Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 981. C# - HttpWebRequest, WebClient와 ephemeral port 재사용 [링크 복사], [링크+제목 복사]
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글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
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C# - HttpWebRequest, WebClient와 ephemeral port 재사용

이 글의 테스트는 .NET Framework 4.8 + Windows 10에서 진행했고, 결과는 환경마다 다를 수 있습니다.

지난 글에서,

윈도우 서버 환경에서, 최대 생성 가능한 소켓(socket) 연결 수는 얼마일까?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/964

윈도우 환경에서 클라이언트 소켓의 최대 접속 수
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12350

윈도우 환경에서 클라이언트 소켓의 최대 접속 수 (2) - SO_REUSEADDR
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12432

윈도우 환경에서 클라이언트 소켓의 최대 접속 수 (3) - SO_PORT_SCALABILITY
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12433

윈도우 환경에서 클라이언트 소켓의 최대 접속 수 (4) - ReuseUnicastPort를 이용한 포트 고갈 문제 해결
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12435

계속 5-tuple 구분 문제를 다뤘는데요, 그렇다면 닷넷 개발자에게는 이것이 어떤 의미가 있을까요?

우선, 닷넷의 경우에도 소켓을 직접 다룬다면 위의 내용이 그대로 적용됩니다. (사실, 위의 글에서 모두 .NET의 Socket 클래스로 예제를 만들었습니다.) 따라서 AutoReusePortRangeStartPort 혜택을 누리기 위해 bind를 직접 하는 경우에만 SocketOptionName.ReuseUnicastPort 옵션을 미리 설정해 주면 됩니다.

그렇다면 HttpWebRequest는 어떨까요? 어쩌면 HttpWebRequest에서 내부적으로 감싸고 있는 Socket 인스턴스가 명시적인 바인딩은 하지만 SocketOptionName.ReuseUnicastPort 옵션을 설정하지 않고 있을지도 모릅니다.

이를 명확히 하기 위해 ^^ 당연히 테스트를 해야겠지요.




환경 구성은 지난 글에 했던 시스템을 그대로 재사용하겠습니다.

DynamicPortRangeStartPort       : 1024
DynamicPortRangeNumberOfPorts   : 977
AutoReusePortRangeStartPort     : 15000
AutoReusePortRangeNumberOfPorts : 1000

그리고 서버 코드는 그대로 두고, 클라이언트 측만 Socket을 HttpWebRequest로 바꿔보겠습니다.

using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Diagnostics;
using System.Net;
using System.Threading;

namespace ConsoleApp2
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string ipAddr = args[0];
            int port = int.Parse(args[1]);
            int numberOf = int.Parse(args[2]);

            ThreadPool.SetMaxThreads(1100, 1100);
            ThreadPool.SetMinThreads(1000, 1000);

            ConcurrentQueue<HttpWebRequest> clients1 = new ConcurrentQueue<HttpWebRequest>();

            Uri uri = new Uri($"http://{ipAddr}:{port}");
            int exceptionCount = 0;

            for (int i = 0; i < numberOf; i++)
            {
                ThreadPool.QueueUserWorkItem((WaitCallback)((obj) =>
                    {
                        var request = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(uri);
                        clients1.Enqueue(request);

                        try
                        {
                            request.GetResponse();
                        }
                        catch
                        {
                            Interlocked.Increment(ref exceptionCount);
                        }
                    }), null);
            }


            while (true)
            {
                Console.WriteLine("Pid == " + Process.GetCurrentProcess().Id);
                Console.ReadLine();
            }
        }
    }
}

이렇게 해서 실행해 보면, 다음과 같은 결과를 얻습니다.

// 서버 측 포트 17000, 17001 Listen

D:\temp> ConsoleApp1
# of 17000: 0, 17001: 0
# of 17000: 0, 17001: 0
# of 17000: 1, 17001: 0
# of 17000: 1000, 17001: 1
# of 17000: 1000, 17001: 1000
# of 17000: 1000, 17001: 1000
# of 17000: 1000, 17001: 1000
# of 17000: 1000, 17001: 1000

// #1 클라이언트 측 - 17000 포트로 1001개 접속 시도
// ConsoleApp2.exe localhost 17000 1001

C:\temp> netstat -ano | findstr 5748
  TCP    127.0.0.1:15161         127.0.0.1:17000        ESTABLISHED      5748
  TCP    127.0.0.1:15162         127.0.0.1:17000        ESTABLISHED      5748
  TCP    127.0.0.1:15163         127.0.0.1:17000        ESTABLISHED      5748
  TCP    127.0.0.1:15164         127.0.0.1:17000        ESTABLISHED      5748
...[생략]...
  TCP    127.0.0.1:15996         127.0.0.1:17000        ESTABLISHED      5748
  TCP    127.0.0.1:15997         127.0.0.1:17000        ESTABLISHED      5748
  TCP    127.0.0.1:15998         127.0.0.1:17000        ESTABLISHED      5748
  TCP    127.0.0.1:15999         127.0.0.1:17000        ESTABLISHED      5748

// #2 클라이언트 측 - 17001 포트로 1001개 접속 시도
// ConsoleApp2.exe localhost 17001 1001

C:\Users\kevin> netstat -ano | findstr 8364
  TCP    127.0.0.1:15079         127.0.0.1:17001        ESTABLISHED      8364
  TCP    127.0.0.1:15080         127.0.0.1:17001        ESTABLISHED      8364
  TCP    127.0.0.1:15081         127.0.0.1:17001        ESTABLISHED      8364
  TCP    127.0.0.1:15082         127.0.0.1:17001        ESTABLISHED      8364
...[생략]...
  TCP    127.0.0.1:15996         127.0.0.1:17001        ESTABLISHED      8364
  TCP    127.0.0.1:15997         127.0.0.1:17001        ESTABLISHED      8364
  TCP    127.0.0.1:15998         127.0.0.1:17001        ESTABLISHED      8364
  TCP    127.0.0.1:15999         127.0.0.1:17001        ESTABLISHED      8364

(아쉽게도 HttpWebRequest는 직접 Socket 인스턴스를 노출시키지 않으므로 확인 과정은 netstat를 이용했습니다.)

결과를 보면, HttpWebRequest는 ReuseUnicastPort를 이용하도록 설계되어 있다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 그냥 윈도우 환경 설정만 잘 해주시면 끝!

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




그런데, 약간 혼란스러운 문서가 하나 있습니다.

ServicePointManager.ReusePort Property
; https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.net.servicepointmanager.reuseport

Setting this property value to true causes all outbound TCP connections from HttpWebRequest to use the native socket option SO_REUSE_UNICASTPORT on the socket. This causes the underlying outgoing ports to be shared. This is useful for scenarios where a large number of outgoing connections are made in a short time, and the app risks running out of ports.


즉, 원래 저런 식으로 SO_REUSE_UNICASTPORT 옵션이 적용된 동작은 ServicePointManager.ReusePort 속성(기본값: False)을 True로 한 경우라고 합니다. 하지만, 제가 테스트한 Windows 10 + .NET 4.8 환경에서는 ReusePort 속성의 값에 아무런 상관이 없었습니다. (혹시, ReusePort 속성에 관한 차이점을 아시는 분은 덧글 부탁드립니다.)




WebClient는 내부적으로 HttpWebRequest를 사용하기 때문에 사실 테스트할 필요도 없을 것 같지만, 그래도 정 원한다면 위의 HttpWebRequest 예제에서 다음과 같이 살짝 WebClient로 교체만 한 후,

ConcurrentQueue<WebClient> clients1 = new ConcurrentQueue<WebClient>();

Uri uri = new Uri($"http://{ipAddr}:{port}");
int exceptionCount = 0;
            
for (int i = 0; i < numberOf; i++)
{
    ThreadPool.QueueUserWorkItem((WaitCallback)((obj) =>
        {
            WebClient wc = new WebClient();
            clients1.Enqueue(wc);
            try
            {
                wc.DownloadString(uri);
            }
            catch
            {
                Interlocked.Increment(ref exceptionCount);
            }
                        
        }), null);
}

테스트하면 HttpWebRequest와 정확히 같은 결과를 얻는 것을 확인할 수 있습니다.




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 1/26/2021

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