근 화두가 되고 있는 4차 산업혁명의 근간이 되는 핵심기술로 데이터 센싱, 통신, 빅데이터 그리고 인공지능 등이 있다. 이 책은 네 가지 핵심 기술 중에서 주로 인터넷 통신에 대해 서술하고, 아울러 데이터 센싱과 밀접한 피지컬 컴퓨팅에 대해서도 서술한 책이다.

현대를 살아가고 있는 사람들에게 인터넷을 사용한 통신은 일상생활에 필수적인 수단이 되었다. 이 수단의 내용을 응용 프로그램의 동작과정을 통해 이해하고자 하는 것이 이 책의 목표이다. 사용되는 응용 프로그래밍 언어는 C언어와 파이썬이다.

이 책에 수록된 응용 프로그램의 실행 환경은 라즈비안 운영체제를 사용하는 라즈베리파이지만, 다른 유닉스 기반 운영체제에서도 실행이 가능하다. 라즈베리파이는 사용자에게 쉬운 통합 환경을 제공하는 교육용 소형 컴퓨터이다.

이 책에서는 1장에서 인터넷과 OSI 7계층을 통해 정보 통신 시스템을 개괄적으로 소개한 후, 2장에서 라즈베리파이 환경에서 사용하는 명령어를 다룬다. 이어서, 응용문제로 사용자가 정보 통신을 할 때, 가장 먼저 수행하는 작업인 프로세스 생성에 대해 설명한다. 3장의 네트워크 프로그래밍 기초에서는 클라이언트와 반복형 서버를 다루고, 4장에서는 프로세스, 쓰레드 그리고 입출력 다중화를 사용하는 병행 서버 문제를 다룬다. 이어서 5장에서는 브로드캐스트와 멀티캐스트 프로그램을 살펴본 후, 6장에서는 실제 패킷을 캡처하는 저수준 프로그램을 통해 TCP/IP의 헤더 구조를 살펴본다. 7장에서는 데이터 센싱과 관련된 피지컬 컴퓨팅을 소개하기 위해 라즈베리파이와 아두이노를 함께 설명한다. 2장에서 7장까지 사용되는 프로그래밍 언어는 C언어이다. 마지막으로 8장에서는 최근 각광을 받고 있는 파이썬 언어를 간단히 소개한 후, 파이썬 언어를 사용한 네트워크 프로그래밍과 피지컬 컴퓨팅에 대해 다룬다.

이 책을 공부하기 위한 기본 지식으로 기초적인 정보통신 개념과 프로그래밍 언어가 요구된다. 하지만 이 책의 목표가 단순히 프로그래밍 언어의 문법 습득에 있지 않고 인터넷 통신과 피지컬 컴퓨팅의 원리의 습득에 있으므로 독자들은 프로그램 코드에 내재된 의미를 파악하는 데에 학습의 중점을 두기 바란다.

뜻이 잘못 전달된 부분에 대해서는 독자들의 지적을 기다리며, 본 개정판을 출판하도록 도와주신 복두출판사 관계자들에게 깊은 감사를 표한다.

2022년 8월
저자 씀

CHAPTER 1 인터넷과 TCP/IP

1.1 컴퓨터와 네트워크
1.2 네트워크의 종류
1.3 계층 프로토콜
1.4 OSI 참조 모델
1.5 TCP/IP 프로토콜
1.6 인터넷의 미래


CHAPTER 2 라즈베리파이 환경

2.1 라즈베리파이와 라즈비안
2.2 라즈비안 명령어
2.3 프로세스의 생성과 실행


CHAPTER 3 네트워크 프로그래밍 기초

3.1 네트워크 응용 서비스의 구조
3.2 소켓 인터페이스
3.3 TCP 소켓 프로그래밍의 개요
3.4 UDP 소켓 프로그래밍
3.5 서버 프로그램의 종류


CHAPTER 4 TCP를 이용한 병행 서버

4.1 프로세스 생성을 이용한 병행 서버
4.2 스레드 생성을 이용한 병행 서버
4.3 입출력 다중화를 이용한 병행 서버


CHAPTER 5 브로드캐스트 통신과 멀티캐스트 통신

5.1 IP 주소
5.2 소켓 옵션
5.3 브로드캐스트 통신
5.4 멀티캐스트 통신


CHAPTER 6 저수준 프로그래밍

6.1 프로토콜 헤더
6.2 SOCK_RAW


CHAPTER 7 피지컬 컴퓨팅과 통신

7.1 피지컬 컴퓨팅 소개
7.2 GPIO 기초
7.3 라즈베리파이와 아두이노


CHAPTER 8 파이썬 네트워크 프로그래밍

8.1 파이썬 기초
8.2 TCP 프로그래밍
8.3 UDP 프로그래밍
8.4 TCP 병행 서버
8.5 브로드캐스트와 멀티캐스트
8.6 블루투스 프로그래밍
8.7 피지컬 컴퓨팅과 통신