Книга: Операционная система UNIX

Как это работает?

Как это работает?

По существу, собственно система RPC является встроенной в программу- клиент и программу-сервер. Отрадно, что при разработке распределенных приложений, не придется вникать в подробности протокола RPC или программировать обработку сообщений. Система предполагает существование соответствующей среды разработки, которая значительно облегчает жизнь создателям прикладного программного обеспечения. Одним из ключевых моментов в RPC является то, что разработка распределенного приложения начинается с определения интерфейса объекта — формального описания функций сервера, сделанного на специальном языке. На основании этого интерфейса затем автоматически создаются заглушки клиента и сервера. Единственное, что необходимо сделать после этого, — написать фактический код процедуры.

В качестве примера рассмотрим RPC фирмы Sun Microsystems.

Система состоит из трех основных частей:

? rpcgen(1) — RPC-компилятор, который на основании описания интерфейса удаленной процедуры генерирует заглушки клиента и сервера в виде программ на языке С.

? 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.

Для этого придется создать как минимум три файла: спецификацию интерфейсов удаленных процедур log.x (на языке описания интерфейса), собственно текст удаленных процедур log.c и текст головной программы клиента main() — client.c (на языке С) .

Компилятор rcpgen(1) на основании спецификации log.x создает три файла: текст заглушек клиента и сервера на языке С (log_clnt.c и log_svc.с) и файл описаний log.h, используемый обеими заглушками.

Итак, рассмотрим исходные тексты программ.

В этом файле указываются регистрационные параметры удаленной процедуры — номера программы, версии и процедуры, а также определяется интерфейс вызова — входные аргументы и возвращаемые значения. Таким образом, определена процедура RLOG, в качестве аргумента принимающая строку (которая будет записана в журнал), а возвращаемое значение стандартно указывает на успешное или неудачное выполнение заказанной операции.

program LOG_PROG {
 version LOG_VER {
  int RLOG(string) = 1;
 } = 1;
} = 0x31234567;

Компилятор rpcgen(1) создает файл заголовков log.h, где, в частности, определены процедуры:

/*
 * Please do not edit this file.
 * It was generated using rpcgen.
 */
#ifndef _LOG_H_RPCGEN
#define _LOGH_H_RPCGEN
#include <rpc/rpc.h>
/* Номер программы */
#define LOG_PROG ((unsigned long)(0x31234567))
#define LOG_VER  ((unsigned long)(1)) /* Номер версии */
#define RLOG     ((unsigned long)(1)) /* Номер процедуры */
extern int *rlog_1();
/* Внутренняя процедура - нам ее использовать не придется */
extern int log_prog_1_freeresult();
#endif /* !_LOG_H_RPCGEN */

Рассмотрим этот файл внимательно. Компилятор транслирует имя RLOG, определенное в файле описания интерфейса, в rlog_1, заменяя прописные символы на строчные и добавляя номер версии программы с подчеркиванием. Тип возвращаемого значения изменился с int на int*. Таково правило — RPC позволяет передавать и получать только адреса объявленных при описании интерфейса параметров. Это же правило касается и передаваемой в качестве аргумента строки. Хотя из файла print.h это не следует, на самом деле в качестве аргумента функции rlog_1() также передается адрес строки.

Помимо файла заголовков компилятор rpcgen(1) 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:

#include <rpc/rpc.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include "log.h"
int* rlog_1(char** arg) {
 /* Возвращаемое значение должно определяться как static */
 static int result;
 int fd; /* Файловый дескриптор журнала */
 int len;
 result = 1;
 /* Откроем файл журнала (создадим, если он не существует),
    в случае неудачи вернем код ошибки result == 1. */
 if ((fd = open("./server.log",
  O_CREAT | O_RDWR | O_APPEND)) < 0)
  return(&result);
 len = strlen(*arg);
 if (write(fd, arg, strlen(arg) != len)
  result = 1;
 else
  result = 0;
 close(fd);
 return(&result); /* Возвращаем результат — адрес result */
}

Заглушка клиента принимает аргумент, передаваемый удаленной процедуре, делает необходимые преобразования, формирует запрос на сервер portmap(1M), обменивается данными с сервером удаленной процедуры и, наконец, передает возвращаемое значение клиенту. Для клиента вызов удаленной процедуры сводится к вызову заглушки и ничем не отличается от обычного локального вызова.

#include <rpc/rpc.h>
#include "log.h"
main(int argc, char* argv[]) {
 CLIENT *cl;
 char *server, *mystring, *clnttime;
 time_t bintime;
 int* result;
 if (argc != 2) {
  fprintf(stderr, "Формат вызова: %s Адрес_хостаn", argv[0]);
  exit(1);
 }
 server = argv[1];
 /* Получим дескриптор клиента. В случае неудачи — сообщим
    о невозможности установления связи с сервером */
 if ((cl =
  clnt_create(server, LOG_PROG, LOG_VER, "udp")) == NULL) {
  clnt_pcreateerror(server);
  exit(2);
 }
 /* Выделим буфер для строки */
 mystring = (char*)malloc(100);
 /* Определим время события */
 bintime = time((time_t*)NULL);
 clnttime = ctime(&bintime);
 sprintf(mystring, "%s - Клиент запущен", clntime);
 /* Передадим сообщение для журнала — время начала
    работы клиента. В случае неудачи — сообщим об ошибке */
 if ((result = rlog_1(&mystring, cl)) == NULL) {
  fprintf(stderr, "error2n");
  clnt_perror(cl, server);
  exit(3);
 }
 /* В случае неудачи на удаленном компьютере сообщим об ошибке */
 if (*result != 0)
  fprintf(stderr, "Ошибка записи в журналn");
 /* Освободим дескриптор */
 clnt_destroy(cl);
 exit(0);
}

Заглушка клиента log_clnt.с компилируется с модулем client.с для получения исполняемой программы клиента.

cc -o rlog client.c log_clnt.c -lns1

Заглушка сервера log_svc.с и процедура log.c компилируются для получения исполняемой программы сервера.

cc -o logger log_svc.c log.c -lns1

Теперь на некотором хосте server.nowhere.ru необходимо запустить серверный процесс:

$ logger

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. 6.20. 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(1M) и передает требуемые значения. Сервер portmap(1M) 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(1M).

2. Когда запускается программа rlog, первое, что она делает, — вызывает библиотечную функцию clnt_create(3N), указывая ей адрес удаленной системы, номера программы и версии, а также транспортный протокол. Функция направляет запрос к серверу portmap(1M) удаленной системы server.nowhere.ru и получает номер удаленного порта для сервера журнала.

3. Клиент вызывает процедуру rlog_1(), определенную в заглушке клиента, и передает управление заглушке. Та, в свою очередь, формирует запрос (преобразуя аргументы в формат XDR) в виде пакета UDP и направляет его на удаленный порт, полученный от сервера portmap(1M). Затем она некоторое время ожидает отклика и в случае неполучения повторно отправляет запрос. При благоприятных обстоятельствах запрос принимается сервером logger (модулем заглушки сервера). Заглушка определяет, какая именно функция была вызвана (по номеру процедуры), и вызывает функцию rlog_1() модуля log.c. После возврата управления обратно в заглушку преобразует возвращенное функцией rlog_1() значение в формат XDR, и формирует отклик также в виде пакета UDP. После получения отклика заглушка клиента извлекает возвращенное значение, преобразует его и возвращает в головную программу клиента.

Рис. 6.20. Работа системы RPC

Оглавление книги