네트워크 소켓(Socket)이란?

소켓 API는 어디서 왔나: 버클리 소켓

오늘날 프로그램이 네트워크를 쓰는 표준적인 방식인 "소켓 API"는 1983년 공개된 4.2BSD 유닉스에서 시작되어 버클리 소켓(Berkeley sockets)이라고 불립니다(위키백과 기준). 이후 이 인터페이스는 POSIX 표준의 일부가 되어 "POSIX 소켓"과 사실상 같은 말로 쓰이고, 마이크로소프트 윈도우의 Winsock도 이 인터페이스를 거의 그대로 따릅니다. 운영체제가 달라도 소켓 호출의 이름과 순서가 비슷한 이유가 여기에 있습니다.

프로그램이 연결을 맺는 순서

아래는 POSIX 문서와 위키백과에서 확인되는 TCP 연결의 기본 호출 순서입니다.

아래는 이 순서를 보여주는 짧은 일반 예시(파이썬, 같은 컴퓨터 안에서만 동작하는 에코 서버)입니다. 서버를 먼저 실행한 뒤 다른 창에서 클라이언트를 실행합니다.

# 서버: socket -> bind -> listen -> accept
import socket
srv = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
srv.bind(("127.0.0.1", 5000))      # 로컬 PC에서만 접속 가능
srv.listen(5)
conn, addr = srv.accept()          # addr = 상대의 (IP, 임시 포트)
conn.sendall(conn.recv(1024))      # 받은 내용을 그대로 돌려줌
conn.close(); srv.close()

# 클라이언트: socket -> connect
import socket
c = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
c.connect(("127.0.0.1", 5000))
c.sendall(b"hello")
print(c.recv(1024))
c.close()

여기서 서버의 accept()가 돌려준 addr에 찍히는 상대 포트가 바로 클라이언트에 배정된 임시 포트입니다. 127.0.0.1은 자기 자신을 가리키는 주소이므로 외부에서 접속할 수 없고, 실습용으로 안전합니다. 허락받지 않은 다른 시스템에 접속을 시도하는 행위는 법적 문제가 될 수 있으므로, 실습은 반드시 자신의 컴퓨터 안에서만 하세요.

TCP 소켓과 UDP 소켓 비교

실제 사례로 보는 소켓

사례 1. 운영체제마다 달랐던 임시 포트 범위

클라이언트가 서버에 접속할 때 쓰는 임시 포트는 IANA가 49152~65535를 권고합니다(RFC 6335). 그러나 위키백과에 정리된 바에 따르면 윈도우 XP 이하는 기본값이 1024~5000이었고, 윈도우 비스타 이후는 IANA 범위를 기본으로 씁니다. 윈도우 서버 2003은 2008년 보안 업데이트 MS08-037 이후 IANA 범위를 쓰게 되었습니다. 리눅스는 다수 커널에서 32768~60999가 기본값이고, /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range에서 실제 범위를 확인할 수 있습니다. 배울 점은 "임시 포트 49152~65535"를 모든 환경에 적용되는 상수로 외우면 안 된다는 것입니다. 방화벽 규칙이나 동시 접속 설계를 할 때는 대상 OS의 실제 범위를 확인해야 합니다.

사례 2. 하나의 80번 포트에서 수많은 연결을 처리하는 서버의 구조

웹서버는 보통 80이나 443번 포트에 리스닝 소켓 하나를 열어 두고, 새 접속이 들어올 때마다 accept()가 연결 전용의 새 소켓을 만들어 줍니다. 이 새 소켓들은 서버 쪽 IP:포트는 같지만 상대(클라이언트) IP:포트가 다르므로 서로 다른 소켓 쌍으로 구별됩니다. 그래서 포트 번호가 하나여도 연결이 섞이지 않습니다. 이것은 버클리 소켓 API의 기본 설계에서 확인되는 동작이며, 동시 접속자를 처리하는 방식(프로세스, 스레드, 이벤트 기반)은 서버 소프트웨어마다 다릅니다.

직접 확인해 보기

• 윈도우 명령 프롬프트에서 netstat -an을 실행해 LISTENING과 ESTABLISHED 상태의 소켓 주소("IP:포트")를 구분해 봅니다. 읽기만 하는 명령이라 안전합니다.
• 브라우저로 사이트에 접속한 직후 같은 명령을 실행하면 내 컴퓨터의 임시 포트와 서버의 443번 포트로 이어진 연결을 볼 수 있습니다.
• 위 파이썬 예시를 로컬(127.0.0.1)에서만 실행해 accept()가 돌려준 상대 포트와 netstat 출력이 일치하는지 비교해 봅니다.

흔한 오해와 정정

• 오해: 소켓과 포트는 같은 말이다. 실제: 포트는 숫자 하나이고, 소켓은 IP·포트·프로토콜이 결합된 통신 끝점입니다.
• 오해: 한 포트에는 연결을 하나만 받을 수 있다. 실제: 리스닝 소켓 하나에서 연결마다 새 소켓이 만들어지고 소켓 쌍이 다르면 서로 구분됩니다.
• 오해: UDP 소켓은 위험하고 TCP 소켓만 안전하다. 실제: UDP는 신뢰성 기능이 없을 뿐 용도가 다른 프로토콜이며, 필요하면 응용 프로그램이 직접 재전송·순서 처리를 구현합니다.
• 오해: 웹소켓은 소켓의 다른 이름이다. 실제: 웹소켓은 응용 계층의 별도 프로토콜입니다.

한계와 더 알아볼 점

이 글의 호출 순서는 TCP/UDP 기반 인터넷 소켓의 일반적인 형태입니다. 같은 컴퓨터 안의 프로세스끼리 쓰는 유닉스 도메인 소켓처럼 IP·포트를 쓰지 않는 소켓도 있고, 언어와 프레임워크마다 소켓 위에 더 높은 추상화를 얹어 직접 호출할 일이 거의 없는 경우도 많습니다. listen()의 backlog 값이 실제로 어떻게 해석되는지는 구현체에 따라 달라질 수 있습니다(POSIX 문서는 힌트라고 규정).

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실시간 양방향 통신에 쓰이는 웹소켓과는 다릅니다

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