파이썬 소켓 프로그래밍 기본 AF_INET SOCK_STREAM SOCK_DGRAM 프로토콜 완벽 가이드

🔗 소켓 프로그래밍이란 무엇인가

소켓 프로그래밍은 네트워크 상에서 데이터를 주고받기 위해 사용하는 핵심 기술입니다.
인터넷을 통해 서버와 클라이언트가 통신하려면, 두 프로그램 사이에 연결通道가 필요하고 이를 담당하는 것이 바로 소켓입니다.
쉽게 말해, 소켓은 네트워크에서 서로 다른 컴퓨터가 대화할 수 있도록 해주는 ‘가상 전화기’라고 할 수 있습니다.

파이썬에서는 socket 모듈을 이용해 간단하게 소켓을 생성하고 데이터를 주고받을 수 있습니다.
이 모듈은 운영체제의 네트워크 기능을 추상화하여 제공하기 때문에, 복잡한 시스템 프로그래밍 지식 없이도 네트워크 프로그램을 작성할 수 있도록 돕습니다.

💻 소켓의 기본 동작 원리

소켓은 크게 두 가지 역할을 합니다.
첫 번째는 서버가 연결을 대기하고, 클라이언트가 연결을 요청하는 과정입니다.
두 번째는 연결된 후 데이터를 송수신하는 과정입니다.
이 과정을 통해 실제 웹 브라우저가 서버에서 HTML 문서를 받아오거나, 메신저 앱에서 메시지를 주고받는 일이 가능해집니다.

• 📥서버는 bind()와 listen()으로 연결 대기
• 📤클라이언트는 connect()로 서버에 요청
• 🔄연결된 후 send()와 recv()로 데이터 교환

💬 소켓은 네트워크 프로그래밍의 기초이자, 모든 인터넷 서비스의 출발점입니다. 웹, 메일, 채팅 서비스 모두 소켓 위에서 동작합니다.

🌐 주소 패밀리 AF_INET과 AF_INET6

소켓을 생성할 때 가장 먼저 지정해야 하는 것이 바로 주소 패밀리(Address Family)입니다.
이는 어떤 네트워크 프로토콜(IP 버전)을 사용할지 결정하는 옵션으로, 크게 AF_INET과 AF_INET6 두 가지가 가장 많이 사용됩니다.

📌 AF_INET (IPv4)

AF_INET은 IPv4 주소 체계를 의미합니다.
즉, 32비트 IP 주소를 사용하며, 보통 192.168.0.1처럼 점으로 구분된 4개의 숫자로 표현됩니다.
현재까지 가장 널리 쓰이는 방식이며, 대부분의 네트워크 환경에서 기본적으로 지원됩니다.

📌 AF_INET6 (IPv6)

AF_INET6은 IPv6 주소 체계를 의미합니다.
128비트 IP 주소를 사용하며, 예를 들어 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334처럼 16진수와 콜론(:)으로 표현됩니다.
IPv4 주소 고갈 문제를 해결하기 위해 개발되었으며, 더 많은 네트워크 장치를 지원할 수 있습니다.

⚙️ 소켓 타입 SOCK_STREAM과 SOCK_DGRAM

주소 패밀리를 정한 뒤에는 소켓 타입(Socket Type)을 지정해야 합니다.
소켓 타입은 데이터를 어떤 방식으로 주고받을지를 결정하는데, 대표적으로 SOCK_STREAM과 SOCK_DGRAM이 있습니다.

🔗 SOCK_STREAM (TCP 기반)

SOCK_STREAM은 TCP 프로토콜을 기반으로 동작합니다.
연결 지향형 방식으로, 데이터를 주고받기 전에 반드시 서버와 클라이언트가 연결을 맺어야 합니다.
그만큼 데이터가 순서대로 도착하고 손실 없이 전달되며, 안정성이 뛰어납니다.
대표적인 예로 웹 브라우저와 웹 서버 간의 HTTP 통신이 있습니다.

📡 SOCK_DGRAM (UDP 기반)

SOCK_DGRAM은 UDP 프로토콜을 기반으로 하는 비연결형 방식입니다.
연결을 맺지 않고 데이터를 바로 전송할 수 있어 속도가 빠르지만, 순서 보장이나 데이터 손실 방지가 되지 않습니다.
대신 실시간성을 중시하는 온라인 게임, 화상 통화, 스트리밍 서비스에서 자주 사용됩니다.

📡 프로토콜과 그 역할

소켓을 정의할 때 마지막으로 지정하는 요소가 프로토콜(Protocol)입니다.
주소 패밀리와 소켓 타입이 결정되면 보통 프로토콜은 자동으로 선택되지만, 특정 상황에서는 직접 지정할 수도 있습니다.
예를 들어 SOCK_STREAM을 선택하면 일반적으로 TCP가, SOCK_DGRAM을 선택하면 UDP가 기본 프로토콜로 설정됩니다.

🔑 프로토콜의 역할

프로토콜은 데이터가 네트워크를 통해 어떻게 전달될지를 정의합니다.
즉, 서로 다른 기기 간에 통신 규칙을 정하고, 올바른 데이터 교환이 가능하도록 보장합니다.
만약 프로토콜이 없다면, 두 프로그램은 서로를 이해하지 못해 통신이 불가능해집니다.

📖 프로토콜 예시

파이썬 소켓 프로그래밍에서 자주 쓰이는 프로토콜은 다음과 같습니다.

• 🌍TCP (Transmission Control Protocol) – 안정적이고 순서가 보장된 데이터 전송
• ⚡UDP (User Datagram Protocol) – 빠른 전송, 손실 가능성 있음
• 📡ICMP (Internet Control Message Protocol) – 네트워크 진단용 (예: ping)

import socket

# IPv4 + TCP 소켓 생성
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM, socket.IPPROTO_TCP)

# IPv4 + UDP 소켓 생성
u = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP)

💡 파이썬에서 소켓 활용 예제

이제까지 주소 패밀리, 소켓 타입, 프로토콜에 대해 살펴보았다면, 실제로 파이썬 코드에서 소켓을 어떻게 활용하는지 살펴보겠습니다.
아래 예제는 간단한 서버와 클라이언트 프로그램을 구현한 것으로, 소켓 프로그래밍의 기본 흐름을 이해하는 데 도움을 줍니다.

🖥️ 서버 코드 예제

import socket

# IPv4 + TCP 소켓 생성
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server_socket.bind(("127.0.0.1", 8080))
server_socket.listen()

print("서버가 실행 중입니다...")

conn, addr = server_socket.accept()
print("클라이언트 연결:", addr)

data = conn.recv(1024).decode()
print("클라이언트 메시지:", data)

conn.send("메시지를 잘 받았습니다!".encode())
conn.close()

📱 클라이언트 코드 예제

import socket

# 클라이언트 소켓 생성
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client_socket.connect(("127.0.0.1", 8080))

client_socket.send("안녕하세요, 서버!".encode())

response = client_socket.recv(1024).decode()
print("서버 응답:", response)

client_socket.close()

💬 이 예제를 직접 실행해보면, 서버와 클라이언트 간 데이터 흐름을 쉽게 이해할 수 있습니다. 실습을 통해 이론이 실제로 어떻게 적용되는지 확인해 보세요.

❓ 자주 묻는 질문 (FAQ)