Ad Cap5 Invocacaoremota

8/8/2019 Ad Cap5 Invocacaoremota

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Alexandre Fonte Material de Apoio a AD, ESTCB Edio 2010-2011 1

Invocao Remota e ObjectosDistribudos

Licenciatura em Engenharia Informtica3 Ano 5 Semestre

Ano lectivo 2010-2011


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Alexandre Fonte Material de Apoio a AD, ESTCB Edio 2010-2011

Invocao Remota e Objectos Distribudos Motivao Propriedades Objectos Distribudos Detalhes de Implementao Como so escondidos os detalhes de Implementao? Especificao de Interfaces e suporte ao Desenvolvimento Servidores de Nomes

Sumrio


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As aplicaes distribudas podem ser implementadas sobre interfaces demensagens tipo Sockets. Em termos das noes habituais de redes estasinterfaces de programao so bastante intuitivas, mas originam algunsproblemas: Os programas C-S incluem muitos detalhes sem significado aplicacionalespecifico

Muitas das linhas de cdigo esto relacionadas com as comunicaes Criao dos Sockets Criao e preenchimento e interpretao das mensagens Envio e recepo de mensagens Seleco do cdigo a executar tendo em conta a mensagem recebida

Os programas C-S ficam estruturados em funo dos protocolos C-S Os servidores ficam estruturados em funo da lista de mensagens que sabem

processar Alm disto, os programadores esto habituados s linguagenstradicionais cujo fluxo de um programa normalmente corresponde

chamada de procedimentos (ou funes) de forma lgica e encadeada ou invocao de mtodos sobre objectos

Invocao Remota - Motivao


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Invocao Remota - Motivao

Ser que no se podem automatizar as interacescliente-servidor?

Uma extenso natural aos ambientes distribudos serpermitir: a execuo de procedimentos noutra mquina

E.g., Sun RPC, Microsoft RPC, DCE a execuo de mtodos sobre objectos remotos, isto

se os procedimentos forem definidos no mbito de

um objecto E.g., Java RMI, CORBA, DCOM


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Invocao Remota de ProcedimentosRemote Procedure Calls (RPC)

Mtodo que permite a chamada de procedimentos remotos sobre outrosespaos de endereamento

Usa uma interface remota idntica interface local Os dados so passados como parmetros (transferncia de dados entre

espaos de endereamento.) Geralmente, a chamada de um RPC bloqueia at chegada dos resultados

da execuo do RPC (transferncia de controlo entre espaos deendereamento).

Cliente...

A=servfunc(p1,p2);...

Servidor

r_typeservfunc(p1_type p1, p2_type p2){

...}

Dados como parmetros

Dados comovalores de retorno

Processo A Processo B


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Invocao Remota de MtodosRemote Method Invocation (RMI)

cliente A Objecto Remoto

Dados como parametrosC=Objecto.metodo(A,B)

metodo(Obj1 a,Obj2b) {//Implementao domtodo...}

Dados comovalores de retorno

Semelhante aos RPCs, mas para um ambiente Orientado ao Objecto Mtodo que permite a invocao de mtodos sobre objectos em execuo

numa mquina remota (num espao de endereamento diferente)


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Legenda: Cliente RPC/RMI: processo que invoca um procedimento/mtodo em tudo

semelhante a um procedimento/mtodo local normal.

Servidor RPC/RMI: processo que executa o procedimento/mtodo.

O envio e recepo de mensagens so escondidos dos programas cliente eservidor RPC/RMI.

Invocao Remota


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Propriedades dos Sistemas RPC/RMI

Encapsula os mecanismos de IPC convencionais na formade chamadas de procedimentos ou mtodos remotos Utiliza outros mtodos IPC para manipular as comunicaes C/S E.g., Sockets, ou NetBIOS

Simplifica o desenvolvimento e torna as aplicaesindependentes dos protocolos de comunicao utilizados

Simplifica a disponibilizao de servios Interface bem definida, documentada e independente dos protocolos de

transporte Sistema de registo e procura de servios

Nos RPCs o sistema de registo fornece o porto do servidor RPC Nos RMIs o sistema de registo fornece a referncia do Objecto remoto


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Objectos Distribudos

invocation invocationremoteinvocationremote

locallocal

localinvocationinvocationA B

C

DE

F

Cada processo contm objectos, alguns dos objectos podem receber invocaesremotas de mtodos, outros apenas invocaes locais

Os objectos que podem receber invocaes remotas de mtodos so chamados deobjectos remotos

Dois conceitos fundamentais: Para invocao de mtodos remotos os objectos clientes precisam de conhecer

as referncias dos objectos remotos A interface remota de um objecto especifica quais os mtodos que podem ser

invocados remotamente


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Conceitos Fundamentais do Modelo Obj. Dist:Referncias de Objectos Remotos

Uma referncia de objecto remoto constitui o identificador doobjecto durante um processamento de um pedido, evitando

ambiguidades na identificao e localizao de um objecto (noespao e no tempo). Conjuntamente com o nome do mtodo e os argumentos so

usadas para invocar mtodos sobre objectos remotos Tipicamente inclui:

o endereo do servidor e o porto para localizao do objecto, o nmero do objecto no processo remoto e a interface do objecto

remoto que indica os seus mtodos.

Endereo IP do

Servidor Porto Tempo Nmero do Obj Interface do Obj. remoto 32 bits 32 bits 32 bits 32 bits


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A interface remota de um objecto especifica quais osmtodos que podem ser invocados remotamente. As interfaces remotas oferecem tambm a definio das assinaturas dos

mtodos, i.e., os tipos de entrada e sada de cada mtodo.

Um objecto remoto implementa os mtodos da suainterface remota. Os objectos locais (ao objecto remoto)) podem invocar estes e outros

mtodos no descritos na interface remota. Os objectos remotos (ao objecto remoto) podem invocar apenas o

mtodos descritos na interface remota.

As interfaces remotas no possuem mtodosconstrutores.

Conceitos Fundamentais do Modelo Obj. Dist:Interface Remota


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Conceitos Fundamentais do Modelo Obj. Dist:Interface Remota


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Conceitos Fundamentais:Invocao Remota de Mtodos (RMI)

uma extenso do mecanismo de Invocao local de mtodos.Permite a invocao de mtodos em objectos que vivem noutrosprocessos.

Uma vez obtida a referncia do objecto remoto, por parte docliente, possvel invocar os mtodos desse objecto.

Para invocar um mtodo particular de um objecto remoto, necessrio enviar o identificador do mtodo atravs da rede para ocomputador remoto (e.g., m1, m2, m3).

Em resumo, o objecto cliente pode invocar o mtodo de umobjecto remoto enviando simplesmente, para o computadorremoto, o identificador do objecto e o identificador do mtodo achamar


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Como so escondidos osdetalhes da implementao das

comunicaes RPC/RMI?


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Detalhes da Implementao RPC/RMI:Lado Cliente

(1) Estabelecimento da Ligao Cliente-Servidor O cliente necessita de saber:

O modo de comunicao (stream ou datagrama) ouprotocolo de transporte a utilizar (e.g, UDP ou TCP).

Endereo da mquina servidor. Identificador do porto do servidor.

Solues para Localizar o Servidor: Codificao no programa cliente do porto do servidor (m!) Utilizao de um ficheiro local onde so registados os nomes

e endereos dos servidores RPC/Objectos RMI

Utilizao de um servio de nomes (melhor!)


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Passos do Estabelecimento de uma ligao C-S(Resumo) Localizao do servidor (consulta de um servidor de nomes) Estabelecimento de um canal de transporte Autenticao do C-S (Apenas do C ou de ambos)

Cliente

Servio deNomes

Servidor3- Estabelecimento da ligao

1- Registar o servio2- Localizar o Servidor



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(2) Invocao de um procedimento/mtodo remoto Converso dos parmetros de entrada e construo da mensagem; Envio da mensagem e bloqueio aguardando resposta; Recepo da mensagem do Servidor. Converso dos campos da mensagem para os parmetros de sada;

CLIENTE SERVIDOR

Execuo

dopedido

Cliente

Bloqueado

Invocao do Procedimento

Remoto

Bloqueia-se

Retorna a

Execuo

Devoluo dos

parmetros da Resposta

CLIENTE SERVIDOR

Execuo

do

pedido

Cliente

Bloqueado

Invocao do Procedimento

Remoto

Bloqueia-se

Retorna a

Execuo

Devoluo dos

parmetros da Resposta



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(1). Registo no Servio de Nomes

(2). Esperar pela criao de ligaes Estabelecimento de um canal de transporte Autenticao do cliente e/ou do servidor

(3). Esperar por pedido de execuo de procedimentos/invocao de mtodos Recepo da mensagem do pedido do cliente. Invocao da rotina/objecto de despacho; Converso dos campos da mensagem nos parmetros do

procedimento/mtodo a invocar; Chamada do procedimento/mtodo local ao servidor; Converso dos parmetros de sada e construo da mensagem de

resposta; Envio da mensagem de resposta;

(4). Fecho da ligao Eliminao do canal de transporte

Detalhes da Implementao RPC/RMI:Lado Servidor


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Um stub servidor o cdigo associado a cada procedimento/mtodo chamado/invocado responsvel por:

1. Desempacota o identificador do procedimento/objecto+mtodo e parmetros.2. Converte os parmetros na forma local e chama pelo procedimento/mtodo

solicitado devidamente parametrizado.3. Espera pela execuo do servio4. Converte os resultados e empacota-os na mensagem de resposta.

Rotina de despacho do

proc 1

(Dispatcher)


proc 2

(Dispatcher)


proc n

(Dispatcher)

Cdigo Servidor

proc 1(a , b)

proc 2(a , b)

proc n(a , b)

Porto

Proc 1 a,b

Stub Servidor

Fig: Mensagem agulhada para o

procedimento de servio

Como so escondidos os detalhes norelacionados com a parte aplicacional? (2)


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Ilustrao pragmtica dos RPCs que utilizam sockets

Como so escondidos os detalhes norelacionados com a parte aplicacional? (3)

Cliente...A=servfunc(p1,p2);...

Stub Cliente

res_type servfunc(P1 p1,P2 p2){S = new Socket(host,port)S.send(msg(serverfunc,p1,p2))

S.receive(msg(resultado))S.closereturn resultado}

Stub Servidor

S = new ServerSocketfor(;;) {Socket C = S.accept();C.receive(msg(op,params))

If (op == serverfunc){ resultado=serverfunc(params[0],params[1]);else if(op==) {}C.send(msg(resultado))}C.close }

Servidor

Res_type servfunc(P1 p1,P2 p2){//executa alguma operaoreturn resultado

}

Camada de Transporte Camada de Transporte


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Mquina Cliente Mquina Servidor

Processo ClienteProcesso Servidor

Implementaoadd

SO Cliente SO Servidor

1. O cliente chama oProcedimento

2. O stub clienteconstri a mensagem

6. O stub servidor fazuma chamada local ao

add5. O stub servidordesempacota amensagem

4. O SO servidordespacha a mensagempara o stub servidor

3. A mensagem enviada atravs da Rede

Ilustrao RPC (em aco)


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Implementao RMI

Mdulo de Comunicaes: Garante a troca de mensagens entre ocliente e o servidor.

Mdulo de Referncias (binder): Traduz as referncias locais emreferncias remotas

Servant (servidor): Instncia de uma classe que trata os pedidos

object A object BskeletonRequestproxy for BReply

CommunicationRemote Remote reference

Communicationmodulemodulereference module module

for Bs class& dispatcherremoteclient server


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Componentes de Software RMI

RMI software Camada de Software entre os objectosaplicacionais (C/S) e ambos os mdulos de Comunicao e deReferncias

Proxy (ou stub cliente):Torna a invocao remota transparente aoCliente. Aparentemente comporta-se como o objecto remoto. Narealidade passa as invocaes para o objecto remoto enviando umamensagem atravs da rede. Existe um proxy por cada objecto remoto.

Dispatcher: Um servidor possui um dispatchere um skeletonparacada objecto remoto. O primeiro recebe as mensagens dos mdulos decomunicao e selecciona o mtodo apropriado, usando osidentificadores dos mtodos.

Skeleton (ou stub servidor): Prepara os argumentos a passar aomtodo e invoca o mtodo. Espera pelos resultados e prepara-os eenvia a resposta ao proxy

Resumidamente, estes componentes/objectos (proxies, skeletons edispatchers) escondem os detalhes envolvidos no marshallingeunmarshalling, na passagem de mensagens e na localizao dosobjectos dos programadores


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Automatizao do Processo deGerao dos

Stubs e Dispatchers


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Automatizao do processo

Nos sistemas RPC/RMI geralmente so fornecidasferramentas prximas de compiladores para geraoautomtica do cdigo dos stubs e dispatchers (e.g.,rmic) Em java RMI, estes so gerados, directamente a partir, da interface

remota Java do objecto remoto Em CORBA, esto so gerados a partir das interfaces remotas

especificadas em CORBA IDL

Compilador

IDL

RIF

Obj/procedimentoIDL

Repositriode Interfaces

Stubs c/C++/Java


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Exemplo especificao de uma interface de para leitura/escrita emficheiros remotos

PASSO 1: Gerao do identificador universal da interface bancoO utilitrio uuidgen gera um ficheiro com o uuid e estrutura inicial do

interface.[uuid(00918A0C-4D50-1C17-9BB3-92C1040B0000), /*Universal Unique ID*/version(1.0)]interface lecrescrevefs

{}

Exemplo IDL: DCE Distributed ComputingEnvironment (adoptado pelo Microsoft RPC)

O uuid permite identificar

univocamente o servidor


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PASSO 2: Edio da descrio IDL (Sistema RPC da Microsoft, aMIDL) do interface[uuid(00918A0C-4D50-1C17-9BB3-92C1040B0000), /*Universal Unique ID*/version(1.0)]Interface leescrevefs {const long FILE_NAME_SIZE = 16;

const long BUFFER_SIZE = 1024;typedef char FileName [ FILE_NAME_SIZE ];typedef char Buffer [ BUFFER_SIZE ]void read (

[in] FileName filename;[in] long position;[in, out] long nbytes;[out] Buffer buffer; );

void write ([in] FileName filename;[in] long position;[in, out] long nbytes;[out] Buffer buffer; );

}

Podem-se definir constantes

e tipos auxiliares

Exemplo IDL: DCE Distributed ComputingEnvironment (adoptado pelo Microsoft RPC)

Os parmetros podem ser deentrada, sada ou ambos.

A indicao da direco essencialpara o compilador IDL durantea gerao dos stubs.


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Exemplo de uma interface remota em Java RMI

Exemplo IDL Java RMI


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Exemplo Interface em C# para .NET Remoting

using System;namespace IRemoting;{public interface ContaBancaria

double SaldoActual {get;}void depositar ( float quantia );void levantar (float quantia);

}}

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Um objecto remoto deve

estender MarshalByRefObject

No .Net no preciso distinguira interface remota da local inferida durante aimplementao do servidor


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module banco {interface conta {

readonly attribute string titular;attribute float saldo;void deposito(in float quantia, out float novosaldo);

void levantamento (in float quantia, out float novosaldo);};

}

Exemplo CORBA IDL


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Ligao ao Servidor RPC/RMI


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Obteno do porto do servidor RPC Em cada servidor remoto deve estar em execuo umservio chamado port mapper (RPC) Cada port mapper guarda o nmero do programa/

procedimento, verso e porto em uso por cada servidorRPC

Esta informao fornecida pelo servidor RPC quandoeste arranca

Quando um cliente arranca procura o porto do servidor,no port mapper da mquina servidor, passando-lhe estainformao


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Obteno das Referncias Remotasp/ Objectos remotos: Servio Binder (1)

Semelhante ao port mapperdos RPC

Um binder um processo separado que mantm uma tabelacontendo os mapeamentos entre nomes textuais e referncias deobjectos remotos.

usado pelos servidores para registo do seu objecto remoto pelonome.

usado pelos clientes na procura dos objectos remotos. Java RMI possui um binderchamado RMIregistry CORBA possui um servio de nomes dedicado (Naming Service)


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1) O servidor regista o objecto no Binder(este associa-lhe uma referncia).2) O cliente obtm a referncia do objecto passando o nome deste ao Binder.3) O cliente invoca um mtodo sobre o objecto remoto.

Cliente RMI

ServidorRMI

BinderRMI

RMI

RMI1)

2)3)

Cenrio

(e.g., Java ObjectRegistry)

Obteno das Referncias Remotasp/ Objectos remotos: Servio Binder (2)


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Activadores de Objectos (Activators)

Os Processos que arrancam os processos servidores quealojam os objectos remotos so chamados deactivadores

Registam os objectos disponveis para activaoguardando os nomes dos servidores

Evita-se gastar recursos, os objectos & e os servidoresso activados medida das necessidades dos clientes

A activao consiste na criao de uma nova instancia einicializao das vriaveis de estado do objecto, a partirduma forma passiva do objecto (i.e., os mtodos e o

seu estado numa forma marshalled)

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