멀티에이전트 시스템에서 MCP, Action, Tool 활용 전략과 6가지 설계 사례

현대의 AI 에이전트 시스템이 복잡해지면서 MCP(Model Context Protocol), Action, Tool의 역할과 활용 방법이 더욱 중요해지고 있습니다. 특히 멀티 에이전트 환경에서 이러한 구성 요소들이 어떻게 배치되고 상호작용하는지에 대한 이해는 성공적인 AI 시스템 구축의 핵심입니다. 이번 글에서는 다양한 설계 사례를 통해 실제 적용 방법을 살펴보겠습니다.

MCP, Action, Tool의 기본 개념과 차이점

멀티에이전트 시스템을 설계하기 전에 각 구성 요소의 역할을 명확히 이해해야 합니다.

**MCP (Model Context Protocol)**는 AI 모델과 외부 도구, 데이터 소스 간의 표준화된 통신 프로토콜입니다. 2024년 말 Anthropic에서 발표한 오픈 소스 프로토콜로, JSON-RPC 2.0를 기반으로 합니다. MCP는 단순한 도구가 아니라 에이전트가 외부 세계와 소통하는 방식을 정의하는 표준입니다.

Tool은 에이전트가 특정 작업을 수행하기 위해 호출할 수 있는 함수나 API입니다. 계산기, 웹 검색, 데이터베이스 쿼리 등이 대표적인 예시입니다. Tool은 구체적인 기능을 제공하는 실행 단위입니다.

Action은 에이전트가 특정 상황에서 취할 수 있는 행동이나 결정을 의미합니다. Tool 호출, 다른 에이전트로의 핸드오프, 상태 업데이트 등이 모두 Action의 범주에 포함됩니다.

Node 기반 vs Agent 내부 구조 설계

멀티 에이전트 시스템에서 MCP, Action, Tool을 배치하는 방식은 크게 두 가지 접근법이 있습니다.

Node 레벨 도구 배치

첫 번째 방식은 각 Node가 독립적인 도구와 MCP 연결을 가지는 구조입니다.

python
# Node별 독립적 MCP 연결
def research_node(state):
    # 이 노드만의 MCP 클라이언트
    client = MultiServerMCPClient({
        "web_search": {
            "transport": "streamable_http",
            "url": "https://search-mcp-server/mcp"
        }
    })
    tools = await client.get_tools()
    
    # 노드 전용 LLM with tools
    llm_with_tools = llm.bind_tools(tools)
    response = llm_with_tools.invoke(state["messages"])
    
    return {"messages": [response]}

def analysis_node(state):
    # 분석 전용 MCP 연결
    client = MultiServerMCPClient({
        "data_analysis": {
            "transport": "stdio",
            "command": "python",
            "args": ["analysis_server.py"]
        }
    })
    tools = await client.get_tools()
    
    llm_with_tools = llm.bind_tools(tools)
    response = llm_with_tools.invoke(state["messages"])
    
    return {"messages": [response]}

이 방식의 장점은 각 노드가 자신만의 전문 도구를 가져 역할이 명확하다는 것입니다. 단점은 리소스 사용량이 증가하고 설정이 복잡해질 수 있다는 점입니다.

Agent 내부 도구 공유

두 번째 방식은 에이전트 레벨에서 도구를 관리하고 여러 노드가 공유하는 구조입니다.

python
# 에이전트 레벨 MCP 설정
class MultiAgentSystem:
    def __init__(self):
        self.mcp_client = MultiServerMCPClient({
            "search": {"transport": "streamable_http", "url": "..."},
            "analysis": {"transport": "stdio", "command": "..."},
            "database": {"transport": "sse", "url": "..."}
        })
        self.shared_tools = None
    
    async def initialize(self):
        self.shared_tools = await self.mcp_client.get_tools()
    
    def create_agent_node(self, agent_name, specialized_tools=None):
        def agent_node(state):
            # 공유 도구 + 전용 도구 조합
            all_tools = self.shared_tools + (specialized_tools or [])
            llm_with_tools = llm.bind_tools(all_tools)
            
            # 에이전트별 프롬프트 적용
            prompt = self.get_agent_prompt(agent_name)
            response = llm_with_tools.invoke([prompt] + state["messages"])
            
            return {"messages": [response]}
        return agent_node

실제 설계 사례 1: 고객 서비스 멀티 에이전트

실제 고객 서비스 시스템을 예로 들어 MCP, Action, Tool의 활용을 살펴보겠습니다.

아키텍처 설계

python
class CustomerServiceSystem:
    def __init__(self):
        # 공통 MCP 서버들
        self.common_mcp = {
            "customer_db": {
                "transport": "streamable_http",
                "url": "https://customer-api/mcp",
                "headers": {"Authorization": "Bearer token"}
            },
            "knowledge_base": {
                "transport": "stdio", 
                "command": "python",
                "args": ["kb_server.py"]
            }
        }
        
        # 전문화된 MCP 서버들
        self.specialized_mcp = {
            "order_management": {
                "transport": "sse",
                "url": "https://order-api/mcp"
            },
            "technical_support": {
                "transport": "streamable_http", 
                "url": "https://tech-support/mcp"
            }
        }

    def build_supervisor_agent(self):
        # 슈퍼바이저는 라우팅 도구만 필요
        routing_tools = [
            self.create_handoff_tool("order_agent"),
            self.create_handoff_tool("tech_agent"),
            self.create_handoff_tool("billing_agent")
        ]
        
        return create_react_agent(
            model="anthropic:claude-3-5-sonnet-latest",
            tools=routing_tools,
            prompt=self.get_supervisor_prompt()
        )
    
    def build_order_agent(self):
        # 주문 관련 MCP + 공통 MCP
        client = MultiServerMCPClient({
            **self.common_mcp,
            **{"order_management": self.specialized_mcp["order_management"]}
        })
        
        tools = await client.get_tools()
        
        return create_react_agent(
            model="anthropic:claude-3-5-sonnet-latest",
            tools=tools,
            prompt=self.get_order_agent_prompt()
        )

Tool과 Action의 구체적 구현

python
@tool
def lookup_customer_info(customer_id: str) -> str:
    """고객 정보를 조회합니다."""
    # MCP를 통한 고객 DB 쿼리
    result = customer_db_client.call_tool("get_customer", {
        "customer_id": customer_id
    })
    return result

@tool  
def update_order_status(order_id: str, status: str) -> Command:
    """주문 상태를 업데이트하고 그래프 상태를 갱신합니다."""
    # 외부 시스템 업데이트
    order_api.update_status(order_id, status)
    
    # 그래프 상태 업데이트와 함께 Command 반환
    return Command(
        update={
            "current_order": {"id": order_id, "status": status},
            "messages": [f"주문 {order_id}의 상태가 {status}로 변경되었습니다."]
        }
    )

def create_handoff_tool(target_agent: str):
    @tool
    def handoff_to_agent(reason: str) -> Command:
        f"""다음 에이전트로 작업을 전달: {target_agent}"""
        return Command(
            goto=target_agent,
            update={
                "handoff_reason": reason,
                "previous_agent": "supervisor"
            }
        )
    return handoff_to_agent

실제 설계 사례 2: 연구 지원 시스템

더 복잡한 예시로 논문 연구를 지원하는 멀티 에이전트 시스템을 살펴보겠습니다.

계층적 MCP 구조

python
class ResearchAssistantSystem:
    def __init__(self):
        # 상위 레벨 MCP - 범용 연구 도구
        self.global_mcp = MultiServerMCPClient({
            "web_search": {
                "transport": "streamable_http",
                "url": "https://search-api/mcp"
            },
            "paper_db": {
                "transport": "sse", 
                "url": "https://arxiv-api/mcp"
            },
            "vector_store": {
                "transport": "stdio",
                "command": "python", 
                "args": ["vector_server.py"]
            }
        })
        
        # 하위 레벨 MCP - 전문화된 도구들
        self.specialized_clients = {}
    
    def create_literature_review_subgraph(self):
        # 문헌 조사 전용 MCP
        lit_client = MultiServerMCPClient({
            "semantic_scholar": {
                "transport": "streamable_http",
                "url": "https://semantic-scholar-api/mcp"
            },
            "citation_analyzer": {
                "transport": "stdio",
                "command": "python",
                "args": ["citation_server.py"]
            }
        })
        
        class LitReviewState(TypedDict):
            query: str
            papers: List[Dict]
            analysis: str
            recommendations: List[str]
        
        def search_papers_node(state: LitReviewState):
            tools = await lit_client.get_tools()
            llm_with_tools = llm.bind_tools(tools)
            
            response = llm_with_tools.invoke([
                {"role": "system", "content": "논문 검색 전문가입니다."},
                {"role": "user", "content": f"다음 주제로 논문을 검색하세요: {state['query']}"}
            ])
            
            return {"papers": response.tool_calls[0]["args"]["papers"]}
        
        def analyze_papers_node(state: LitReviewState):
            # 논문 분석 및 인용 관계 파악
            analysis_tools = await lit_client.get_tools()
            # ... 구현
            
        # 서브그래프 구성
        subgraph = StateGraph(LitReviewState)
        subgraph.add_node("search", search_papers_node)
        subgraph.add_node("analyze", analyze_papers_node)
        subgraph.add_edge("search", "analyze")
        
        return subgraph.compile()

동적 Tool 로딩과 실행

python
class DynamicToolManager:
    def __init__(self):
        self.tool_registry = {}
        self.mcp_servers = {}
    
    async def register_mcp_server(self, name: str, config: dict):
        """런타임에 새로운 MCP 서버 등록"""
        client = MultiServerMCPClient({name: config})
        tools = await client.get_tools()
        
        self.mcp_servers[name] = client
        self.tool_registry.update({
            f"{name}_{tool.name}": tool for tool in tools
        })
    
    def create_adaptive_agent_node(self, agent_role: str):
        def agent_node(state, config):
            # 현재 태스크에 따른 동적 도구 선택
            task_type = state.get("current_task_type")
            required_tools = self.get_tools_for_task(task_type)
            
            # 필요한 MCP 서버가 없으면 동적 로딩
            for tool_name in required_tools:
                if tool_name not in self.tool_registry:
                    await self.load_tool_on_demand(tool_name)
            
            # 선택된 도구들로 LLM 구성
            selected_tools = [
                self.tool_registry[name] for name in required_tools
                if name in self.tool_registry
            ]
            
            llm_with_tools = llm.bind_tools(selected_tools)
            response = llm_with_tools.invoke(state["messages"])
            
            return {"messages": [response]}
        
        return agent_node

설계 사례 3: 병렬 처리와 MCP 최적화

대규모 데이터 처리를 위한 병렬 멀티 에이전트 시스템 설계입니다.

병렬 MCP 연결 관리

python
class ParallelProcessingSystem:
    def __init__(self):
        self.connection_pool = {}
        self.load_balancer = MCPLoadBalancer()
    
    def create_parallel_workers(self, num_workers: int):
        """병렬 워커 노드들 생성"""
        workers = []
        
        for i in range(num_workers):
            # 각 워커별 독립적인 MCP 연결
            worker_mcp = MultiServerMCPClient({
                f"data_processor_{i}": {
                    "transport": "streamable_http",
                    "url": f"https://processor-{i}.internal/mcp",
                    "headers": {"Worker-ID": str(i)}
                }
            })
            
            workers.append(self.create_worker_node(worker_mcp, i))
        
        return workers
    
    def create_worker_node(self, mcp_client, worker_id):
        async def worker_node(state):
            # 할당받은 데이터 청크 처리
            chunk = state.get("data_chunk")
            tools = await mcp_client.get_tools()
            
            # 워커별 특화된 처리
            processor_tool = tools[0]  # 데이터 처리 도구
            result = await processor_tool.invoke({
                "data": chunk,
                "worker_id": worker_id,
                "processing_params": state.get("params", {})
            })
            
            return {
                "processed_results": result,
                "worker_id": worker_id,
                "status": "completed"
            }
        
        return worker_node
    
    def create_coordinator_node(self):
        """작업 분산 및 결과 수집 노드"""
        def coordinator(state):
            # 작업 분할
            data = state["input_data"]
            chunks = self.split_data(data, num_chunks=len(self.workers))
            
            # Send API를 사용한 병렬 처리
            return [
                Send("worker_node", {"data_chunk": chunk, "chunk_id": i})
                for i, chunk in enumerate(chunks)
            ]
        
        return coordinator

상태 관리와 결과 집계

python
class AggregationState(TypedDict):
    input_data: Any
    worker_results: Annotated[List[Dict], operator.add]
    final_result: Optional[Dict]
    processing_status: Dict[str, str]

def create_aggregator_node():
    """워커 결과들을 집계하는 노드"""
    def aggregator(state: AggregationState):
        results = state["worker_results"]
        
        # 모든 워커가 완료되었는지 확인
        if len(results) < expected_worker_count:
            return {"processing_status": {"overall": "waiting"}}
        
        # 결과 집계 및 후처리
        combined_result = combine_worker_results(results)
        
        # 최종 품질 검증 MCP 호출
        quality_client = MultiServerMCPClient({
            "quality_checker": {
                "transport": "streamable_http",
                "url": "https://quality-api/mcp"
            }
        })
        
        quality_tools = await quality_client.get_tools()
        validation_result = await quality_tools[0].invoke({
            "data": combined_result,
            "validation_rules": state.get("validation_rules", [])
        })
        
        return {
            "final_result": combined_result,
            "quality_score": validation_result["score"],
            "processing_status": {"overall": "completed"}
        }
    
    return aggregator

설계 사례 4: 실시간 적응형 시스템

상황에 따라 동적으로 도구와 에이전트를 변경하는 적응형 시스템입니다.

컨텍스트 기반 MCP 선택

python
class AdaptiveAgentSystem:
    def __init__(self):
        self.context_analyzer = ContextAnalyzer()
        self.mcp_registry = MCPRegistry()
        self.tool_cache = {}
    
    def create_adaptive_supervisor(self):
        def supervisor_node(state, config):
            # 현재 컨텍스트 분석
            context = self.context_analyzer.analyze(state["messages"])
            
            # 컨텍스트에 따른 MCP 서버 선택
            required_capabilities = context["required_capabilities"]
            selected_servers = self.mcp_registry.get_servers_for_capabilities(
                required_capabilities
            )
            
            # 동적 MCP 클라이언트 구성
            dynamic_config = {
                name: server_config 
                for name, server_config in selected_servers.items()
            }
            
            client = MultiServerMCPClient(dynamic_config)
            tools = await client.get_tools()
            
            # 상황별 프롬프트 생성
            situational_prompt = self.generate_contextual_prompt(
                context, tools
            )
            
            llm_with_tools = llm.bind_tools(tools)
            response = llm_with_tools.invoke([
                {"role": "system", "content": situational_prompt},
                *state["messages"]
            ])
            
            # 다음 에이전트 결정
            next_agent = self.determine_next_agent(response, context)
            
            return Command(
                goto=next_agent,
                update={
                    "context": context,
                    "available_tools": [tool.name for tool in tools],
                    "messages": [response]
                }
            )
        
        return supervisor_node

장애 복구와 대체 도구 시스템

python
class ResilientToolSystem:
    def __init__(self):
        self.primary_mcp = {}
        self.fallback_mcp = {}
        self.health_checker = MCPHealthChecker()
    
    async def create_resilient_tool_node(self, node_name: str):
        def tool_node_with_fallback(state):
            try:
                # 기본 MCP 서버 시도
                primary_client = MultiServerMCPClient(self.primary_mcp)
                tools = await primary_client.get_tools()
                
                result = await self.execute_with_tools(tools, state)
                return result
                
            except MCPConnectionError as e:
                # 폴백 시스템으로 전환
                logging.warning(f"Primary MCP failed: {e}, switching to fallback")
                
                fallback_client = MultiServerMCPClient(self.fallback_mcp)
                fallback_tools = await fallback_client.get_tools()
                
                # 폴백 도구로 재시도
                result = await self.execute_with_tools(fallback_tools, state)
                
                # 상태에 폴백 사용 기록
                result["system_status"] = "using_fallback"
                return result
                
            except Exception as e:
                # 완전 실패 시 안전한 응답
                return {
                    "messages": [f"시스템 오류가 발생했습니다: {str(e)}"],
                    "system_status": "error",
                    "requires_human_intervention": True
                }
        
        return tool_node_with_fallback

성능 최적화 전략

멀티 에이전트 시스템에서 MCP와 Tool 성능을 최적화하는 전략들입니다.

연결 풀링과 캐싱

python
class OptimizedMCPManager:
    def __init__(self):
        self.connection_pools = {}
        self.tool_cache = TTLCache(maxsize=1000, ttl=300)  # 5분 TTL
        self.result_cache = LRUCache(maxsize=500)
    
    async def get_cached_tools(self, server_name: str):
        """도구 스키마 캐싱"""
        cache_key = f"tools_{server_name}"
        
        if cache_key in self.tool_cache:
            return self.tool_cache[cache_key]
        
        client = await self.get_pooled_client(server_name)
        tools = await client.get_tools()
        
        self.tool_cache[cache_key] = tools
        return tools
    
    async def get_pooled_client(self, server_name: str):
        """연결 풀 관리"""
        if server_name not in self.connection_pools:
            self.connection_pools[server_name] = MCPConnectionPool(
                config=self.server_configs[server_name],
                min_connections=2,
                max_connections=10
            )
        
        return await self.connection_pools[server_name].get_client()
    
    async def cached_tool_execution(self, tool_name: str, args: dict):
        """결과 캐싱을 통한 중복 호출 방지"""
        cache_key = f"{tool_name}_{hash(json.dumps(args, sort_keys=True))}"
        
        if cache_key in self.result_cache:
            return self.result_cache[cache_key]
        
        result = await self.execute_tool(tool_name, args)
        self.result_cache[cache_key] = result
        
        return result

비동기 배치 처리

python
class BatchProcessor:
    def __init__(self):
        self.batch_queue = asyncio.Queue()
        self.batch_size = 10
        self.processing_task = None
    
    async def queue_tool_call(self, tool_call: ToolCall):
        """도구 호출을 배치 큐에 추가"""
        await self.batch_queue.put(tool_call)
        
        # 배치 처리기가 실행 중이 아니면 시작
        if not self.processing_task or self.processing_task.done():
            self.processing_task = asyncio.create_task(
                self.process_batch()
            )
    
    async def process_batch(self):
        """배치 단위로 도구 호출 처리"""
        while True:
            batch = []
            
            # 배치 크기만큼 수집
            for _ in range(self.batch_size):
                try:
                    call = await asyncio.wait_for(
                        self.batch_queue.get(), timeout=1.0
                    )
                    batch.append(call)
                except asyncio.TimeoutError:
                    break
            
            if not batch:
                break
            
            # 배치 실행
            await self.execute_batch(batch)
    
    async def execute_batch(self, batch: List[ToolCall]):
        """배치된 도구 호출들을 병렬 실행"""
        tasks = [
            self.execute_single_tool_call(call) 
            for call in batch
        ]
        
        results = await asyncio.gather(*tasks, return_exceptions=True)
        
        # 결과를 각 호출자에게 반환
        for call, result in zip(batch, results):
            call.set_result(result)

모니터링과 디버깅

복잡한 멀티 에이전트 시스템의 모니터링과 디버깅 전략입니다.

통합 로깅 시스템

python
class AgentSystemMonitor:
    def __init__(self):
        self.logger = structlog.get_logger()
        self.metrics_collector = MetricsCollector()
        self.trace_manager = TraceManager()
    
    def create_monitored_node(self, node_func, node_name: str):
        """모니터링이 포함된 노드 래퍼"""
        async def monitored_node(state, config):
            trace_id = self.trace_manager.start_trace(node_name)
            start_time = time.time()
            
            try:
                # 입력 상태 로깅
                self.logger.info(
                    "node_execution_start",
                    node_name=node_name,
                    trace_id=trace_id,
                    input_state_keys=list(state.keys())
                )
                
                # MCP 호출 모니터링
                with self.trace_manager.span(f"{node_name}_mcp_calls"):
                    result = await node_func(state, config)
                
                # 성공 메트릭 수집
                execution_time = time.time() - start_time
                self.metrics_collector.record_node_execution(
                    node_name, execution_time, "success"
                )
                
                return result
                
            except Exception as e:
                # 실패 메트릭 및 로깅
                execution_time = time.time() - start_time
                self.metrics_collector.record_node_execution(
                    node_name, execution_time, "error"
                )
                
                self.logger.error(
                    "node_execution_error",
                    node_name=node_name,
                    trace_id=trace_id,
                    error=str(e),
                    execution_time=execution_time
                )
                
                raise
            
            finally:
                self.trace_manager.end_trace(trace_id)
        
        return monitored_node

보안과 권한 관리

멀티 에이전트 환경에서의 보안 고려사항입니다.

에이전트별 권한 제어

python
class SecureAgentSystem:
    def __init__(self):
        self.permission_manager = PermissionManager()
        self.audit_logger = AuditLogger()
    
    def create_secure_agent_node(self, agent_id: str, permissions: List[str]):
        def secure_agent_node(state, config):
            # 현재 사용자 컨텍스트 확인
            user_context = config.get("configurable", {}).get("user_context")
            
            if not self.permission_manager.check_permissions(
                user_context, agent_id, permissions
            ):
                raise PermissionError(f"Agent {agent_id} access denied")
            
            # 권한에 따른 MCP 서버 필터링
            allowed_servers = self.permission_manager.get_allowed_mcp_servers(
                user_context, agent_id
            )
            
            # 보안이 적용된 MCP 클라이언트 생성
            secure_client = SecureMCPClient(
                server_configs=allowed_servers,
                user_token=user_context.get("token"),
                audit_logger=self.audit_logger
            )
            
            tools = await secure_client.get_tools()
            
            # 도구 호출 감사 로깅
            for tool in tools:
                tool = self.wrap_tool_with_audit(tool, agent_id, user_context)
            
            llm_with_tools = llm.bind_tools(tools)
            response = llm_with_tools.invoke(state["messages"])
            
            return {"messages": [response]}
        
        return secure_agent_node

멀티 에이전트 시스템에서 MCP, Action, Tool의 활용은 시스템의 복잡성과 요구사항에 따라 다양하게 설계될 수 있습니다.

설계 사례 5: 실시간 협업 플랫폼

실시간으로 여러 사용자와 상호작용하는 협업 플랫폼에서의 MCP 활용 사례를 살펴보겠습니다.

세션 기반 상태 관리

python
class CollaborativePlatform:
    def __init__(self):
        self.session_manager = SessionManager()
        self.user_mcp_configs = {}
        self.shared_workspace = SharedWorkspace()
    
    def create_user_specific_agent(self, user_id: str, session_id: str):
        """사용자별 맞춤형 에이전트 생성"""
        def user_agent_node(state, config):
            # 사용자별 MCP 설정 로드
            user_config = self.user_mcp_configs.get(user_id, {})
            
            # 개인화된 도구 세트 구성
            personal_mcp = MultiServerMCPClient({
                "personal_files": {
                    "transport": "streamable_http",
                    "url": f"https://files-api/users/{user_id}/mcp",
                    "headers": {"User-ID": user_id, "Session-ID": session_id}
                },
                "user_preferences": {
                    "transport": "stdio",
                    "command": "python",
                    "args": ["user_prefs_server.py", user_id]
                }
            })
            
            # 공유 워크스페이스 도구
            shared_mcp = MultiServerMCPClient({
                "workspace": {
                    "transport": "sse",
                    "url": f"https://workspace-api/sessions/{session_id}/mcp"
                },
                "collaboration": {
                    "transport": "streamable_http",
                    "url": "https://collab-api/mcp"
                }
            })
            
            personal_tools = await personal_mcp.get_tools()
            shared_tools = await shared_mcp.get_tools()
            
            # 사용자 컨텍스트에 맞는 프롬프트
            user_prompt = self.generate_user_prompt(user_id, session_id)
            
            llm_with_tools = llm.bind_tools(personal_tools + shared_tools)
            response = llm_with_tools.invoke([
                {"role": "system", "content": user_prompt},
                *state["messages"]
            ])
            
            # 협업 상태 업데이트
            collaboration_update = self.extract_collaboration_info(response)
            
            return {
                "messages": [response],
                "user_actions": {user_id: collaboration_update},
                "workspace_updates": collaboration_update.get("workspace_changes", {})
            }
        
        return user_agent_node

    def create_workspace_coordinator(self):
        """워크스페이스 전체를 조율하는 코디네이터"""
        def coordinator_node(state):
            workspace_state = state.get("workspace_state", {})
            user_actions = state.get("user_actions", {})
            
            # 충돌 감지 및 해결
            conflicts = self.detect_conflicts(user_actions)
            
            if conflicts:
                resolution_mcp = MultiServerMCPClient({
                    "conflict_resolver": {
                        "transport": "streamable_http",
                        "url": "https://conflict-resolution/mcp"
                    }
                })
                
                resolution_tools = await resolution_mcp.get_tools()
                resolver_llm = llm.bind_tools(resolution_tools)
                
                resolution = await resolver_llm.invoke([
                    {"role": "system", "content": "협업 충돌을 해결하는 전문가입니다."},
                    {"role": "user", "content": f"다음 충돌을 해결해주세요: {conflicts}"}
                ])
                
                return {
                    "conflict_resolution": resolution,
                    "workspace_state": self.apply_resolution(workspace_state, resolution)
                }
            
            # 정상 업데이트
            return {
                "workspace_state": self.merge_user_actions(workspace_state, user_actions)
            }
        
        return coordinator_node

실시간 동기화 메커니즘

python
class RealtimeSyncManager:
    def __init__(self):
        self.websocket_manager = WebSocketManager()
        self.change_detector = ChangeDetector()
        self.broadcast_queue = asyncio.Queue()
    
    def create_sync_aware_tool(self, base_tool, tool_category: str):
        """실시간 동기화가 포함된 도구 래퍼"""
        @tool
        async def synced_tool(*args, **kwargs):
            # 원본 도구 실행
            result = await base_tool.invoke(*args, **kwargs)
            
            # 변경사항 감지
            changes = self.change_detector.detect_changes(
                tool_category, args, kwargs, result
            )
            
            if changes:
                # 실시간 브로드캐스트
                await self.broadcast_queue.put({
                    "type": "tool_execution",
                    "tool": base_tool.name,
                    "changes": changes,
                    "timestamp": datetime.utcnow().isoformat(),
                    "affected_users": self.get_affected_users(changes)
                })
            
            return result
        
        return synced_tool
    
    async def broadcast_worker(self):
        """변경사항을 실시간으로 브로드캐스트"""
        while True:
            try:
                change_event = await self.broadcast_queue.get()
                affected_users = change_event["affected_users"]
                
                # 영향받는 사용자들에게만 전송
                for user_id in affected_users:
                    await self.websocket_manager.send_to_user(
                        user_id, change_event
                    )
                
                self.broadcast_queue.task_done()
                
            except Exception as e:
                logging.error(f"Broadcast error: {e}")

설계 사례 6: IoT 및 엣지 컴퓨팅 환경

리소스가 제한된 환경에서의 효율적인 멀티 에이전트 시스템 설계입니다.

경량화된 MCP 구현

python
class EdgeAgentSystem:
    def __init__(self, resource_constraints: Dict[str, Any]):
        self.constraints = resource_constraints
        self.lightweight_mcp = LightweightMCPClient()
        self.tool_prioritizer = ToolPrioritizer(constraints)
    
    def create_resource_aware_agent(self, agent_role: str):
        """리소스 제약을 고려한 에이전트"""
        def edge_agent_node(state, config):
            # 현재 리소스 상태 확인
            current_resources = self.get_current_resource_usage()
            
            # 리소스 기반 도구 선택
            available_tools = self.tool_prioritizer.get_affordable_tools(
                current_resources, agent_role
            )
            
            if not available_tools:
                # 리소스 부족 시 최소 기능으로 대체
                return self.fallback_response(state)
            
            # 경량화된 MCP 연결
            edge_mcp_config = {
                "local_tools": {
                    "transport": "stdio",
                    "command": "python",
                    "args": ["edge_tools.py"],
                    "resource_limit": self.constraints["memory_limit"]
                }
            }
            
            if self.has_network_connectivity():
                # 네트워크가 있으면 클라우드 도구도 활용
                edge_mcp_config["cloud_backup"] = {
                    "transport": "streamable_http",
                    "url": "https://cloud-api/mcp",
                    "timeout": 5.0,  # 빠른 타임아웃
                    "retry_count": 1
                }
            
            client = LightweightMCPClient(edge_mcp_config)
            tools = await client.get_tools(priority_filter=available_tools)
            
            # 리소스 효율적인 추론
            lightweight_llm = self.get_optimized_llm(current_resources)
            llm_with_tools = lightweight_llm.bind_tools(tools)
            
            response = llm_with_tools.invoke(state["messages"][-3:])  # 컨텍스트 제한
            
            return {"messages": [response]}
        
        return edge_agent_node
    
    def create_offline_capable_node(self, essential_tools: List[str]):
        """오프라인에서도 동작 가능한 노드"""
        def offline_node(state):
            # 로컬 캐시된 도구들만 사용
            cached_tools = self.lightweight_mcp.get_cached_tools(essential_tools)
            
            if not cached_tools:
                # 캐시된 도구가 없으면 규칙 기반 대응
                return self.rule_based_response(state)
            
            # 오프라인 전용 경량 LLM
            offline_llm = self.get_offline_llm()
            response = offline_llm.invoke({
                "messages": state["messages"],
                "available_tools": [tool.name for tool in cached_tools]
            })
            
            return {"messages": [response], "mode": "offline"}
        
        return offline_node

분산 처리와 로드 밸런싱

python
class DistributedEdgeSystem:
    def __init__(self):
        self.edge_nodes = {}
        self.load_balancer = EdgeLoadBalancer()
        self.mesh_network = MeshNetworkManager()
    
    def create_distributed_coordinator(self):
        """분산 엣지 노드들을 조율하는 코디네이터"""
        def coordinator_node(state):
            task_complexity = self.analyze_task_complexity(state["messages"][-1])
            
            # 태스크 복잡도에 따른 노드 선택
            if task_complexity == "simple":
                # 로컬에서 처리
                return self.process_locally(state)
            
            elif task_complexity == "medium":
                # 인근 엣지 노드와 협업
                nearby_nodes = self.mesh_network.find_nearby_nodes()
                return self.distribute_to_nearby(state, nearby_nodes)
            
            else:
                # 클라우드 도움 필요
                return self.escalate_to_cloud(state)
        
        return coordinator_node
    
    def distribute_to_nearby(self, state, nearby_nodes):
        """인근 노드들과 작업 분산"""
        subtasks = self.split_task(state["messages"][-1])
        
        # 각 노드의 현재 부하 확인
        node_loads = {
            node_id: self.get_node_load(node_id) 
            for node_id in nearby_nodes
        }
        
        # 부하가 적은 노드부터 할당
        sorted_nodes = sorted(node_loads.items(), key=lambda x: x[1])
        
        assignments = []
        for i, subtask in enumerate(subtasks):
            node_id = sorted_nodes[i % len(sorted_nodes)][0]
            assignments.append(
                Send(f"edge_node_{node_id}", {
                    "subtask": subtask,
                    "original_state": state,
                    "coordinator_node": self.node_id
                })
            )
        
        return assignments

고급 패턴: 자기 적응형 시스템

시스템이 스스로 학습하고 최적화하는 고급 패턴입니다.

성능 기반 자동 최적화

python
class SelfOptimizingSystem:
    def __init__(self):
        self.performance_tracker = PerformanceTracker()
        self.optimization_engine = OptimizationEngine()
        self.a_b_tester = ABTester()
    
    def create_adaptive_node(self, node_name: str, optimization_config: Dict):
        """성능을 모니터링하고 자동 최적화하는 노드"""
        def adaptive_node(state, config):
            # 현재 성능 메트릭 수집
            current_metrics = self.performance_tracker.get_current_metrics(node_name)
            
            # A/B 테스트 진행 중인지 확인
            if self.a_b_tester.is_testing(node_name):
                variant = self.a_b_tester.get_variant(node_name, state)
                mcp_config = self.get_variant_config(node_name, variant)
            else:
                # 최적화된 설정 사용
                mcp_config = self.optimization_engine.get_optimal_config(
                    node_name, current_metrics
                )
            
            # 동적 MCP 클라이언트 생성
            client = MultiServerMCPClient(mcp_config)
            tools = await client.get_tools()
            
            # 성능 측정 시작
            start_time = time.time()
            
            try:
                llm_with_tools = llm.bind_tools(tools)
                response = llm_with_tools.invoke(state["messages"])
                
                # 성공 메트릭 기록
                execution_time = time.time() - start_time
                self.performance_tracker.record_success(
                    node_name, execution_time, len(response.content)
                )
                
                # A/B 테스트 결과 기록
                if self.a_b_tester.is_testing(node_name):
                    self.a_b_tester.record_result(
                        node_name, variant, execution_time, "success"
                    )
                
                return {"messages": [response]}
                
            except Exception as e:
                # 실패 메트릭 기록
                execution_time = time.time() - start_time
                self.performance_tracker.record_failure(
                    node_name, execution_time, str(e)
                )
                
                if self.a_b_tester.is_testing(node_name):
                    self.a_b_tester.record_result(
                        node_name, variant, execution_time, "failure"
                    )
                
                # 자동 복구 시도
                return self.attempt_recovery(state, e)
        
        return adaptive_node
    
    async def optimization_background_task(self):
        """백그라운드에서 지속적으로 최적화 수행"""
        while True:
            await asyncio.sleep(300)  # 5분마다 실행
            
            # 성능 데이터 분석
            performance_data = self.performance_tracker.get_all_metrics()
            
            for node_name, metrics in performance_data.items():
                # 성능 저하 감지
                if self.detect_performance_degradation(metrics):
                    # 새로운 A/B 테스트 시작
                    new_configs = self.optimization_engine.generate_variants(
                        node_name, metrics
                    )
                    
                    self.a_b_tester.start_test(node_name, new_configs)
                
                # A/B 테스트 결과 확인
                elif self.a_b_tester.is_test_complete(node_name):
                    best_config = self.a_b_tester.get_winner(node_name)
                    self.optimization_engine.update_optimal_config(
                        node_name, best_config
                    )
                    self.a_b_tester.end_test(node_name)

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