Computer Networks. RPC

Retele de calculatoare

Paradigma RPC
Sabin-Corneliu Buraga
busaco@infoiasi.ro
http://www.infoiasi.ro/~busaco

Sabin-Corneliu Buraga 2006/2007 – www.infoiasi.ro/~busaco/ [1]


Cuprins
• Remote Procedure Call (RPC)
– Preliminarii
– Caracterizare
– External Data Representation (XDR)
– Functionare
– Implementari
– Utilizari



Preliminarii
• Proiectarea aplicatiilor distribuite
–Orientata pe protocol – socket-uri
• Se dezvolta protocolul, apoi aplicatiile
care il implementeaza efectiv
–Orientata pe functionalitate – RPC
• Se creeaza aplicatiile, dupa care se divid
in componente si se adauga protocolul
de comunicatie intre componente


Caracterizare
• Idee: Apelul unei proceduri care va fi executata
pe alta masina
• Instrument de programare mai simplu
decit interfata socket BSD
• O aplicatie RPC va consta dintr-un client si un server,
serverul fiind localizat pe masina ce executa procedura
• Aplicatia client comunica prin retea cu procedura
de pe calculatorul la distanta transmitind argumentele
si receptionind rezultatele
• Clientul si serverul ≡ procese pe masini diferite
• RPC realizeaza comunicarea dintre ele prin socket-uri
TCP/IP (uzual, UDP), via doua interfete stub (ciot)


Caracterizare
• Interfetele ciot
implementeaza
protocolul RPC
• Probleme:
– Identificarea si
accesarea
procedurii la distanta
– Transferul
parametrilor
– Transmiterea
valorii de retur



Caracterizare
• Procedurile ciot se pot genera automat,
dupa care se “leaga” de programele
client si server
• Ciotul serverului asculta la un port si
realizeaza invocarea rutinelor
printr-o interfata de apel de proceduri locale
• Clientul si serverul vor comunica prin mesaje,
printr-o reprezentare independenta de retea si
de sistemul de operare:
External Data Representation (XDR)


XDR
• RFC 1014
• Tipuri uzuale
– Preluate din C:
int, unsigned int, float, double, void,…
– Suplimentare: string, fixed array,
counted array, symbolic constant,…
• Functii de conversie (rpc/xdr.h)
– xdrmem_create() – asociază unei zone de memorie
un flux de date RPC
– xdr_numetip() – realizeaza conversia datelor
• Codificarea argumentelor ≡ marshalling (serializare),
decodificarea ≡ un-marshalling (deserializare)


XDR
• XDR poate fi vazut ca nivel suplimentar
intre nivelul transport si nivelul aplicatie
(similar nivelului prezentare de la modelul ISO/OSI)
• Converteste simetric datele client si server

Procesul A Procesul B
Procesul A Procesul B

XDR Encode/Decode XDR Encode/Decode
XDR Encode/Decode XDR Encode/Decode

Transport Transport
Transport Transport



XDR
• Exemplu:
#include <rpc/xdr.h>
#define BUFSIZE 400 /* lungimea zonei de memorie */
/* conversia unui intreg in format XDR */
...
XDR *xdrm; /* zona de memorie XDR */
char buf[BUFSIZE];
int intreg;
...
xdrmem_create (xdrm, buf, BUFSIZE, XDR_ENCODE);
...
intreg = 33;
Inlocuit la celalalt capat al
xdr_int (xdrm, &intreg);
...
comunicatiei cu XDR_DECODE


XDR

• Activitatea de codificare/decodificare
Expe- Desti-
Desti-
Expe- XDR
ENCODE DECODE
XDR
ENCODE DECODE
ditor natar
natar
ditor

• In prezent, poate fi inlocuit de reprezentari
XML-RPC sau SOAP (in contextul serviciilor
Web) – vezi cursul “Tehnologii Web”


Functionare
• Adresele clientului, serverului,
numele serviciilor sint pastrate la nivel simbolic
• Un serviciu de retea este identificat de portul
la care exista un daemon asteptind cereri
• Pentru RPC,
un port ≡ canal logic de comunicare
• Portmapper ≡ serviciu de reţea responsabil
cu asocierea de servicii la diferite porturi
⇒ numerele de port pentru un anumit serviciu
nu mai sunt fixe
• Portmapper-ul este disponibil la portul 111


Functionare



Functionare
1. Se determina adresa la care
serverul va oferi serviciul
• La initializare, serverul stabileste si inregistreaza
via portmapper portul la care va oferi serviciul
(portul a)
2. Clientul consulta portmapper-ul
de pe masina serverului pentru a identifica
portul la care trebuie sa trimita cererea RPC
3. Clientul si serverul pot comunica pentru
a realiza executia procedurii la distanta
• Cererile si raspunsurile se (de)codifica prin XDR


Functionare


Functionare

• Atunci cind un server furnizeaza mai multe
servicii, este de obicei folosita
o rutina dispatcher
• Dispatcher-ul identifica cererile specifice
si apeleaza procedura corespunzatoare,
dupa care rezultatul este trimis inapoi
clientului pentru a-si continua executia



Functionare
• Transferurile de date prin RPC pot fi:
– Sincrone
– Asincrone



Implementari
• Open Network Computing RPC (ONC RPC)
– Sun Microsystems
– Cea mai raspindita implementare in mediile Unix
– RFC 1057
– Interfata RPC este structurata pe 3 niveluri:
• Superior: independent de sistem, hardware sau retea
• Intermediar: face apel la functiile definite de biblioteca
RPC: registerrpc(), callrpc(), svc_run()
• Inferior: da posibilitatea de a controla intim
mecanismele RPC (alegerea modului de transport al
datelor, sincronizarea apelurilor etc.)



Implementari|ONC RPC
• Procedurile la distanta se vor include
intr-un program la distanta – unitate software
care se va executa pe o masina la distanta
• Fiecare program la distanta corespunde unui server:
proceduri la distanta + date globale
• Fiecare program la distanta se identifica
printr-un identificator unic stocat pe 32 biti
• Fiecare procedura va fi identificata prin index (1..n)
• Identificatori standard Sun RPC:
– 00 00 00 00 – 1F FF FF FF aplicatiile RPC ale sistemului
– 20 00 00 00 – 3F FF FF FF programele utilizatorilor
– 40 00 00 00 – 5F FF FF FF identificatori temporari
– 60 00 00 00 – FF FF FF FF valori rezervate


• Exemple:
– 10000 meta-serverul portmapper
– 10001 rstatd – informatii despre sistemul aflat la
distanta; procedurile rstat() sau perfmeter()
– 10002 rusersd – informatii despre utilizatorii
conectati pe masina la distanta
– 10003 serverul nfs – acces la sistemul de fisiere
in retea NFS (Network File System)
– 10004 serviciile NIS (Network Information Service),
denumite anterior Yellow Pages


• Fiecare program la distanta
are asociat un numar de versiune
– Pentru a modifica detalii de implementare
– Util la extinderea capabilitatilor aplicatiei RPC
– Initial versiunea = 1
– Urmatoarele versiuni se identifica in mod unic
prin alte numere de versiune

• O functionalitate ≡ <id_prog, vers, index_proc>



• Programare
– Biblioteca RPC
• Rutinele XDR
• Biblioteca RPC run-time
–Apelul unui serviciu RPC
–Inregistrarea la un portmapper
–Trimiterea cererilor (via dispatcher)
procedurii dorite
– Generatorul automat de aplicatii RPC rpcgen


• Programarea la nivel inalt
main (int argc, char *argv[]) {
int numar_utiliz;
if (argc != 2) { /* eroare */ }
if ((numar_utiliz = rusers (argv[1])) < 0)
{ /* eroare RPC */ }
printf (“%d utilizatori pe masina %sn”,
numar_utiliz, argv[1]);
exit (0);
}
• Compilare: gcc prog.c –lrpcsvc –oprog
• Executie: ./prog fenrir.infoiasi.ro


• Programarea la nivel intermediar
int callrpc(char *host,
u_long prognum, Identificarea
Apelata de u_long versnum, procedurii la
clientul RPC distanta
u_long procnum,
xdrproc_t inproc,
Argum. de
intrare void *in,
(codificate xdrproc_t outproc,
XDR)
void *out); Rezultatul


int registerrpc(
u_long prognum, Identificarea
Apelata de procedurii la
u_long versnum,
serverul distanta
u_long procnum,
RPC
void *(*procname)(),
xdrproc_t inproc,
xdrproc_t outproc);
Utilizate la codificarea/decodificarea XDR


int svc_run();

Apelata de serverul RPC,
reprezinta dispatcher-ul

• Functiile de nivel intermediar utilizeaza doar
UDP si nu ofera suport pentru autentificare



• Programarea la nivel inferior



• Generatorul automat
de aplicatii RPC
rpcgen
– Produce rutinele ciot
pentru client si server
– Genereaza automat
functiile de
conversie XDR
– Genereaza
rutina dispatcher
– Se utilizeaza
biblioteca rpclib



• Realizarea de aplicatii RPC cu rpcgen
– Fisier-specificatie RPC .x
• Declaratii de constante utilizate de client si server
• Declaratii de tipuri de date globale
• Declaratii de programe la distanta, proceduri,
tipuri parametri, tipul rezultatului,
identificatorul unic de program
– Programul server.c care contine procedurile
– Programul client.c care invoca procedurile
• Pentru a lista programele RPC inregistrate:
rpcinfo


struct request /* cererea adresata serverului */
{
char tren_d[100]; /* descrierea trenului */
char nr_tren[10]; /* numarul trenului */
int optiuni; /* PLECARI sau SOSIRI /*
};
struct answer /* raspuns primit de client */
{
char raspuns[4000];
};
program TRENURI
{
version VERSIUNE
{ /* proc. apelata la distanta */
answer TREN (request) = 1;
} = 1; /* versiunea 1 (prima) */
} = 0x200000f1; /* identif. unic al prog. */

Exemplu de specificatie .x


Implementari|altele
• Distributed Computing Environment DCE RPC
– Alternativa la Sun ONC RPC
– Utilizat si de serverele Windows
• Object RPC (ORPC)
– Mesajele de cerere/raspuns la distanta
se incapsuleaza in obiecte
– Descendenti directi:
(D)COM (Distributed Component Object Model) &
CORBA (Common Object Request Broker Architecture)
– Folosit si de GNOME (via ORBit)
– In Java: RMI (Remote Method Invocation)
– La .NET: .NET Remoting
• SOAP (Simple Object Access Protocol)
– XML ca XDR, HTTP ca protocol de transfer
– Baza pentru implementarea serviciilor Web


Utilizari
• Accesul la sisteme de fisiere la distanta
NFS (Network File System)
– Sistem distribuit de fisiere (distributed file system)
– Utilizeaza filosofia sistemului de fisiere Unix
– Ierarhia de directoare NFS foloseste terminologia
Unix (arbore, director, cale, fisier etc.)
– Operatii asupra unui fisier la distanta: operatii I/O,
creare/redenumire/stergere, stat, listarea intrarilor
– Server – nfsd si client – nfs comunicind prin RPC
– Sistemul de fisiere la distanta va fi disponibil
prin comanda mount
– RFC 1094


• NFS Utilizari
– Probleme:
• Numirea (naming)
• Consistenta
• Replicarea (replication)

Arhitectura
NFS


Utilizari
• NFS
– Procesul de montare (protocolul mount)



Rezumat
• Remote Procedure Call (RPC)
– Preliminarii
– Caracterizare
– External Data Representation (XDR)
– Functionare
– Implementari
– Utilizari



Intrebari?


Computer Networks. RPC

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (7)

Similar to Computer Networks. RPC

Similar to Computer Networks. RPC (20)

More from Sabin Buraga

More from Sabin Buraga (20)

Computer Networks. RPC