ROS 2 — 거북이로 직접 해보는 토픽·서비스·액션 (turtlesim)

화면 속 거북이 한 마리로 ROS의 노드·토픽·메시지·서비스·액션을 처음부터 끝까지 직접 따라 해본다. 용어를 하나하나 풀어주고, 명령마다 무엇을 하고 결과가 무슨 뜻인지까지 설명한다.

2026년 6월 4일

ROS를 글로만 읽으면 노드가 어떻고 토픽이 어떻고 하는 말이 좀처럼 손에 안 잡힌다. 그래서 ROS에는 turtlesim(터틀심) 이라는 연습용 장난감이 딸려 온다. 화면에 거북이 한 마리가 떠 있고, 그 거북이를 움직이거나 말 거는 방식이 진짜 로봇을 다루는 방식과 똑같다.

이 글은 그 거북이로 ROS의 통신 수단을 전부 한 번씩 직접 써보는 실습이다. 끝까지 따라 하면 이런 걸 하게 된다.

거북이를 화면에 띄운다
거북이를 움직인다 (앞으로 가고 빙글빙글 돌게)
거북이의 현재 위치를 읽어온다
거북이를 한 마리 더 만든다
거북이를 정해진 방향으로 정확히 돌린다

이 다섯 가지를 하면서 자연스럽게 노드 · 토픽 · 메시지 · 서비스 · 액션 이라는 ROS의 핵심 다섯 단어를 다 만난다. 처음 보는 단어가 나와도 그때그때 풀어서 설명하니 걱정하지 않아도 된다.

0. 시작 전에 — 딱 네 가지만 약속하고 가자

본격적으로 들어가기 전에, 처음이면 헷갈리는 네 가지를 미리 짚는다. 이것만 알면 막혀도 당황하지 않는다.

① 명령은 “터미널”에 친다. 터미널은 글자로 컴퓨터에게 명령하는 검은 창이다. 마우스로 누르는 대신 명령어를 한 줄 적고 엔터를 친다. 아래 코드 칸에서 $ 뒤에 있는 게 내가 치는 명령이고, 그 아래 줄들이 컴퓨터가 보여주는 결과다. ($ 기호 자체는 치지 않는다.)

② 새 터미널을 열 때마다 ROS를 “소개”해줘야 한다. 터미널은 처음 열리면 ROS가 뭔지 모른다. 그래서 매번 이 한 줄을 먼저 친다.

$ source /opt/ros/jazzy/setup.bash

source(소스)는 “여기 ROS 있으니까 알아둬” 라고 터미널에게 알려주는 절차다. 이걸 빼먹으면 나중에 ros2: command not found(ros2 라는 명령을 못 찾겠다) 라는 에러가 난다. 그러면 십중팔구 이 줄을 안 친 것이다.

③ 터미널을 여러 개 열게 된다. 프로그램 하나를 켜면 그 터미널은 그 프로그램에 붙잡혀 계속 돌아간다. 그래서 거북이를 띄우는 터미널 하나, 명령을 내리는 터미널 하나… 이렇게 여러 개를 동시에 열어 둔다. 새 터미널을 열면 ②번부터 다시 한다.

④ 멈출 때는 Ctrl + C. 계속 돌아가는 프로그램을 멈추고 싶으면 그 터미널에서 키보드의 Ctrl 과 C 를 같이 누른다.

이제 시작하자.

1. 거북이를 화면에 띄우기

첫 번째 터미널을 열고, ROS를 소개해준 다음(약속 ②), 거북이를 띄운다.

$ source /opt/ros/jazzy/setup.bash
$ ros2 run turtlesim turtlesim_node
[INFO] [turtlesim]: Starting turtlesim with node name /turtlesim
[INFO] [turtlesim]: Spawning turtle [turtle1] at x=[5.5] y=[5.5] theta=[0.0]

→ 명령을 친 순간 파란 창이 하나 뜨고, 한가운데에 거북이 한 마리가 나타난다. 터미널에는 위처럼 “거북이를 (5.5, 5.5) 위치에 만들었다” 는 안내가 찍힌다.

✋ 잠깐 — 방금 친 명령 뜯어보기 ros2 run turtlesim turtlesim_node 는 “turtlesim 이라는 꾸러미 안의 turtlesim_node 라는 프로그램을 실행해줘” 라는 뜻이다. ros2 run [꾸러미 이름] [프로그램 이름] — ROS에서 프로그램 하나를 켜는 가장 기본 명령이다.

이 터미널은 닫지 말고 그대로 둔다. 여기가 거북이를 살아 있게 해주는 터미널이다. (Ctrl+C 를 누르면 거북이가 사라진다.)

2. 이 거북이의 정체 — “노드” 들여다보기

거북이가 떠 있는 동안, 새 터미널을 연다(약속 ②·③를 잊지 말고). 그리고 지금 컴퓨터에 어떤 ROS 프로그램이 돌고 있는지 물어본다.

$ source /opt/ros/jazzy/setup.bash
$ ros2 node list
/turtlesim

→ /turtlesim 하나가 보인다. 이렇게 돌고 있는 ROS 프로그램 하나를 ROS에서는 노드(node) 라고 부른다. 지금은 거북이 노드 하나만 켜져 있는 것이다.

✋ 잠깐 — 노드(node)란? 노드는 한 가지 일을 맡은 프로그램 한 개다. 진짜 로봇이라면 “카메라를 담당하는 노드”, “바퀴를 굴리는 노드”처럼 일감별로 노드를 나눈다. 지금 우리의 거북이 노드는 거북이를 그리고 움직이는 일을 맡고 있다.

이제 이 거북이 노드가 무엇을 할 수 있는지 통째로 들여다보자. 이게 오늘 실습의 지도가 된다.

$ ros2 node info /turtlesim
/turtlesim
  Subscribers:
    /turtle1/cmd_vel: geometry_msgs/msg/Twist
  Publishers:
    /turtle1/pose: turtlesim/msg/Pose
  Service Servers:
    /clear: std_srvs/srv/Empty
    /spawn: turtlesim/srv/Spawn
  Action Servers:
    /turtle1/rotate_absolute: turtlesim/action/RotateAbsolute

(실제 출력은 더 길지만, 오늘 쓸 것만 추렸다.) 어려운 영어 단어가 보여도 괜찮다. 칸이 네 개로 나뉘어 있다는 것만 보자.

Subscribers (구독) — 거북이가 받아서 듣는 것. /turtle1/cmd_vel = “이 속도로 움직여” 라는 명령을 받는다
Publishers (발행) — 거북이가 스스로 내보내는 것. /turtle1/pose = “나 지금 여기 있어” 라는 위치 정보를 계속 알린다
Service Servers (서비스) — 한 번 부탁하면 한 번 해주는 것. /spawn = “거북이 한 마리 더 만들어줘”
Action Servers (액션) — 시간이 좀 걸리는 일을 시키는 것. /turtle1/rotate_absolute = “이 방향 보도록 돌아”

오늘은 이 네 칸을 위에서부터 하나씩 직접 써본다. 거북이 노드 하나가 이 모든 통신 수단을 다 갖고 있다는 게 핵심이다.

3. 토픽으로 거북이 움직이기 (보내기)

가장 먼저 토픽부터. 토픽은 계속 흘러가는 데이터가 지나는 통로다. 비유하면 라디오 방송과 같다.

✋ 잠깐 — 토픽 / 발행 / 구독

토픽(topic) = 데이터가 흐르는 통로의 이름. 라디오의 주파수(예: 89.1 MHz)와 같다

발행(publish) = 그 통로에 데이터를 내보내는 것. 라디오 방송국이 하는 일

구독(subscribe) = 그 통로에서 데이터를 받는 것. 라디오 수신기가 하는 일

방송국과 라디오는 서로를 몰라도, 같은 주파수만 맞추면 소리가 전달된다. ROS도 똑같이, 같은 토픽 이름만 쓰면 데이터가 전달된다.

거북이는 /turtle1/cmd_vel 이라는 토픽을 구독하고 있었다(§2에서 봤다). cmd_vel 은 command velocity, 즉 “움직임 속도 명령” 이라는 뜻이다. 그러니 우리가 이 토픽에 속도를 발행하면 거북이가 움직인다.

다음 명령을 친다. (조금 길지만 그대로 따라 친다.)

$ ros2 topic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0}, angular: {z: 1.0}}"
publisher: beginning loop
publishing #1: geometry_msgs.msg.Twist(linear=...(x=2.0, y=0.0, z=0.0), angular=...(x=0.0, y=0.0, z=1.0))
publishing #2: ...
publishing #3: ...

→ 거북이가 빙글빙글 원을 그리며 움직이기 시작한다! 터미널에는 “내가 이 메시지를 보내고 있어” 하는 줄이 1초에 한 번씩 계속 찍힌다. 다 봤으면 Ctrl+C 로 멈춘다.

명령이 길어 보이지만, 사실 세 토막이다.

ros2 topic pub — “토픽에 발행(pub = publish)할게”
/turtle1/cmd_vel — 어느 토픽에 보낼지 (거북이의 속도 명령 통로)
geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0}, angular: {z: 1.0}}" — 무슨 데이터를 보낼지

✋ 잠깐 — 메시지(message)와 Twist 통로(토픽)에 흘려보내는 데이터 한 덩어리를 메시지(message) 라고 한다. 그런데 아무 모양이나 보내면 거북이가 못 알아듣는다. 그래서 데이터의 정해진 양식이 있는데, 그게 메시지 타입이다. 여기서 쓴 타입은 Twist(트위스트) — 움직임을 표현하는 표준 양식이다. 두 칸으로 되어 있다.

linear(직선) → x = 앞뒤로 가는 속도

angular(회전) → z = 제자리에서 도는 속도

그래서 linear.x = 2.0(앞으로 가라) + angular.z = 1.0(동시에 돌아라) = 앞으로 가면서 돈다 = 원이 된다.

✏️ 직접 바꿔보기 위 명령에서 숫자를 바꿔 다시 쳐보자. 거북이가 어떻게 달라질까?

angular: {z: 0.0} 으로 하면? → 안 돌고 똑바로 앞으로만 간다

linear: {x: 1.0}, angular: {z: 2.0} 으로 하면? → 더 작은 원을 그린다 (도는 게 빨라서)

4. 토픽으로 거북이 위치 읽기 (받기)

방금은 거북이에게 보냈다. 이번엔 거북이가 내보내는 걸 받아 본다. 거북이는 자기 위치를 /turtle1/pose 라는 토픽으로 끊임없이 발행하고 있다. (pose(포즈) = 위치와 방향.)

또 새 터미널을 열고(약속 ②), 그 통로를 엿듣는다.

$ source /opt/ros/jazzy/setup.bash
$ ros2 topic echo /turtle1/pose
x: 5.544444
y: 5.544444
theta: 0.0
linear_velocity: 0.0
angular_velocity: 0.0
---
x: 5.544444
y: 5.544444
theta: 0.0
...

→ 거북이의 현재 상태가 계속 찍힌다. 각 줄의 뜻은 이렇다.

x, y — 거북이의 현재 좌표 (창의 왼쪽 아래가 0,0 / 한가운데가 약 5.5, 5.5)
theta(세타) — 거북이가 바라보는 방향. 단위는 라디안이다 (아래 설명)
linear_velocity, angular_velocity — 지금 얼마나 빠르게 직진/회전 중인지

✋ 잠깐 — 라디안(radian)? 우리는 보통 각도를 도(°) 로 잰다 (직각 = 90°). ROS는 대신 라디안이라는 단위를 쓴다. 둘은 그냥 같은 걸 다르게 재는 것뿐이다.

한 바퀴(360°) ≈ 6.28 라디안

반 바퀴(180°) ≈ 3.14 라디안 (원주율 π!)

직각(90°) ≈ 1.57 라디안

echo(에코) 는 메아리처럼 흐르는 내용을 그대로 보여줘 라는 뜻이다. 여기서 멋진 걸 해볼 수 있다 — §3의 움직이는 명령과 이 echo 를 동시에 켜두면, 거북이가 도는 동안 x, y, theta 숫자가 실시간으로 바뀌는 게 보인다. 보내는 쪽과 받는 쪽이 동시에 도는 것이다.

이 위치 메시지의 양식은 turtlesim/msg/Pose 다. 아까 Twist 는 ROS 표준 양식이었는데, 이 Pose 는 turtlesim이 자기만 쓰려고 직접 만든 양식이다. 표준이든 직접 만든 것이든, 토픽 위를 흐른다는 점은 똑같다.

5. 서비스로 거북이 한 마리 더 만들기

토픽은 계속 흐르는 데이터에 어울린다. 그런데 “거북이 한 마리 더 만들어줘” 같은 일은 한 번만 하면 되는, 딱 떨어지는 부탁이다. 이런 건 서비스(service) 로 한다.

✋ 잠깐 — 서비스(service)? 서비스는 자판기와 같다. 버튼을 누르면(→ 요청, Request) 음료가 나온다(→ 응답, Response). 한 번 주고받으면 끝. 토픽처럼 계속 흐르지 않는다. “지금 상태 알려줘”, “설정 바꿔줘”, “하나 만들어줘” 같은 한 번짜리 부탁에 쓴다.

거북이 노드는 /spawn(스폰 = 생성) 이라는 서비스를 갖고 있었다. 새 터미널에서 이걸 호출한다.

$ source /opt/ros/jazzy/setup.bash
$ ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn "{x: 2.0, y: 2.0, theta: 0.0, name: 'turtle2'}"
requester: making request: turtlesim.srv.Spawn_Request(x=2.0, y=2.0, theta=0.0, name='turtle2')

response:
turtlesim.srv.Spawn_Response(name='turtle2')

→ 파란 창의 (2, 2) 위치에 거북이가 한 마리 더 생긴다! 그리고 터미널을 보면 오간 대화가 그대로 찍혀 있다.

making request: ...(x=2.0, y=2.0, ... name='turtle2') — 내가 보낸 요청: “(2,2)에 ‘turtle2’라는 거북이 만들어줘”
response: ...(name='turtle2') — 거북이 노드의 응답: “만들었어, 이름은 turtle2야”

ros2 service call [서비스 이름] [양식] "{내용}" — 한 번 부르고, 답을 받고, 끝난다. 토픽처럼 계속 흐르지 않는 게 핵심이다.

이번 양식 turtlesim/srv/Spawn 은 요청 양식과 응답 양식을 둘 다 담고 있다 (.srv 파일). 그래서 토픽 메시지(.msg)와 구분해서 srv 라고 적는다.

✏️ 직접 해보기 — 흔적 지우기 거북이들이 지나간 선이 지저분해졌으면, 가장 단순한 서비스로 싹 지울 수 있다.
$ ros2 service call /clear std_srvs/srv/Empty
Empty(엠프티 = 비어 있음) 는 요청에도 응답에도 내용이 없는 가장 단순한 양식이다. 그냥 “지워줘” 만 부탁하고 끝.

6. 액션으로 거북이를 정확한 방향으로 돌리기

마지막은 액션(action) 이다. “정확히 90도 방향을 보도록 천천히 돌아라” 같은 일은 시간이 좀 걸린다. 도는 동안 얼마나 남았는지 알고 싶고, 마음 바뀌면 취소도 하고 싶다. 이런 일에 액션을 쓴다.

✋ 잠깐 — 액션(action)? 액션은 택배 주문과 같다.

목표(Goal) — “이 주소로 보내줘” (주문)

진행(Feedback) — “지금 배송 중, 절반 왔어요” (중간 알림이 여러 번 온다)

결과(Result) — “도착했습니다” (마지막에 한 번)

게다가 도중에 취소도 할 수 있다.

서비스(자판기)는 즉시 끝나지만, 액션은 오래 걸리는 일을 맡기고 진행 상황을 받아보는 것이다.

거북이 노드의 /turtle1/rotate_absolute(회전 — 절대 방향) 액션을 불러서, 90도(= 1.57 라디안) 방향을 보게 한다. 새 터미널에서:

$ source /opt/ros/jazzy/setup.bash
$ ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: 1.57}" --feedback
Sending goal:
     theta: 1.57

Goal accepted with ID: f8d8c2...

Feedback:
    remaining: 1.21

Feedback:
    remaining: 0.63

Feedback:
    remaining: 0.05

Result:
    delta: -1.57

Goal finished with status: SUCCEEDED

→ 거북이가 천천히 돌아서 위쪽(90도)을 바라보고 멈춘다. 터미널 출력에 택배 주문의 세 박자가 그대로 보인다.

Sending goal: theta: 1.57 — 목표를 보냈다: “1.57 라디안 방향을 봐”
Goal accepted — 거북이가 “접수했어요”
Feedback: remaining: 1.21 → 0.63 → 0.05 — 진행 알림. 남은 회전량이 점점 0에 가까워진다 (배송 추적!)
Result: delta: -1.57 — 결과: 실제로 돈 각도
Goal finished with status: SUCCEEDED — 성공적으로 끝났다

맨 끝의 --feedback 은 “진행 상황도 보여줘” 라는 표시다. 이게 없으면 중간 Feedback 줄들이 안 나오고 결과만 나온다.

이 양식 turtlesim/action/RotateAbsolute 는 목표·진행·결과 세 가지를 담고 있다 (.action 파일). 그래서 msg(1개) · srv(요청+응답 2개) 와 구분해 action 이라고 적는다.

✏️ 직접 바꿔보기 theta 숫자를 바꿔보자. 3.14(반 바퀴 = 왼쪽), 0.0(오른쪽, 처음 방향). 거북이가 매번 그 방향으로 정확히 돌아서 멈추는 걸 확인할 수 있다.

7. 방금 한 걸 한 장으로 정리

한 일	친 명령	쓴 수단	데이터 양식
거북이가 가진 것 보기	`ros2 node info /turtlesim`	노드	—
거북이 움직이기	`ros2 topic pub .../cmd_vel`	토픽(보내기)	`geometry_msgs/msg/Twist`
위치 읽기	`ros2 topic echo .../pose`	토픽(받기)	`turtlesim/msg/Pose`
거북이 추가	`ros2 service call /spawn`	서비스	`turtlesim/srv/Spawn`
정확히 회전	`ros2 action send_goal .../rotate_absolute`	액션	`turtlesim/action/RotateAbsolute`

다섯 줄 모두 거북이 노드 하나를 상대로 한 것이다. 하나의 노드가 토픽·서비스·액션을 동시에 가질 수 있다. 그럼 셋 중 뭘 쓸지는 어떻게 정할까? 일의 성격으로 고른다.

데이터가 계속 흐르면 → 토픽 (속도 명령, 위치, 카메라 영상…)
한 번 묻고 한 번 답이면 → 서비스 (상태 물어보기, 설정 바꾸기, 하나 만들기…)
시간이 걸리고 진행 상황·취소가 필요하면 → 액션 (정해진 곳까지 이동, 회전, 물건 집기…)

8. 막히면 — 이 증상이면 이 원인

이런 증상이면	십중팔구 원인
`ros2: command not found`	그 터미널에서 `source` 를 안 함 → `source /opt/ros/jazzy/setup.bash` 먼저 (약속 ②)
파란 창이 안 뜸	화면(디스플레이)이 없는 환경. turtlesim은 GUI가 필요하다
`topic pub` 했는데 거북이가 가만히	토픽 이름을 잘못 침 → `ros2 topic list` 로 정확한 이름 확인
`service call` 이 한참 멈춰 있음	서비스 이름이 틀림 → `ros2 service list` 로 확인
`action send_goal` 이 “server not available”	§1의 거북이 터미널이 꺼졌다 → 거북이를 다시 띄우기
명령이 너무 길어 오타가 남	천천히, 따옴표(`"`)와 중괄호(`{ }`) 짝이 맞는지 확인

가장 흔한 두 가지는 source 를 빼먹은 것과 거북이를 안 띄운 채 명령만 친 것이다. 막히면 이 둘부터 의심하자.

한 줄로 박아둘 것

노드 = 한 가지 일을 맡은 프로그램 한 개. 거북이도 노드 하나다 — ros2 node info 로 그 노드가 가진 통신 수단을 통째로 본다
토픽 = 계속 흐르는 데이터 통로. topic pub(보내기)으로 거북이를 움직이고, topic echo(받기)로 위치를 읽는다 — 라디오 방송 모형
서비스 = 한 번 부탁 → 한 번 응답. service call /spawn 으로 거북이를 더 만든다 — 자판기 모형
액션 = 시간 걸리는 일 + 진행 알림 + 취소. action send_goal 으로 정확히 회전시킨다 — 택배 주문 모형
메시지 = 그 통로로 흐르는 데이터의 양식. 토픽은 .msg, 서비스는 .srv, 액션은 .action 으로 그 양식을 정한다
셋 중 뭘 쓸지는 일의 성격으로 고른다 — 계속 흐르면 토픽, 묻고 답이면 서비스, 오래 걸리면 액션