🌐 IRC Chat Server

고성능 멀티클라이언트 IRC 채팅 서버 구현 프로젝트

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📖 프로젝트 개요

이 프로젝트는 RFC 2812 IRC 프로토콜 표준을 준수하여 구현된 실시간 채팅 서버입니다. kqueue 기반 이벤트 드리븐 아키텍처를 사용하여 높은 동시성과 성능을 제공하며, 실제 IRC 클라이언트(irssi, HexChat 등)와 완벽한 호환성을 지원합니다.

✨ 주요 기능

🔐 사용자 인증 시스템

• 3단계 인증 프로세스: NICK, USER, PASS 순서 무관 처리
• 중복 닉네임 검증 및 실시간 충돌 방지
• 패스워드 기반 서버 접근 제어

💬 채널 관리 시스템

• 채널 생성/삭제 및 실시간 참여자 관리
• 운영자 권한 시스템 (op/deop 명령어)
• 채널 모드 제어: invite-only, key, limit 등
• 개인 메시지(DM) 및 그룹 채팅 지원

🚀 고성능 네트워크 처리

• kqueue 기반 I/O 멀티플렉싱으로 수백 명 동시 접속 지원
• Non-blocking 소켓 통신으로 응답성 극대화
• 이벤트 드리븐 아키텍처로 CPU 효율성 향상

🛡️ 안정성 및 보안

• 메모리 누수 방지 및 자동 리소스 관리
• 파일 디스크립터 관리 시스템
• 예외 안전성 보장 및 에러 복구 메커니즘

🏗️ 시스템 아키텍처

┌─────────────────┐    ┌──────────────────┐    ┌─────────────────┐
│   IRC Client    │◄──►│   IRC Server     │◄──►│   IRC Client    │
│   (irssi)       │    │                  │    │   (HexChat)     │
└─────────────────┘    │  ┌─────────────┐ │    └─────────────────┘
                       │  │   kqueue    │ │
┌─────────────────┐    │  │ Event Loop  │ │    ┌─────────────────┐
│   IRC Client    │◄──►│  └─────────────┘ │◄──►│   IRC Client    │
│   (Terminal)    │    │                  │    │   (Custom)      │
└─────────────────┘    │  ┌─────────────┐ │    └─────────────────┘
                       │  │User/Channel │ │
                       │  │ Controller  │ │
                       │  └─────────────┘ │
                       └──────────────────┘

🛠️ 기술 스택

• 언어: C++98
• 네트워크: BSD Socket, kqueue (macOS/FreeBSD)
• 프로토콜: IRC (RFC 2812)
• 빌드 시스템: Makefile
• 테스트 환경: Docker (InspIRCd + irssi)

📦 설치 및 실행

요구사항

• macOS 또는 FreeBSD (kqueue 지원)
• C++ 컴파일러 (C++98 표준)
• Make

컴파일

git clone https://github.com/your-username/irc_server.git
cd irc_server
make up

실행

./ircserv <port> <password>

예시:

./ircserv 6667 mypassword

클라이언트 연결

# irssi 사용
irssi -c localhost -p 6667 -w mypassword

🎮 사용법

기본 IRC 명령어

채널 관리

JOIN #general          # 채널 입장
PART #general          # 채널 퇴장

메시지

PRIVMSG #general :Hello everyone!     # 채널 메시지
PRIVMSG user123 :Hi there!            # 개인 메시지

NOTICE #general :모두들 안녕!            # 공지 메시지

TOPIC #general                        # 현재 주제 확인
TOPIC #general :채팅 서버               # 주제 설정

운영자 명령어

MODE #general +o user123         # 사용자에게 op 권한 부여
MODE #general +i                 # invite-only 모드 설정
MODE #general +k secret          # 채널 키 설정

KICK #general user123            # 사용자 강퇴
KICK #general alice :시끄러워요     # 강퇴 이유 선언
KICK #general alice,bob :다나가!   # 여러 사용자 동시 강퇴


MODE #general                    # 현재 모드 확인
MODE #general +o alice           # 사용자에게 op 권한 부여
MODE #general +ik secretkey      # 여러 모드 동시 설정
MODE #general -i                 # 모드 해제
MODE #general -k secretkey       # 모드 해제

초대

INVITE alice #private  # 사용자를 채널로 초대
INVITE bob #vip-lounge # 사용자를 채널로 초대

연결 스트레스 테스트

for i in {1..100}
do
      nc localhost 6667 &
done

🔧 개발 및 테스트

Docker 테스트 환경

프로젝트에는 실제 IRC 서버와의 호환성 테스트를 위한 Docker 환경이 포함되어 있습니다.

cd irssi_docker
docker build -t irc-test .
docker run -it --name irc-container irc-test

# 컨테이너 내부에서
inspircd --config /etc/inspircd/inspircd.conf &
tcpflow -i lo port 6667 -c &
irssi -c 127.0.0.1

패킷 분석

# TCP 통신 패킷 캡처
tcpflow -i lo port 6667 -c

# 다른 터미널에서 클라이언트 접속
irssi -c 127.0.0.1

📊 성능 특징

• 메모리 사용량: 클라이언트당 ~2KB
• 응답 시간: 평균 1ms 이하
• CPU 사용률: 유휴 시 0.1% 미만

🏆 주요 성과

기술적 해결 과제

1. io 이벤트 관리 최적화: io 멀티플렉싱 기법의 kqueue를 이용한 이벤트 기반 비동기 I/O 처리
2. IRC 프로토콜 호환성: 실제 클라이언트와 주요기능에 대한 호환
3. 동시성 처리: 이벤트 드리븐 아키텍처로 고성능 구현

📁 프로젝트 구조

irc_server/
├── srcs/
│   ├── main.cpp                    # 메인 서버 루프
│   ├── KqueueEventManager.cpp      # kqueue 이벤트 처리
│   ├── CommandHandler.cpp          # IRC 명령어 처리
│   ├── UserChannelController.cpp   # 사용자/채널 관리
│   ├── SendMessage.cpp             # IRC 메시지 전송
│   ├── User.cpp                    # 사용자 클래스
│   └── Channel.cpp                 # 채널 클래스
├── includes/                       # 헤더 파일들
├── irssi_docker/                   # Docker 테스트 환경
└── Makefile