1 Remote Procedure Call Corso di Sistemi di Elaborazione delle Informazioni a.a 2007/2008 Autori: Alberto Colombo Fulvio Frati.

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1 1 Remote Procedure Call Corso di Sistemi di Elaborazione delle Informazioni a.a 2007/2008 Autori: Alberto Colombo Fulvio Frati

2 2 Sommario Descrizione RPC File IDL e ACF Applicazione Client Applicazione Server Java RMI

3 3 Remote Procedure Call (1) Tecnologia (’80) che permette ad un programma di chiamare una funzione che si trova su un altro computer Trasparenza: la chiamata di procedura remota è eseguita in modo il più possibile analogo a una chiamata di procedura "locale“ Dettagli della comunicazione su rete sono "nascosti" all’utente

4 4 Remote Procedure Call (2)

5 5 Descrizione RPC shop.idl IDL-Compiler C-Compiler #include Linker shop_s.o shop_c.cshop_s.c shop_c.oshop.h shop_client.cppshop_server.cpp shop_client.oshop_server.o Client.exeServer.exe C-Compiler

6 6 File shop.IDL Interface Header Interface Body

7 7 File shop.IDL: Interface Header Contiene informazioni generali relative all’interfaccia Gli attributi definiti sono globali rispetto a tutta l’interfaccia UUID: assegna all’interfaccia un Universally Unique IDentifier che la identifica univocamente version: definisce la versione dell’interfaccia: è possibile avere più interfacce relative allo stesso servizio ognuna identificata da un numero di versione

8 8 File shop.IDL: UUID UUID: Universally Unique Identifier, identificativo standard utilizzato in informatica Esadecimale a 16 byte (o 128 bit) calcolato come la concatenazione fra numero casuale + MAC address della macchina + nanosecondi dall’adozione del calendario gregoriano Ci sono teoricamente 256 16 or about 3.4 × 10 38. Quindi è necessario generare 10 12 UUID ogni nanosecondo di 10 9 anni per esaurire le possibili combinazioni Generabile attraverso librerie nei più comuni linguaggi o attraverso siti appositi (es. www.itu.int/ITU-T/asn1/uuid.html)www.itu.int/ITU-T/asn1/uuid.html Unicità di UUID fondamentale se l’interfaccia utilizzata a livello internet, non necessaria se per servizio locale

9 9 File shop.IDL: Interface Body (1) Nome Interfaccia Definizione struttura Book Definizione struttura Receipt Definizione dei tipi di dato che saranno condivisi dalle due applicazioni Il servizio remoto può utilizzare tutti i tipi elementari + le strutture definite nel file IDL [string] indica di trattare il campo (unsigned char*) come un campo string

10 10 File shop.IDL: Interface Body (2) Definizione funzioni remote chiamate dal client ed esposte dal server L’attributo [in] indica che il parametro è passato dalla procedura chiamante alla procedura chiamata L’attributo [out] indica che il puntatore al parametro deve essere restituito dal server al client. Deve essere sempre seguito da una variabile puntatore E’ permesso indicarli contemporaneamente: [in,out] Se i dati scambiati sono tipi complessi (non definiti dal linguaggio) devono essere dichiarati all’interno del file IDL

11 11 File shop.ACF ACF: Application Configuration File Contiene configurazioni specifiche dell’implementazione locale e non l’interfaccia di rete Configurazione nell’esempio specifica di Visual Studio, per dettagli vedere MSDN MSDN

12 12 IDL Compiler Output I file ACF e IDL sono necessari al compilatore MIDL (Microsoft) per generare i proxy MIDL genera i file:  shop.h (o shop_h.h): header file da includere nei sorgenti del client e del server; contiene le signature (definizione) dei metodi remoti  shop_c.c: client proxy, implementa i metodi remoti indicati nell’IDL e richiamati dal client; gestisce la comunicazione con il server  shop_s.c: server proxy, gestisce la comunicazione con i client e l’esposizione dei metodi remoti  shop.h deve essere incluso nel codice del client e del server  shop_c.c e shop_s.c devono essere linkati, rispettivamente, con il client e il server in fase di compilazione

13 13 Descrizione RPC IDL-Compiler C-Compiler #include Linker shop_s.o shop.idl shop_c.cshop_s.c shop_c.oshop.h shop_client.cppshop_server.cpp shop_client.oshop_server.o Client.exeServer.exe C-Compiler

14 14 Applicazione Client (1) Contiene la signature (definizione) dei metodi remoti Il file shop.h creato da MIDL deve essere importato con il percorso corretto

15 15 Applicazione Client (2) status: stato attuale della connessione pszUuid: UUID (Universal Unique Identifier) dell’interfaccia connessa (NULL perchè unica, servizio locale) pszProtocolSequence: protocollo di rete utilizzato pszNetworkAddress: indirizzo di rete della macchina server (NULL per indirizzo locale)

16 16 Applicazione Client (2): Protocol Sequence Costants Identificano il protocollo di rete da utilizzare Sono specifici del sistema client e server attraverso cui avviene la comunicazione ncacn_np definisce un protocollo di comunicazione fra sistemi Windows attraverso named pipes named pipes: canali di comunicazioni utilizzati da Windows per le comunicazioni inter-processi Lista dei protocolli su sistemi Windows reperibile su MSDNMSDN

17 17 Applicazione Client (3) pszEndpoint: indica che canale utilizzare; la sintassi dipende dal protocollo specificato. Nel nostro caso utilizziamo la pipe con nome bookshop pszOptions: opzioni generali di rete pszStringBinding: stringa che rappresenta la connessione da stabilire (protocollo, indirizzo e endpoint) e valorizzata in seguito

18 18 Applicazione Client (4) RpcStringBindingCompose crea una stringa di connessione per la gestione della comunicazione Restituisce: RPC_S_INVALID_STRING_UUID se ci sono errori, RPC_S_OK (0) se tutto ok Valorizza la variabile pszStringBinding che contiene la stringa di connessione da utilizzare per stabilire la connessione e di cui è passato il puntatore

19 19 Applicazione Client (5) Stabilisce la connessione tra client e server a partire da pszStringBinding creata precedentemente Restituisce lo stato della connessione ed eventuali errori Valorizza server_Handle che contiene il descrittore (handle) della connessione stabilita e utilizzabile successivamente per riferirla

20 20 Applicazione Client (6)

21 21 Applicazione Client (7) Le macro RpcTryExcept e RpcExcept forniscono un meccanismo per la gestione delle eccezioni in sistemi RPC Se nel blocco RpcTryExcept si riscontra un’eccezione causata da una procedura remota, il controllo passa al blocco RpcExcept per la gestione della stessa RpcExceptionCode() restituisce il codice dell’eccezione, utilizzabile per eventuali messaggi d’errore RpcEndExcept chiude il blocco RpcTryExcept Utilizzabile solo sotto sistemi Microsoft, NON è standard ANSI C

22 22 Applicazione Client (8) Al termine della connessione, RpcBindingFree libera la memoria utilizzata da server_Handle Funzioni da implementare obbligatoriamente per permettere al sistema l’allocazione e la disallocazione della memoria

23 23 Descrizione RPC IDL-Compiler C-Compiler #include Linker shop_s.o shop.idl shop_c.cshop_s.c shop_c.oshop.h shop_client.cppshop_server.cpp shop_client.oshop_server.o Client.exeServer.exe C-Compiler

24 24 Applicazione Server (1) pszSecurity: parametro opzionale per la gestione della sicurezza, ignorato da quasi tutti i protocolli di rete; da impostare a NULL Protocol Sequence e Endpoint devono corrispondere tra client e server per poter stabilire un canale di comunicazione

25 25 Applicazione Server (2) cMinCalls: numero minimo di richieste di connessione da attendere prima di aprire i canali; RPC_C_LISTEN_MAX_CALLS_DEFAULT indica il valore imposto di default dal sistema cMaxCalls: numero massimo di connessioni gestite contemporaneamente; RPC_C_PROTSEQ_MAX_REQS_DEFAULT indica il valore imposto di default dal sistema fDontWait: = 0 (FALSE) il server attende la conclusione di una connessione per continuare (bloccante), <> 0 (TRUE) il server continua l’elaborazione anche durante una connessione (non bloccante)

26 26 Applicazione Server (3) RpcServerUseProtseqEp indica al sistema di utilizzare il protocollo specificato, combinato con l’entry point, per gestire l’invocazione di procedure remote, riferite a quel protocollo Restituisce lo stato della connessione ed eventuali errori Un’applicazione server può utilizzaree più protocolli per gestire diversi canali di comunicazione

27 27 Applicazione Server (4) RpcServerRegisterIf registra l’interfaccia nel sistema RPC; ogni richiesta verso quell’interfaccia sul protocollo di rete specificato sarà reindirizzata verso l’applicazione server Accetta come parametri l’interfaccia, l’UUID dell’interfaccia e un puntatore ad un vettore di entry point bookshop_v1_0_s_ifspec: oggetto creato dal compilatore MIDL che identifica l’interfaccia bookshop; MIDL utilizza la seguente sintassi per identificare le interfacce: _v _ _ _ifspec Restituisce lo stato della connessione

28 28 Applicazione Server (4): Port Mapper Le applicazioni sono associate alle relative porte attraverso il Port Mapper In sistemi Unix/Linux il Port Mapper è implementato dal demone portmap rpcinfo fornisce informazioni su porte e programmi associati $ rpcinfo -p program vers proto port 100000 2 tcp 111 portmapper 100000 2 udp 111 portmapper 100003 2 udp 2049 nfs 100003 3 udp 2049 nfs 100003 4 udp 2049 nfs 100024 1 udp 32770 status 100021 1 udp 32770 nlockmgr 100021 3 udp 32770 nlockmgr 100021 4 udp 32770 nlockmgr 100024 1 tcp 32769 status 100021 1 tcp 32769 nlockmgr 100021 3 tcp 32769 nlockmgr 100021 4 tcp 32769 nlockmgr 100005 1 udp 644 mountd 100005 1 tcp 645 mountd 100005 2 udp 644 mountd

29 29 Applicazione Server (5) RpcServerListen indica al sistema RPC di rimanere in attesa di chiamate a procedure remote Accetta come parametri il valore minimo e massimo di connessioni e se la comunicazione deve essere bloccante o non bloccante:  bloccante, il server attende la conclusione dell’elaborazione prima di accettare la successiva richiesta  non bloccante, più richieste in esecuzione in parallelo Restituisce lo stato della comunicazione dopo la chiamata a RpcServerListen RpcServerListen rimane in esecuzione fino a che il server non viene terminato

30 30 Applicazione Server (6) I metodi remoti vanno gestiti come funzioni normali, seguendo però la signature definita nel file IDL Le strutture definite nel file IDL sono visibili in tutta l’applicazione La gestione della comunicazione verso i client è a carico della classe shop_s.c generata dal compilatore MIDL, da linkare in fase di compilazione

31 31 Applicazione Server (7) Le funzioni per l’allocazione e la disallocazione della memoria devono essere codificate anche nel server

32 32 RPC e Java: RMI (cenni) RMI (Remote Method Invocation) applicazione di RPC in Java più comune Rappresentano un’evoluzione di RPC per la gestione di oggetti Permette il passaggio di tipi complessi

33 33 RMI: Protocollo di Comunicazione Comunicazione client/server in cui:  Il server: crea un certo numero di oggetti li rende accessibili da remoto attende le invocazioni dei client sugli oggetti  Il client: preleva la reference da uno o più oggetti distribuiti Invoca direttamente i loro metodi Nota: Nei sistemi peer to peer il ruolo di client e server può essere assunto da tutti i nodi; questi sono chiamati servant

34 34 RMI: Protocollo di Comunicazione Processo Client Processo Server Oggetto Server Oggetto Client SKELETON STUB RMI transport layer RMI REGISTER Lookup Register

35 35 RMI: Stub e Skeleton Il client invoca il metodo sullo stub non sull’oggetto. Lo stub “impacchetta” la richiesta in modo opportuno e la invia allo skeleton. Lo stub mantiene un reference dell’oggetto remoto Lo skeleton si comporta da proxy nei confronti delle richieste del client. Intercetta tali richieste e le elabora in modo che sia possibile chiamare il metodo dell’oggetto reale. Inoltre si occupa di “impacchettare” la risposta e di inviarla allo stub.

36 36 RMI: Comunicazione Il client ottiene un’istanza dello stub Viene chiamato il metodo sullo stub (non sull’oggetto remoto) Lo stub crea una connessione con lo skeleton sul server: esegue il marshall delle informazioni riguardanti il metodo (nome e parametri) invia le informazioni allo skeleton Lo skeleton esegue il demarshall dei dati ricevuti dal client esegue il metodo esegue il marshall del valore di ritorno del metodo invia le informazioni allo stub Lo stub esegue il demarshall dei dati ricevuti dal server e li ritorna al client

37 37 RMI: implementazione (cenni) 1. Definire un’interfaccia remota 2. Implementare l’interfaccia remota, definendo l’oggetto remoto 3. Sviluppare il server 4. Sviluppare il client

38 38 RMI: Definire un’interfaccia remota

39 39 RMI: implementazione (cenni) 1. Definire un’interfaccia remota 2. Implementare l’interfaccia remota, definendo l’oggetto remoto 3. Sviluppare il server 4. Sviluppare il client

40 40 RMI: Implementare l’interfaccia remota

41 41 RMI: implementazione (cenni) 1. Definire un’interfaccia remota 2. Implementare l’interfaccia remota, definendo l’oggetto remoto 3. Sviluppare il server 4. Sviluppare il client

42 42 Server

43 43 RMI: implementazione (cenni) 1. Definire un’interfaccia remota 2. Implementare l’interfaccia remota, definendo l’oggetto remoto 3. Sviluppare il server 4. Sviluppare il client

44 44 Client

45 45 Annotazioni finali  Le slide saranno pubblicate su http://ra.crema.unimi.it  References: MSDN – Remote Procedure Call (RPC) Java - RMI