**[계룡건설] GreenTech SW개발자 - Python 학습 노트 .12**

이 카테고리는 국비지원 과정으로 [계룡건설] 빅데이터 기반 GreenTech SW개발자 과정에서 학습하는 내용을 정리하는 공간입니다.

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Python TCP 채팅 서버 & 클라이언트 상세 정리

1. 개요

이 프로젝트는 Python의 socket과 socketserver 모듈을 활용한 TCP 기반 채팅 서버와 클라이언트 구현 예제이다. 클라이언트는 GUI 기반(Tkinter)이며, 서버는 멀티스레드 방식으로 여러 클라이언트와의 동시 연결을 처리할 수 있도록 설계되었다.

본 문서에서는 TCP 통신 방식, BaseRequestHandler 역할, request 객체 활용, 그리고 주요 기능의 상세 구현을 설명한다.

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2. TCP 통신 개념 및 구조

TCP 통신이란?

TCP(Transmission Control Protocol)는 연결 지향적 프로토콜로, 서버와 클라이언트가 3-way handshake를 통해 연결을 설정한 후 신뢰성 있는 데이터 전송을 수행한다.

TCP 연결 과정

1. 3-Way Handshake (연결 설정)
   • 클라이언트가 서버에게 SYN 패킷 전송 (연결 요청)
   • 서버가 클라이언트에게 SYN-ACK 패킷 전송 (요청 수락)
   • 클라이언트가 서버에게 ACK 패킷 전송 (연결 확인)
2. 데이터 전송
   • 서버와 클라이언트 간에 데이터가 순서대로 전송됨.
   • 손실된 패킷은 재전송하여 데이터 무결성 유지.
3. 4-Way Handshake (연결 종료)
   • 한쪽에서 FIN 패킷을 보내 연결 종료 요청.
   • 상대방이 ACK로 응답 후 FIN 패킷 전송.
   • 마지막으로 ACK를 보내 연결이 종료됨.

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3. 서버 구현 (socketserver 활용)

socketserver.BaseRequestHandler 란?

socketserver 모듈은 Python에서 TCP 서버를 간편하게 구현할 수 있도록 제공되는 모듈이다.

주요 역할

• 클라이언트 연결을 처리하는 핵심 클래스.
• handle() 메서드를 오버라이딩하여 요청을 처리.
• 멀티스레드 환경에서는 ThreadingMixIn과 함께 사용 가능.

서버 클래스 구성

import socketserver

class myTcpHandler(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        print(f'클라이언트 연결: {self.client_address}')
        while True:
            data = self.request.recv(1024).decode()
            if not data:
                break
            print(f'[{self.client_address}] {data}')
            self.request.sendall(data.encode())  # 에코 서버 역할

• handle(): 클라이언트의 요청을 처리하는 메서드.
• self.request: 클라이언트의 요청 데이터를 받는 소켓 객체.

멀티스레드 지원 (ThreadingMixIn)

class ChatingServer(socketserver.ThreadingMixIn, socketserver.TCPServer):
    pass

• ThreadingMixIn을 사용하여 멀티스레드로 동작하도록 설정.

서버 실행

server = ChatingServer(('192.168.0.10', 9900), myTcpHandler)
server.serve_forever()

• 지정된 IP와 포트에서 서버 실행.
• 여러 클라이언트를 동시에 처리 가능.

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4. 클라이언트 구현 (Tkinter GUI)

클라이언트 역할

• 서버에 연결 후 메시지를 주고받음.
• GUI를 통해 입력 및 출력 인터페이스 제공.
• 특정 메시지 패턴 (>>>, <<<)에 따라 색상 변경.

클라이언트 코드 주요 부분

import socket
from threading import Thread
import tkinter

tk = tkinter.Tk()
tk.geometry("500x200")

HOST = '192.168.0.10'
PORT = 9900

# 서버에서 메시지 수신
def rcvMsg(sock):
    while True:
        try:
            data = sock.recv(1024).decode()
            if not data:
                break
            entry2.insert(0, data + '\n')
        except:
            pass

# 서버에 메시지 전송
def onClick():
    sock.send(entry.get().encode())
    entry.delete(0, tkinter.END)

# 서버와 연결 시작
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.connect((HOST, PORT))

# 수신 스레드 실행
Thread(target=rcvMsg, args=(sock,), daemon=True).start()

tk.mainloop()

주요 기능

1. socket.connect((HOST, PORT)) → 서버에 연결.
2. Thread(target=rcvMsg, args=(sock,), daemon=True).start() → 서버에서 수신하는 스레드 실행.
3. entry.insert(0, data + '\n') → GUI에 메시지 추가.
4. sock.send(entry.get().encode()) → 메시지 전송.

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5. 데이터베이스 연동 (MySQL)

서버에서는 사용자의 로그인 정보와 채팅 로그를 MySQL에 저장한다.

데이터베이스 연결

import pymysql

def get_db_connection():
    return pymysql.connect(
        host='localhost', user='root', password='0000', database='chatmember', port=3306, autocommit=True
    )

• autocommit=True: 변경 사항이 즉시 적용되도록 설정.

사용자 추가 및 로그 업데이트

def update_user_in_db(username, password):
    conn = get_db_connection()
    with conn.cursor() as cursor:
        cursor.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS members (username VARCHAR(255) PRIMARY KEY, password VARCHAR(255))")
        cursor.execute("INSERT IGNORE INTO members (username, password) VALUES (%s, %s)", (username, password))
    conn.close()

• INSERT IGNORE: 중복된 값이 있을 경우 무시하고 진행.
• CREATE TABLE IF NOT EXISTS: 테이블이 없으면 생성.

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6. 정리 및 개선점

정리

• TCP 서버-클라이언트 연결 구조를 이해할 수 있다.
• socketserver.BaseRequestHandler를 활용하여 요청을 처리할 수 있다.
• Tkinter를 사용하여 간단한 GUI 클라이언트를 만들 수 있다.
• MySQL과 연동하여 사용자 정보 및 로그를 저장할 수 있다.

개선 가능점

1. 보안 강화: 비밀번호를 평문으로 저장하지 않고 해싱 기법 (bcrypt) 사용.
2. GUI 개선: 메시지 스타일을 추가하고, 사용자 리스트 기능 강화.
3. 멀티룸 채팅 지원: 특정 채팅방을 생성하여 사용자가 참여할 수 있도록 개선.