[Networking] Socket Programming (소켓 프로그래밍) - 분산 시스템 구현

Distributed System (분산 시스템) 은 소켓 프로그래밍을 사용해 서로 통신하는 여러 노드로 구성된 네트워크를 만들 수 있다. 중앙 서버로 데이터를 전송하는 여러 클라이언트가 있고 서버가 이 데이터를 처리해 응답을 보내는 간단한 예를 살펴보자.

 

• Server Code
  : 이 서버는 여러 연결을 동시에 관리하기 위해 threading을 사용해 여러 클라이언트를 처리한다. 각 클라이언트 연결은 별도의 thread에서 처리된다. '1024'는 한 번에 수신 가능한 데이터의 최대 크기(buffer size)를 의미하고 단위는 Byte다. 

import socket
import threading

def client_handler(connection, address):
    print(f"Connected to {address}")
    try:
        while True:
            data = connection.recv(1024)
            if not data:
                break
            response = f"Received {data.decode()}".encode()
            connection.sendall(response)
    finally:
        connection.close()

def run_server(host='0.0.0.0', port=65432):
    with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as server_socket:
        server_socket.bind((host, port))
        server_socket.listen()
        print(f"Server is listening on {host}:{port}")
        while True:
            conn, addr = server_socket.accept()
            thread = threading.Thread(target=client_handler, args=(conn, addr))
            thread.start()

# To run the server, you would typically call run_server()

 

• Client Code
  : 각 클라이언트는 서버에 연결해, 데이터를 전송하고 응답을 기다린다.

import socket

def run_client(server_host='127.0.0.1', server_port=65432, message="Hello Server!"):
    with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as client_socket:
        client_socket.connect((server_host, server_port))
        client_socket.sendall(message.encode())
        response = client_socket.recv(1024)
        print(f"Server response: {response.decode()}")

# To run the client, you could call run_client() multiple times with different messages

def run_persistent_client(server_host='127.0.0.1', server_port=65432):
    with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as client_socket:
        client_socket.connect((server_host, server_port))
        try:
            while True:
                message = input("Enter message to send (type 'exit' to quit): ")
                if message.lower() == 'exit':
                    break
                client_socket.sendall(message.encode())
                response = client_socket.recv(1024)
                print(f"Server response: {response.decode()}")
        finally:
            client_socket.close()

# To run this persistent client, just call run_persistent_client()

 

• 예제 실행 방법
  • 서버를 시작한다
    : 먼저 서버 스크립트를 실행한다. 이 스크립트는 들어오는 연결을 수신 대기하고 각 연결을 별도의 thread에서 처리한다.
  • 여러 클라이언트를 실행한다
    : 서버가 수신 대기 중이면 다른 터미널에서 클라이언트 스크립트를 실행하거나 가능한 경우 다른 메시지로 반복하거나 다른 컴퓨터에서도 연결하도록 클라이언트 코드를 수정한다.

이 예는 여러 클라이언트가 단일 서버와 상호 작용하는 분산 시스템 통신의 기본 패턴을 보여준다. 서버는 각 클라이언트의 요청을 별도의 thread에서 독립적으로 처리하므로 클라이언트 요청을 동시에 처리할 수 있다. 보다 복잡하거나 실제 시나리오에서는 보다 정교한 동기화, 오류 처리 또는 복잡한 메시징 패턴을 처리하기 위해 ZeroMQ 또는 RabbigMQ와 같은 프레임워크를 사용할 수도 있다.