сервер rpc что это
Как работает RPC
Средства удаленного вызова процедур делают его пользователям, как будто клиент напрямую вызывает процедуру, расположенную в удаленной серверной программе. У каждого клиента и сервера есть свои адресные пространства; то есть каждый из них имеет свой собственный ресурс памяти, выделенный для данных, используемых процедурой. На следующем рисунке показана архитектура RPC.
Как показано на рисунке, клиентское приложение вызывает локальную процедуру-заглушку вместо фактического кода, реализующего процедуру. Заглушки компилируются и связываются с клиентским приложением. Вместо того, чтобы содержать фактический код, реализующий удаленную процедуру, код заглушки клиента:
Для вызова удаленной процедуры сервер выполняет следующие действия.
Затем выполняется удаленная процедура, которая, возможно, создает выходные параметры и возвращаемое значение. После завершения удаленной процедуры аналогичная последовательность действий возвращает клиенту данные.
Клиент завершает процесс, принимая данные по сети и возвращая их вызывающей функции.
Библиотеки времени выполнения предоставляются в двух частях: библиотеку импорта, которая связана с приложением и библиотекой времени выполнения RPC, которая реализована как библиотека динамической компоновки (DLL).
Серверное приложение содержит вызовы функций библиотеки времени выполнения сервера, которые регистрируют интерфейс сервера и позволяют серверу принимать удаленные вызовы процедур. Серверное приложение также содержит удаленные процедуры, связанные с конкретным приложением, которые вызываются клиентскими приложениями.
Сервер rpc что это
Добрый день! Уважаемые читатели и гости одного из крупнейших IT блогов в рунете Pyatilistnik.org. В прошлый раз мы с вами разобрали замечательную утилиту командной строки robocopy, и с ее помощью научились создавать точные копии папок, двигать их в нужное расположение и многое другое. В сегодняшней публикации я покажу вам, как устранять ошибку «Сервер RPC недоступен (The rpc server is unavailable)», покажу примеры, когда ее мониторинг очень важен в работе корпоративных сервисов.
Для чего нужна служба «Удаленный вызов процедур (RPC)»
Процедура сообщения RPC
Когда программные операторы, использующие структуру RPC, компилируются в исполняемую программу, в скомпилированный код включается заглушка, которая выступает в качестве представителя кода удаленной процедуры. Когда программа запускается и выполняется вызов процедуры, заглушка получает запрос и пересылает его клиентской программе и времени выполнения на локальном компьютере. При первом вызове клиентской заглушки она связывается с сервером имен, чтобы определить транспортный адрес, по которому находится сервер.
Программа среды выполнения клиента знает, как обращаться к удаленному компьютеру и серверному приложению, и отправляет сообщение по сети, которое запрашивает удаленную процедуру. Точно так же сервер включает исполняющую программу и заглушку, которая взаимодействует с самой удаленной процедурой. Протоколы ответа-запроса возвращаются таким же образом.
Данная служба есть в любой операционной системе Windows, начиная от Windows 7 и заканчивая Windows 11 и в любой из Windows Server редакции.
Как работает RPC?
Когда вызывается служба RPC (удаленный вызов процедуры), вызывающая среда приостанавливается, параметры процедуры передаются по сети в среду, в которой должна выполняться процедура, а затем процедура выполняется в этой среде. Когда процедура завершается, результаты передаются обратно в вызывающую среду, где выполнение возобновляется, как если бы оно возвращалось из обычного вызова процедуры.
Во время RPC выполняются следующие шаги:
Если вы видите ошибку «Сервер RPC недоступен” (The RPC server is unavailable)», то у вас точно недоступен порт 135. Это может быть критичным для ряда ситуации. Например вы не сможете сохранить настройки RDS фермы, если у одного из хостов RDSH есть проблемы с RPC, то вы будите видеть ошибку «Could not change the connection state for server», вы не сможете перевести его в режим обслуживания (Drain Mode)
Или в приложении Terminal Services Manager будет ошибка при попытке получения данных «Сервер RPC недоступен«.
Так же RPC может быть причиной проблемы в репликации контроллеров домена, где в логах Windows будет фигурировать ошибка ID 1722. Это очень не приятный момент, который может привести к большим проблемам.
Типы RPC
Существует пять типов RPC:
Почему может не работать служба RPC
Преимущества удаленного вызова процедур
К преимуществам удаленного вызова процедур можно отнести следующее:
Недостатки RPC
Некоторые из недостатков RPC включают следующее:
Проверка доступности службы RPC
Если вдруг компьютер не ответил, то это не значит, что он не работает, может работать брандмауэр и просто блокировать ping пакеты.
Небольшой пример из практики, предположим, что вы мигрировали сервер в другую подсеть, в итоге в DNS должна быть изменена соответствующая запись, но Windows это поймет не сразу, так как у нее есть свой локальный кэш, он живет 15 минут, поэтому если при проверке DNS имени вам выдается не тот IP-адрес, вам необходимо произвести очистку кэша DNS.
Если удаленный RPC порт доступен вы в в строке TcpTestSucceeded будет стоять статус «True».
Если будет порт закрыт или блокируется, то ошибка «Сервер RPC недоступен (The rpc server is unavailable)» вам обеспечена. Поняв, что порт не отвечает, нужно удостовериться, что трафик от клиента до сервера не блокирует фаервол. По умолчанию в любой версии Windows есть встроенный брандмауэр. На время тестирования и поиска причины, я советую его выключить для всех профилей. Сделаем мы это через командную строку:
Данная команда выключит брандмауэр на всех трех профилях сетевой карты.
Далее если порт 135 стал доступен, то можно делать правила на удаленном сервере. Напоминаю, что нужно сделать правило для трех служб:
Еще хочу отметить, что если у вас есть сторонние антивирусные решения, например Касперский, то там так же есть встроенный сетевой экран, где так же нужно будет создать необходимые, разрешающие правила, которые корректно будут обрабатывать трафик динамических RPC портов.
Проверка работы служб RPC
Следующим шагом является проверка состояния службы на нужном вам сервере или компьютере. Проверять следует три службы:
В оболочке PowerShell выполните команду:
Для удаленного выполнения Enter-PSSession svt2019s01 далее Get-Service RpcSs,RpcEptMapper,DcomLaunch| Select DisplayName,Status,StartType
Напоминаю, что в команде svt2019s01, это имя удаленного сервера. Как видно из примера, все службы RPC запущены и имею автоматический тип запуска.
Если службы не запущены, то откройте оснастку «services.msc’, зайдите в свойства службы и выставите автозапуск и попробуйте запустить вручную.
Если по каким, то причинам вы не можете запустить службу из оснастки, то можно это сделать через реестр (Кстати реестр можно править и удаленно). Для этого есть несколько веток, но для начала откройте окно «Выполнить» и введите regedit.
В каждом из этих расположений есть ключик «Start«, выставите ему значение «2«, это будет означать автоматический запуск службы.
Дополнительные сетевые проверки
В некоторых случаях причиной ошибок с доступностью RPC выступает сбой на сетевых адаптерах. Помогает сброс сетевых настроек и перезагрузка. В сети с Active Directory, старайтесь, чтобы на всех ваших сетевых адаптерах в свойствах были выставлены обе галки IPV4 и IPV6, особенно это актуально для контроллеров домена, где вы легко можете получать ошибку 1722. Еще может помочь отключение протокола Teredo у IPv6. В командной строке выполните:
RPC, Messaging, REST: Терминология
Цель данной статьи — обсудить терминологию. Статья — не о том, как и для чего, а только исключительно об использовании терминологии. Статья отражает мнение автора и не претендует на научность.
Вступление
Если вы работаете в области программирования распределенных систем или в интеграции систем, то большая часть изложенного здесь вам не в новинку.
Проблема возникает, когда встречаются люди, использующие разные технологии, и когда эти люди начинают технические разговоры. При этом часто возникает взаимное недопонимание, обусловленное терминологией. Я здесь попытаюсь свести воедино терминологии, используемые в разных контекстах.
Терминология
Четкой терминологии и классификации в этой области нет. Используемая ниже терминология является отражением модели, сложившейся у автора, то есть она строго субъективна. Любая критика и любые обсуждения приветствуются.
Я разделил терминологию на три области: RPC (Remote Procedure Call), Messaging и REST. Эти области имеют под собою исторические корни.
RPC технологии — наиболее старые технологии. Наиболее яркие представители RPC, это — CORBA и DCOM.
В те времена в основном приходилось связывать системы в быстрых и относительно надежных локальных сетях. Главная идея RPC была в том, чтобы сделать вызов удаленных систем очень похожим на вызов функций внутри программы. Вся механика удаленных вызовов пряталась от программиста. По крайней мере её пытались спрятать. Программисты во многих случаях вынуждены были работать на более глубоком уровне, где появлялись термины маршалинг (marshalling) и unmarshalling (как это по-русски?), что по сути означало сериализацию. Обычные вызовы функций внутри процессов обрабатывались на вызывающей стороне в Proxy, а на стороне системы, выполняющей функцию, в Dispatcher. В идеале ни вызывающая система, ни обрабатывающая система не занимались тонкостями передачи данных между системами. Все эти тонкости сосредотачивались в связке Proxy — Dispatcher, код которых генерировался автоматически.
Поэтому вы не заметите, не должны заметить, никакой разницы между вызовом локальной функции и вызовом удаленной функции.
Сейчас наблюдается своеобразный ренесанс RPC, наиболее яркие представители которого: Google ProtoBuf, Thrift, Avro.
Messaging
С течением времени выяснилось, что попытка оградить программиста от того, что вызываемая функция все же отличается от локальной, не привела к желаемому результату. Детали реализации и принципиальные отличия распределенных систем были слишком велики, чтобы решаться с помощью автоматически генерируемого кода Proxy. Постепенно пришло понимание, что факт того, что системы связывает ненадежная, медленная, низкоскоростная среда, должен быть явно отражен в коде программы.
Появились технологии веб-сервисов. Мы стали говорить ABC: Address, Binding, Contract. Не совсем понятно, почему появились контракты, которые по сути являются Envelope (конвертами) для входных аргументов. Контракты чаще усложняют всю модель, чем упрощают ее. Но… неважно.
Теперь программист явным образом создавал сервис (Service) или клиента (Client), вызывающего сервис. Сервис представлял из себя набор операций (Operation), каждая из которых на входе принимала запрос (Request) и выдавала ответ (Response). Клиент явным образом посылал (Sent) запрос, сервис явным образом получал (Receive) его и отвечал (Sent), высылая ответ. Клиент получал (Receive) ответ и на этом вызов завершался.
Так же, как и в RPC, где-то здесь работали Proxy и Dispatcher. И как прежде их код генерировался автоматически и программисту не надо было в нем разбираться. Разве только что, клиент явным образом использовал классы из Proxy.
Запросы и ответы явным образом преобразуются к формату, предназначенному для передачи по проводам. Чаще всего это массив байт. Преобразование называется Serialization и Deserialization и иногда прячется в коде Proxy.
Кульминация messaging проявилась в появлении парадигмы ESB (Enterprise Service Bus). Никто толком не может сформулировать, что это такое, но все сходятся на том, что данные по ESB движутся в виде сообщений.
В постоянной борьбе со сложностью кода, программисты сделали очередной шаг и создали REST.
Основной принцип REST в том, что операции-функции резко ограничили и оставили только набор операций CRUD: Create — Read — Update — Delete. В этой модели все операции всегда применяются к некоторым данным. Имеющихся в CRUD операций достаточно для большей части приложений. Так как REST технологии в большинстве случаев подразумевают использование протокола HTTP, то команды CRUD отразились на команды HTTP (Post — Get — Put — Delete). Постоянно утверждается, что REST не обязательно привязан к HTTP. Но на практике повсеместно используется отражение сигнатур операций на синтаксис HTTP команд. К примеру, вызов функции
EntityAddress ReadEntityAddress(string param1, string param2)
выразится в таком виде:
Заключение
Прежде, чем начинать дискуссию по распределенным системам или по интеграции, определитесь с терминологией. Если Proxy всегда будет означать одно и то же в разных контекстах, то, к примеру, request мало что будет значить в терминах RPC, а marshalling вызовет недоумение при обсуждении REST технологий.
13) Удаленный вызов процедур (RPC)
Что такое RPC?
Удаленный вызов процедур (RPC) — это метод межпроцессного взаимодействия. Используется для клиент-серверных приложений. Механизмы RPC используются, когда компьютерная программа вызывает выполнение процедуры или подпрограммы в другом адресном пространстве, которое закодировано как обычный вызов процедуры, при этом программист специально не кодирует детали для удаленного взаимодействия. Этот вызов процедуры также управляет транспортным протоколом низкого уровня, таким как протокол пользовательских дейтаграмм, протокол управления передачей / Интернет-протокол и т. Д. Он используется для передачи данных сообщения между программами. Полная форма RPC — Удаленный вызов процедур.
Из этого руководства по операционной системе вы узнаете:
Типы RPC
Обратный вызов RPC
Этот тип RPC обеспечивает парадигму P2P между участвующими процессами. Это помогает процессу быть как клиентом, так и сервером.
Функции Callback RPC:
Трансляция RPC
Широковещательный RPC — это запрос клиента, который транслируется в сети и обрабатывается всеми серверами, у которых есть метод обработки этого запроса.
Функции Broadcast RPC:
RPC в пакетном режиме
RPC в пакетном режиме помогает ставить в очередь отдельные запросы RPC в буфере передачи на стороне клиента, а затем отправлять их по сети одним пакетом на сервер.
Функции RPC в пакетном режиме:
Как работает RPC?
Архитектура RPC имеет в основном пять компонентов программы:
В процессе RPC выполняются следующие шаги:
Шаг 1) Клиент, заглушка клиента и один экземпляр времени выполнения RPC выполняются на клиентском компьютере.
Шаг 2) Клиент запускает процесс-заглушку клиента, передавая параметры обычным способом. Клиентская заглушка хранится в собственном адресном пространстве клиента. Он также просит локальную среду выполнения RPC отправить обратно на заглушку сервера.
Шаг 3) На этом этапе RPC доступен для пользователя путем выполнения обычной локальной процедурной калибровки. RPC Runtime управляет передачей сообщений между сетью через клиент и сервер. Он также выполняет работу по повторной передаче, подтверждению, маршрутизации и шифрованию.
Шаг 4) После завершения серверной процедуры он возвращается к заглушке сервера, которая упаковывает (маршаллы) возвращаемые значения в сообщение. Затем заглушка сервера отправляет сообщение обратно на транспортный уровень.
Шаг 5) На этом этапе транспортный уровень отправляет сообщение с результатом клиентскому транспортному уровню, который возвращает сообщение клиентской заглушке.
Шаг 6) На этом этапе клиентская заглушка демаршаллизирует (распаковывает) возвращаемые параметры в результирующем пакете, и процесс выполнения возвращается вызывающей стороне.
Характеристики RPC
Вот основные характеристики RPC:
Особенности RPC
Вот некоторые важные особенности RPC
Преимущества RPC
Вот плюсы / преимущества RPC
Недостатки RPC
Вот минусы / недостатки использования RPC:
Сервер rpc что это
Программы, общающиеся через сеть, нуждаются в механизме связи. На нижнем уровне по поступлении пакетов подается сигнал, обрабатываемый сетевой программой обработки сигналов. На верхнем уровне работает механизм rendezvous (рандеву), принятый в языке Ада. В NFS используется механизм вызова удаленных процедур (RPC), в котором клиент взаимодействует с сервером (см. Рисунок 1). В соответствии с этим процессом клиент сначала обращается к процедуре, посылающей запрос на сервер. По прибытии пакета с запросом сервер вызывает процедуру его вскрытия, выполняет запрашиваемую услугу, посылает ответ, и управление возвращается клиенту.
Интерфейс RPC можно представить состоящим из трех уровней:
— Верхний уровень полностью «прозрачен». Программа этого уровня может, например, содержать обращение к процедуре rnusers(), возвращающей число пользователей на удаленной машине. Вам не нужно знать об использовании механизма RPC, поскольку вы делаете обращение в программе.
— Средний уровень предназначен для наиболее общих приложений. RPC-вызовами на этом уровне занимаются подпрограммы registerrpc() и callrpc(): registerrpc() получает общесис темный код, а callrpc() исполняет вызов удаленной процедуры. Вызов rnusers() реализуется с помощью этих двух подпрограмм.
— Нижний уровень используется для более сложных задач, изменяющих умолчания на значения параметров процедур. На этом уровне вы можете явно манипулировать гнездами, используемыми для передачи RPC-сообщений.
Как правило, вам следует пользоваться верхним уровнем и избегать использования нижних уровней без особой необходимости.
Несмотря на то, что в данном руководстве мы рассматриваем интерфейс только на Си, обращение к удаленным процедурам может быть сделано из любого языка. Работа механизма RPC для организации взаимодействия между процессами на разных машинах не отличается от его работы на одной машине.
В каждом вызове удаленной процедуры участвуют две стороны: активный клиент, который отправляет запрос вызова процедуры на сервер, и сервер, который отправляет клиенту ответ.
Примечание. Следует иметь в виду, что термины «клиент» и «сервер» в данном случае относятся к определенной транзакции Конкретный хост или программное обеспечение (процесс или программа) могут работать как в роли клиента, так и в роли сервера. Например, программа, которая обеспечивает работу сервиса удаленных процедур, в то же время может быть клиентом в работе с сетевой файловой системой.
Протокол RPC построен на модели вызовов удаленных процедур, подобному механизму вызовов локальных процедур. При вызове локальной процедуры вы помещаете аргументы в определенное место памяти, в стек или переменные окружения и передаете управление процессом по определенному адресу. После завершения работы вы читаете результаты по конкретному адресу и продолжаете свой процесс.
В случае работы с удаленной процедурой, основное отличие состоит в том, что вызов удаленной функции обслуживают два процесса: клиентский процесс и серверный процесс.
Процесс клиента отправляет серверу сообщение, в которое включены параметры вызываемой процедуры и ожидает ответного сообщения с результатами ее работы. При получении ответа результат считывается, и процесс продолжает работу. Со стороны сервера процесс-обработчик вызовов находится в состоянии ожидания, и, при поступлении сообщения, считывает параметры процедуры, выполняет ее, отправляет ответ и становится в состояние ожидания следующего вызова.
RPC-протокол не накладывает каких-либо требований на дополнительные связи между процессами и не требует синхронности выполняемых функций, т. е. вызовы могут быть асинхронными и взамонезависимыми, так что клиент во время ожидания ответа может выполнять другие процедуры. Сервер RPC может выделять для каждой функции отдельный процесс или виртуальную машину, поэтому, не дожидаясь окончания работы предыдущих запросов, сразу же может принимать следующие.
Однако между вызовами локальных и удаленных процедур есть несколько важных отличий:
1. Обработка ошибок. Клиент в любом случае должен получать уведомление об ошибках, возникающих при вызовах удаленных процедур на сервере или в сети.
2. Глобальные переменные. Поскольку сервер не имеет доступа к адресному пространству клиента, при вызовах удаленных процедур нельзя использовать скрытые параметры в виде глобальных переменных.
3. Производительность. Скорость выполнения удаленных процедур, как правило на один или два порядка ниже скорости выполнения аналогичных локальных процедур.
4. Аутентификация. Поскольку вызовы удаленных процедур происходят по сети, необходимо использовать механизмы аутентификации клиента.
Принципы построения протокола.
Протокол RPC может использовать несколько различных транспортных протоколов. В обязанности RPC-протокола входит только обеспечение стандартов и интерпретация передачи сообщений. Достоверность и надежность передачи сообщений целиком обеспечивается транспортным уровнем.
Эта функция динамически (по запросу) назначает соединению RPC определенный порт. Функция Portmapper используется довольно часто, поскольку набор зарезервированных для RPC транспортных портов ограничен, а количество процессов, которые потенциально могут одновременно работать очень высоко. Portmapper, например, вызывается при выборе портов взаимодействия клиента и сервера системы NFS.
RPC может работать с различными транспортными протоколами, но никогда не дублирует их функции, т. е. если RPC работает поверх TCP, все заботы о надежности и достоверности соединения RPC возлагает на TCP. Однако, если протокол RPC установлен поверх UDP, он может обеспечивать дополнительные собственные функции обеспечения гарантированной доставки сообщений.
Примечание. Прикладные задачи могут рассматривать RPC-протокол как определенную процедуру вызова функции по сети JSR (Jump Subroutine Instruction).
Для работы RPC-протокола необходимо выполнение следующих условий:
2. Идентификация версии RPC-протокола. RPC-сообщения содержат поле версии RPC-протокола. Она используется для согласования форматов передаваемых параметров при работе клиента с различными версиями RPC.
3. Предоставление механизмов аутентификации клиента на сервере. RPC-протокол обеспечивает процедуру аутентификации клиента в сервисе, и, в случае необходимости, при каждом запросе или отправке ответа клиенту. Кроме того, RPC позволяет использовать различные дополнительные механизмы безопасности.
RPC может использовать четыре типа механизмов аутентификации:
4. Идентификация сообщений ответа на соответствующие запросы. Ответные сообщения RPC содержат идентификатор запроса, на основании которого они были построены. Этот идентификатор можно назвать идентификатором транзакции вызова RPC. Данный механизм особенно необходим при работе в асинхронном режиме и при выполнении последовательности из нескольких RPC-вызовов.
5. Идентификация ошибок работы протокола. Все сетевые или серверные ошибки имеют уникальные идентификаторы, по которым каждый из участников соединения может определить причину сбоя в работе.
Структуры сообщений протокола
RPC-сообщение может состоять из нескольких фрагментов. Каждый фрагмент состоит из четырех байт заголовка и (от 0 до 2**31-1) данных. Первый бит заголовка указывает, является ли данный фрагмент последним, а остальные 31 бит указывают длину пакета данных.
Структура RPC-пакета выглядит следующим образом:
union switch (msg_type mtype) <
unsigned int rpcvers;
Структура ответа (reply_body) может содержать либо структуру, передаваемую в случае ошибки (тогда она содержит код ошибки), либо структуру успешной обработки запроса (тогда она содержит возвращаемые данные).
Программный интерфейс высокого уровня.
В случае удаленного вызова процесс, выполняющийся на одном компьютере, запускает процесс на удаленном компьютере (т. е. фактически запускает код процедуры на удаленном компьютере). Очевидно, что удаленный вызов процедуры существенным образом отличается от традиционного локального, однако с точки зрения программиста такие отличия практически отсутствуют, т. е. архитектура удаленного вызова процедуры позволяет сымитировать вызов локальной.
Однако если в случае локального вызова программа передает параметры в вызываемую процедуру и получает результат работы через стек или общие области памяти, то в случае удаленного вызова передача параметров превращается в передачу запроса по сети, а результат работы находится в пришедшем отклике.
Удаленный вызов процедуры включает следующие шаги:
2. Сетевой запрос пересылается по сети на удаленную систему. Для этого в заглушке используются соответствующие вызовы, например, рассмотренные в предыдущих разделах. Заметим, что при этом могут быть использованы различные транспортные протоколы, причем не только семейства TCP/IP.
4. Заглушка выполняет вызов настоящей процедуры-сервера, которой адресован запрос клиента, передавая ей полученные по сети аргументы.
5. После выполнения процедуры управление возвращается в заглушку сервера, передавая ей требуемые параметры. Как и заглушка клиента; заглушка сервера преобразует возвращенные процедурой значения, формируя сетевое сообщение-отклик, который передается по сети системе, от которой пришел запрос.
6. Операционная система передает полученное сообщение заглушке клиента, которая, после необходимого преобразования, передает значения (являющиеся значениями, возвращенными удаленной процедурой) клиенту, воспринимающему это как нормальный возврат из процедуры.
Таким образом, с точки зрения клиента, он производит вызов удаленной процедуры, как он это сделал бы для локальной. То же самое можно сказать и о сервере: вызов процедуры происходит стандартным образом, некий объект (заглушка сервера) производит вызов локальной процедуры и получает возвращенные ею значения. Клиент воспринимает заглушку как вызываемую процедуру-сервер, а сервер принимает собственную заглушку за клиента.
Передача параметров
Передача параметров-значений не вызывает особых трудностей. В этом случае заглушка клиента размещает значение параметра в сетевом запросе возможно, выполняя преобразования к стандартному виду (например, изменяя порядок следования байтов). Гораздо сложнее обстоит дело с передачей указателей, когда параметр представляет собой адрес данных, а не их значение. Передача в запросе адреса лишена смысла, так как удаленная процедура выполняется в совершенно другом адресном пространстве. Самым простым решением, применяемым в RPC, является запрет клиентам передавать параметры иначе, как по значению, хотя это, безусловно, накладывает серьезные ограничения.
Связывание (binding)
Прежде чем клиент сможет вызвать удаленную процедуру, необходимо связать его с удаленной системой, располагающей требуемым сервером. Таким образом, задача связывания распадается на две:
— Нахождение удаленного хоста с требуемым сервером
— Нахождение требуемого серверного процесса на данном хосте
Каждая процедура RPC однозначно определяется номером программы и процедуры. Номер программы определяет группу удаленных процедур, каждая из которых имеет собственный номер. Каждой программе также присваивается номер версии, так что при внесении в программу незначительных изменений (например, при добавлении процедуры) отсутствует необходимость менять ее номер. Обычно несколько функционально сход-ных процедур реализуются в одном программном модуле, который при запуске становится сервером этих процедур, и который идентифицируется номером программы.
Таким образом, когда клиент хочет вызвать удаленную процедуру, ему необходимо знать номера программы, версии и процедуры, предоставляющей требуемый сервис.
Для передачи запроса клиенту также необходимо знать сетевой адрес хоста и номер порта, связанный с программой-сервером, обеспечивающей требуемые процедуры. Для этого используется демон portmap(IM) (в некоторых системах он называется rpcbind(IM)). Демон запускается на хосте, который предоставляет сервис удаленных процедур, и использует общеизвестный номер порта. При инициализации процесса-сервера он регистрирует в portmap(IM) свои процедуры и номера портов. Теперь, когда клиенту требуется знать номер порта для вызова конкретной процедуры, он посылает запрос на сервер portmap(IM), который, в свою очередь, либо возвращает номер порта, либо перенаправляет запрос непосредственно серверу удаленной процедуры и после ее выполнения возвращает клиенту отклик. В любом случае, если требуемая процедура существует, клиент получает от сервера portmap(IM) номер порта процедуры, и дальнейшие запросы может делать уже непосредственно на этот порт.
Обработка особых ситуаций (exception)
Обработка особых ситуаций при вызове локальных процедур не представляет особой проблемы. UNIX обеспечивает обработку ошибок процессов таких как деление на ноль, обращение к недопустимой области памяти и т. д. В случае вызова удаленной процедуры вероятность возникновения ошибочных ситуаций увеличивается. К ошибкам сервера и заглушек добавляются ошибки, связанные, например, с получением ошибочного сетевого сообщения.
Например, при использовании UDP в качестве транспортного протокола производится повторная передача сообщений после определенного тайм-аута. Клиенту возвращается ошибка, если, спустя определенное число попыток, отклик от сервера так и не был получен. В случае, когда используется протокол TCP, клиенту возвращается ошибка, если сервер оборвал TCP-соединение.
Семантика вызова
Вызов локальной процедуры однозначно приводит к ее выполнению после чего управление возвращается в головную программу. Иначе дело обстоит при вызове удаленной процедуры. Невозможно установить, когда конкретно будет выполняться процедура, будет ли она выполнена вообще, а если будет, то какое число раз? Например, если запрос будет получен удаленной системой после аварийного завершения программы сервера, процедура не будет выполнена вообще. Если клиент при неполучении отклика после определенного промежутка времени (тайм-аута) повторно посылает запрос, то может создаться ситуация, когда отклик уже передается по сети, а повторный запрос вновь принимается на обработку удаленной процедурой. В этом случае процедура будет выполнена несколько раз.
Таким образом, выполнение удаленной процедуры можно характеризовать следующей семантикой:
— Один и только один раз. Данного поведения (в некоторых случаях наиболее желательного) трудно требовать ввиду возможных аварий сервера.
— Максимум раз. Это означает, что процедура либо вообще не была выполнена, либо была выполнена только один раз. Подобное утверждение можно сделать при получении ошибки вместо нормального отклика.
Представление данных
Когда клиент и сервер выполняются в одной системе на одном компьютере, проблем с несовместимостью данных не возникает. И для клиента и для сервера данные в двоичном виде представляются одинаково. В случае удаленного вызова дело осложняется тем, что клиент и сервер могут выполняться на системах с различной архитектурой, имеющих различное представление данных (например, представление значения с плавающей точкой, порядок следования байтов и т. д.)
Большинство реализаций системы RPC определяют некоторые стандартные виды представления данных, к которым должны быть преобразованы все значения, передаваемые в запросах и откликах.
Например, формат представления данных в RPC фирмы Sun Microsystems следующий:
Сеть
По своей функциональности система RPC занимает промежуточное место между уровнем приложения и транспортным уровнем. В соответствии с моделью OSI этому положению соответствуют уровни представления и сеанса. Таким образом, RPC теоретически независим от реализации сети, в частности, от сетевых протоколов транспортного уровня.
Программные реализации системы, как правило, поддерживают один или два протокола. Например, система RPC разработки фирмы Sun Microsystems поддерживает передачу сообщений с использованием протоколов TCP и UDP. Выбор того или иного протокола зависит от требований приложения. Выбор протокола UDP оправдан для приложений, обладающих следующими характеристиками:
— Вызываемые процедуры идемпотентны
— Сервер обеспечивает работу с несколькими сотнями клиентов. Поскольку при работе с протоколами TCP сервер вынужден поддерживать соединение с каждым из активных клиентов, это занимает значительную часть его ресурсов. Протокол UDP в этом отношении является менее ресурсоемким
С другой стороны, TCP обеспечивает эффективную работу приложений со следующими характеристиками:
— Приложению требуется надежный протокол передачи
— Вызываемые процедуры неидемпонентны
— Размер аргументов или возвращаемого результата превышает 8 Кбайт
Выбор протокола обычно остается за клиентом, и система по-разному организует формирование и передачу сообщений. Так, при использовании протокола TCP, для которого передаваемые данные представляют собой поток байтов, необходимо отделить сообщения друг от друга. Для этого например, применяется протокол маркировки записей, описанный в RFC1057 «RPC: Remote Procedure Call Protocol specification version 2», при котором в начале каждого сообщения помещается 32-разрядное целое число, определяющее размер сообщения в байтах.
По-разному обстоит дело и с семантикой вызова. Например, если RPC выполняется с использованием ненадежного транспортного протокола (UDP), система выполняет повторную передачу сообщения через короткие промежутки времени (тайм-ауты). Если приложение-клиент не получает отклик, то с уверенностью можно сказать, что процедура была выполнена ноль или большее число раз. Если отклик был получен, приложение может сделать вывод, что процедура была выполнена хотя бы однажды. При использовании надежного транспортного протокола (TCP) в случае получения отклика можно сказать, что процедура была выполнена один раз. Если же отклик не получен, определенно сказать, что процедура выполнена не была, нельзя3.
Как это работает?
В качестве примера рассмотрим RPC фирмы Sun Microsystems. Система состоит из трех основных частей:
— Библиотека XDR (eXternal Data Representation), которая содержит функции для преобразования различных типов данных в машинно-независимый вид, позволяющий производить обмен информацией между разнородными системами.
— Библиотека модулей, обеспечивающих работу системы в целом.
Рассмотрим пример простейшего распределенного приложения для ведения журнала событий. Клиент при запуске вызывает удаленную процедуру записи сообщения в файл журнала удаленного компьютера.
Компилятор rpcgen(l) на основании спецификации log.x создает три файла: текст заглушек клиента и сервера на языке С (log clnt.c и log svc.c) и файл описаний log.h, используемый обеими заглушками.
Итак, рассмотрим исходные тексты программ.
log.x
int RLOG (string) = 1;
Компилятор rpcgen(l) создает файл заголовков log.h, где, в частности, определены процедуры:
* Please do not edit this file.
* It was generated using rpcgen.
#define LOG_PROG ((unsigned long) (0х31234567))
#define LOG_VER ((unsigned long) (1)) /*Номер версии*/
#define RLOG ((unsigned long) (1)) /*Номер процедуры*/
Помимо файла заголовков компилятор rpcgen(l) создает модули заглушки клиента и заглушки сервера. По существу, в тексте этих файлов заключен весь код удаленного вызова.
Заглушка сервера является головной программой, обрабатывающей все сетевое взаимодействие с клиентом (точнее, с его заглушкой). Для выполнения операции заглушка сервера производит локальный вызов функции, текст которой необходимо написать:
int *rlog_1 (char **arg)
/*Возвращаемое значение должно определяться как static*/
int fd; /*Файловый дескриптор журнала*/
/*0ткроем файл журнала (создадим, если он не существует), в случае неудачи вернем код ошибки result == 1.*/
O_CREAT | O_RDWR | O_APPEND))
main(int argc, char *argv[])
char *server, *mystring, *clnttime;
fprintf(stderr, «Формат вызова: %s Адрес_хоста\n»,
невозможности установления связи с сервером*/
if ( (с1 = clnt_create (server,
LOG_PROG, LOG_VER, «udp»)) == NULL) <
/*Выделим буфер для строки*/
mystring = (char * )malloc (100);
/*Определим время события*/
bintime = time ((time_t * ) NULL);
if ( (result = rlog_l(&mystring, cl)) == NULL) <
/*B случае неудачи на удаленном компьютере сообщим об ошибке*/
fprintf(stderr, «Ошибка записи в журнал\n»);
Заглушка клиента log_clnt.c компилируется с модулем client.c для получения исполняемой программы клиента.
Заглушка сервера log_svc.c и процедура log.c компилируются для получения исполняемой программы сервера.
Теперь на некотором хосте server.nowhere.ru необходимо запустить серверный процесс:
После чего при запуске клиента rlog на другой машине сервер добавит соответствующую запись в файл журнала.
Схема работы RPC в этом случае приведена на рис. 1. Модули взаимодействуют следующим образом:
1. Когда запускается серверный процесс, он создает сокет UDP и связывает любой локальный порт с этим сокетом. Далее сервер вызывает библиотечную функцию svc_register(3N) для регистрации номеров программы и ее версии. Для этого функция обращается к процессу portmap(IM) и передает требуемые значения. Сервер portmap(IM) обычно запускается при инициализации системы и связывается с некоторым общеизвестным портом. Теперь portmap(3N) знает номер порта для нашей программы и версии. Сервер же ожидает получения запроса. Заметим, что все описанные действия производятся заглушкой сервера, созданной компилятором rpcgen(IM).