacOS 등 대부분의 터미널에서 공통적이지만, 명령 프롬프트 상태에서 ↑ 또는 ↓를 연속해서 누르게 되면 그동안 실행했던 명령어 이력을 볼 수 있습니다.

후방 검색

여기서 조금 더 효율적으로 명령어 이력 기능을 사용하려면, ↑ 대신 Ctrl + R을 눌러봅니다. 그러면 프롬프트 앞에 (reverse-i-search)라는 문구가 나오게 됩니다. 이 기능은 명령어 이력을 검색하는 기능입니다. ‘Reverse’라고 적혀 있는만큼 거꾸로 추척합니다.

프롬프트가 (reverse-i-search)로 바뀌면 검색을 원하는 문구를 입력해 봅시다. 만약 여기서 더 이전 이력을 검색하려면 Ctrl + R을 계속해서 누르면 됩니다.

전방 검색

전방 검색의 단축키는 Ctrl + S입니다. 하지만 이 단축키는 기본적으로 다른 명령어로 할당이 되어 있습니다. 그래서 이 단축키를 활성화시키려면 다음과 같은 작업을 해주어야 합니다.

다음과 같이 .bashrc 파일을 엽니다.

sudo nano .bashrc

그리고 파일 맨 끝에 다음 문구를 추가해줍니다.

stty stop undef

그런 다음 터미널을 종료한 뒤 다시 시작을 합니다.

이제 Ctrl + S가 활성화된 것을 확인할 수 있을겁니다.

명령어 이력 개수 확장

명령어 이력의 개수는 제한이 있습니다. 개수를 늘릴려면 역시 .bashrc 파일을 수정하면 됩니다.

sudo nano .bashrc

그리고 파일 맨 끝에 다음 문구를 추가해줍니다. 기본적으로 세팅되어 있는 값은 HISTSIZE=1000, HISTFILESIZE=2000 입니다. (라즈베리안 기준)

export HISTSIZE=10000
export HISTFILESIZE=10000

수정한 후 터미널을 다시 접속하면 적용이 되며, 적용 여부는 export -p 명령어로 확인할 수 있습니다.