lwIP로 HTTP 서버 만들기 — httpd와 netconn API 활용

# lwIP로 HTTP 서버 만들기 — httpd와 netconn API 활용

## MCU 위에 HTTP 서버가 왜 필요한가

임베디드 장비에 HTTP 서버를 올리면 PC 브라우저에서 장비 상태를 바로 확인하거나 파라미터를 변경할 수 있다. 별도 GUI 앱 없이 웹 브라우저 하나로 인터페이스가 완성된다.

OTA(Over-The-Air) 펌웨어 업데이트, 실시간 센서 데이터 모니터링, 간단한 설정 페이지 등에 활용된다. lwIP에는 이를 위한 **httpd 모듈**이 내장되어 있다.

## lwIP httpd 내장 모듈

lwIP의 `httpd`는 간단한 HTTP/1.1 서버를 제공한다. 정적 파일 서빙과 SSI(Server-Side Includes), CGI(Common Gateway Interface) 핸들러를 지원한다.

활성화 방법 (`lwipopts.h`):
```c
#define LWIP_HTTPD                  1
#define LWIP_HTTPD_CGI              1   /* CGI 핸들러 (동적 응답) */
#define LWIP_HTTPD_SSI              1   /* HTML 템플릿 변수 치환 */
#define HTTPD_USE_CUSTOM_FSDATA     0   /* ROM 파일시스템 사용 시 1 */
```

HTTP 서버 시작:
```c
#include "lwip/apps/httpd.h"

void app_init(void) {
    httpd_init();  /* 기본 80 포트로 HTTP 서버 시작 */
}
```

**정적 파일**은 `makefsdata` 툴로 `fsdata.c`로 변환해 ROM에 포함시킨다.

## CGI 핸들러 — 동적 응답

CGI 핸들러를 등록하면 특정 URL 요청에 대해 C 함수가 동적으로 응답을 생성한다.

```c
#include "lwip/apps/httpd.h"

/* GET /status.json 처리 */
const char* status_cgi_handler(int iIndex, int iNumParams,
                                char *pcParam[], char *pcValue[]) {
    /* 응답할 파일 이름 반환 (fsdata에 있어야 함) */
    return "/status.json";
}

/* CGI 핸들러 등록 */
static const tCGI cgi_handlers[] = {
    { "/status.json", status_cgi_handler },
};

void httpd_cgi_init(void) {
    http_set_cgi_handlers(cgi_handlers, 1);
}
```

SSI를 활용하면 HTML에 `` 태그를 넣고, C 코드에서 실제 값으로 치환할 수 있다.

## netconn API로 직접 HTTP 서버 구현

httpd 모듈이 너무 제한적이라면, **netconn API**로 HTTP 서버를 직접 구현할 수 있다. netconn은 lwIP RAW API 위에 동기식 소켓처럼 쓸 수 있는 레이어다.

```c
#include "lwip/api.h"

void http_server_task(void *arg) {
    struct netconn *conn, *newconn;
    struct netbuf  *inbuf;
    char *buf;
    uint16_t buflen;

/* TCP 소켓 생성 + 포트 80 바인드 */
    conn = netconn_new(NETCONN_TCP);
    netconn_bind(conn, NULL, 80);
    netconn_listen(conn);

while (1) {
        /* 클라이언트 연결 대기 */
        if (netconn_accept(conn, &newconn) != ERR_OK) continue;

/* 요청 읽기 */
        if (netconn_recv(newconn, &inbuf) == ERR_OK) {
            netbuf_data(inbuf, (void **)&buf, &buflen);

/* GET / 요청 확인 */
            if (strncmp(buf, "GET /", 5) == 0) {
                /* HTTP 응답 전송 */
                const char *response =
                    "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
                    "Content-Type: text/html\r\n"
                    "Connection: close\r\n\r\n"
                    "<html><body><h1>Hello from MCU!</h1></body></html>";
                netconn_write(newconn, response, strlen(response), NETCONN_COPY);
            }
            netbuf_delete(inbuf);
        }

netconn_close(newconn);
        netconn_delete(newconn);
    }
}
```

netconn API는 블로킹 호출 방식이라 FreeRTOS 태스크 안에서 자연스럽게 쓸 수 있다. RTOS 없는 환경에서는 RAW API가 더 적합하다.

## JSON API — REST 엔드포인트 패턴

임베디드 HTTP 서버에서 JSON 응답을 반환하는 패턴:

```c
/* 센서 상태를 JSON으로 반환 */
void send_json_response(struct netconn *conn) {
    char json_buf[256];
    float temperature = read_temperature_sensor();
    uint32_t uptime_sec = HAL_GetTick() / 1000;

snprintf(json_buf, sizeof(json_buf),
        "{\"temperature\": %.1f, \"uptime\": %lu, \"status\": \"ok\"}",
        temperature, uptime_sec);

char header[128];
    snprintf(header, sizeof(header),
        "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
        "Content-Type: application/json\r\n"
        "Content-Length: %d\r\n"
        "Connection: close\r\n\r\n",
        (int)strlen(json_buf));

netconn_write(conn, header, strlen(header), NETCONN_COPY);
    netconn_write(conn, json_buf, strlen(json_buf), NETCONN_COPY);
}
```

PC나 모바일 앱에서 `fetch("http://192.168.0.100/status")`로 호출해 실시간 데이터를 받아볼 수 있다.

## 주의사항

- **동시 연결 처리**: 기본 httpd는 단일 연결 처리. 여러 클라이언트가 동시에 접속하려면 태스크를 여러 개 띄우거나 비동기 설계가 필요하다.
- **메모리**: 응답 버퍼를 스택에 잡으면 태스크 스택이 금방 넘친다. 전역 버퍼나 동적 할당을 사용하되 해제를 잊지 않는다.
- **보안**: 인증 없이 HTTP 서버를 올리면 같은 네트워크의 누구든 접근할 수 있다. 내부 망에서만 쓰거나, 최소한 Basic Auth를 추가한다.

## 다음 챕터에서는

HTTP만으로는 보안이 부족한 경우, TLS(암호화 통신)를 추가해야 한다. lwIP에 **mbedTLS**를 연동해 HTTPS를 구현하는 방법을 다룬다.

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