SISTEMAS DISTRIBUÍDOS E PARALELOS – PROCEDIMENTOS REMOTOS

L

AGENDA

 INTERFACE DE COMUNICAÇÃO

 PARALELISMO

 INVOCAÇÃO REMOTA DE MÉTODOS

 INTRODUÇÃO AO MODELO

 ESPECIFICAÇÃO DA INTERFACE DOS SERVIÇOS

 ARQUITETURA DO SISTEMA RPC

 RMI

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INTERFACE DE COMUNICAÇÃO -

PARALELISMO

 Existe sincronização no envio e recepção de dados com o modelo de concorrência em termos de

processos e tarefas.

 O paralelismo ocorre na programação dos processos que actuam como servidores.

 Atendimento em simultâneo de vários clientes, optimizando a execução global da aplicação.  Conjugando as primitivas de recepção com os

processos ou com tarefas no interior dos processos.

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INTERFACE DE COMUNICAÇÃO -

PARALELISMO

 Na recepção múltipla, um processo atende um pedido de cada vez. Neste caso, os restantes

clientes esperam que os pedidos anteriores sejam executados.

 Uma forma de introduzir paralelismo no servidor é utilizar vários processos em paralelo;

 Obriga a partilha de estruturas de dados entre os processos, como memória partilhada e sincronização.

 Programação complicada

 Múltiplos pontos de sincronização

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INTERFACE DE COMUNICAÇÃO -

PARALELISMO

 O modelo multitarefa com vários fios de execução

concorrentes, sincronizando-se no acesso a variáveis partilhadas, trata-se de um modelo mais adequado para a programação de servidores.

 Vantagens:

 Programação simples

 Código identico a um servidor sequencial

 Introdução da sincronização no acesso a estruturas de dados partilhadas

 Permite explorar situações de bloqueio da tarefa durante o serviço de um pedido (e.g. acesso ao disco)

 Partilha de dados e sincronização de várias tarefas

 Tira partido de possíveis multiprocessadores na máquina servidor

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MODELO DE CHAMADA DE PROCEDIMENTO REMOTO

CLIENTE SERVIDOR

Invocação do Procedimento Remoto

Devolução dos Parâmetros de Resposta

Bloqueia-se

Cliente Bloqueado

Retorna a Execução

Execução do Pedido

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 CHAMADA DE PROCEDIMENTO REMOTO

(RPC – Remote Procedure Call)

 Permite a transferencia de controlo e dados entre espaços de endereçamento disjuntos quer

residentes na mesma maquina ou em maquinas distintas.

 Metodologia de programação distribuida

associada ao modelo Cliente / Servidor com o objectivo de retirar do programador a

discrepancia existente em:

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 CHAMADA DE PROCEDIMENTO REMOTO

(RPC – Remote Procedure Call)

 Modelos de mensagens

A interface de programação suportada em

mensagens ser intuitiva e a sua ligação ao modelo de programação das linguagens procedimentais ser delicada, por causa da semantica diferente das

interacções.

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 CHAMADA DE PROCEDIMENTO REMOTO

(RPC – Remote Procedure Call)

 Modelos de mensagens

Mensagens enviadas de forma assincrona; Fluxos paralelos de actividade;

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 CHAMADA DE PROCEDIMENTO REMOTO

(RPC – Remote Procedure Call)



Modelos de mensagens

Pouco transparente para o programador

habitual;

Expõe muitos mecanismos de transporte

subjacentes

 O endereçamento

 Formatação das mensagens

 O tratamento da heterogeneidade.

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 CHAMADA DE PROCEDIMENTO REMOTO

(RPC – Remote Procedure Call)

Chamada de procedimento

 Mecanismo para transferencia de controlo e

dados dentro de um programa

Interacção com o modelo cliente/servidor

Troca de pelo menos duas mensagens

Requisição do serviço

Resposta ao pedido

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Ligação Cliente - Servidor

Cliente Serviço de _Servidor

Nomes

2 – Localizar o servidor _{1 – Registar Serviço}

3 –Estabelecimento da Ligação

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 CHAMADA DE PROCEDIMENTO REMOTO

(RPC – Remote Procedure Call)

 O cliente estabelece a ligação com o servidor –

binding:

 Localização do servidor – atraves do serviço de nomes;

 Estabelecimento de um canal de transporte;

 Autenticação do cliente e/ou servidor.

 Estabelecimento de políticas de segurança

 Identidade;

 Autenticação ;

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 Invoca uma operação remota

 Envia informação

sobre o mecanismo de transporte da

informação

 Identificação do

procedimento remoto  Parametros

 Espera por uma

mensagem

 Valida os dados recebidos  Converte os parametros

para o formato interno

 Chama o procedimento

apropriado.

 Final do procedimento,

resultados colocados numa msg, de acordo com a

estrutura prédefinida e transmitida de volta ao cliente.

Lado Cliente Lado Servidor

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 Na lógica, o cliente efectua uma chamada a um procedimento local que se encarrega de iniciar a invocação remota.

 A estes procedimentos designam-se por rotinas de

adaptação (sub routines)

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ESPECIFICAÇÃO DA INTERFACE DOS SERVIÇOS

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LINGUAGE DE DESCRIÇÃO DE

INTERFACES

 IDL – Interface Description Language

 Apresenta uma sintaxe inspirada nas linguagens tradicionais (C, Pascal, C++).

 Acrescenta nelas palavras-chave para definir aspectos específicos do RPC.

 Apresenta problemas na passagem de parametros na definição do RPC, quando em máquinas diferentes.

 Passagem por valor

 Simples pois pode ser reservado espaço fixo em memória

 ou por referencia

 Mais complexo, pois os espaços de endereçamento

distintos não permitem um funcionamento identico ao que existe num espaço endereçamento único.

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 As linguagens de especificação de interfaces apresentam-se como versões simplificadas de uma linguagem de programação, visto

necessitarem apenas da parte declarativa das linguagens.

 Na sua sintaxe declarativa apresentam:

 Forma de especificar os procedimentos

 Os parametros

 Tipos de dados

 Direcção (entrada, saída, bidireccionais)

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 Dependendo das características do RPC, a

linguagem IDL possui diversas palavras chaves para fornecer indicações na definição dos

serviços:

 Identificação do serviço

 Versoes

 Semantica desejada para execução do procedimento remoto

 …

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RPC

 Exercício:

 Serviço que permite o acesso remoto a um

conjunto de operações bancárias a executar das dependencias de um banco, da empresa ou casa do cliente, atraves de ligações de teleinformática.

 Podem a posterior serem introduzidos requisitos de segurança e fiabilidade.

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Resul = criar (long valor, char* nome, char* morada, long* numero) Resul = saldo (long nConta, long* valor);

Resul = depositar (long nConta, long valor); Result = levantar (long nConta, long valor);

Result = transferir (long nContaOrig, long nContaDest, long valor); Result = pedriExtrato (long nConta, long mês, long ano,

struct dadosOperacao* dados, int* nElementos);

Considerar as operações habituais de manipulação de Contas com a sintaxe abaixo.

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RPC

[

Uuid(00918ª0C-4D50-1C17-9BB3-92C1040B0000), Version(1.0)

]

Interface banco {

Typedef enum { SUCESSO, ERRO,

ERRO_NA_CRIACAO, CONTA_INEXISTENTE, FUNDOS INEXISTENTES } resultado;

Especificação da Interface em IDL. A Microsoft Utiliza a MIDL no sistema RPC, resultante da adaptação do DCE.

Typedef enum {

CRIACAO, SALDO, DEPOSITO,

LEVANTAMENTO, TRANSFERENCIA, EXTRACTO

} tipoOperacao;

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RPC

long dia, long mês; long ano; } tipoData;

Typedef struct{

tipoData data;

tipoOperacao operacao; long movimento;

long saldo; } dadosOperacao;

Resultado criar([in] handle_y h, [in] long valor,

[in, string] char nome[], [in, string] char morada[], [out] long *numero);

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PROCEDIMENTOS

REMOTOS

ARQUITETURA DO SISTEMA RPC

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PROCEDIMENTOS

REMOTOS

RMI – Remote Method Invocation

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INTERFACE RMI

 Permite a programas escritos em Java chamar certos métodos em servidores remotos.

 Permite que objectos Java em hosts diferentes comuniquem-se entre si.

 Cada objecto remoto implementa uma interface remota que especifica qual dos seus métodos

podem ser invocados pelos clientes.

 Os clientes podem invocar métodos de um objecto remoto quase da mesma forma como invocam

métodos locais.

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OBJECTOS

 Quando um objecto é passado para um método java ou

retornado, o que realmente é passado uma referencia do objecto – sua localização na memoria da maquina virtual.

 Passagem por referência – quando a máquina local

passa um objecto remoto para a maquina remota.

 Passagem por valor – trata-se da cópia de um objecto

da maquina local que é passado para a maquina remota

 As cópias dos objectos a serem passados para outras

máquinas, são convertidos num stream de bytes atraves de serialização; as máquinas destino,

reconstroem o objecto original a partir dos bytes.

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 A camada cliente conversa com o stub;

 O stub passa a conversação para a camada de referencia remota;

 A camada de referencia remota conversa com a camada de transporte;

 Traduz uma referencia local para o stub em uma referencia remota para o objecto no servidor.

 A camada de transporte do cliente passa os dados atraves de uma rede para a camada de

transporte do servidor.

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 A camada de transporte do servidor comunica-se com a camada de referencia remota, que converte uma referencia enviada pelo cliente em uma

referencia para a máquina local.

 A camada de referencia passa a requisição para o skeleton.

 Se a chamada ao método retornar um valor, o valor é enviado de volta ao cliente.

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 Na inicialização do servidor, é utilizado o métido

bind() da classe naming do pacote java.rmi para ligar um nome ao objecto remoto no registry.

 Os cliente recuperam o objecto remoto a partir da

registry, usando url’s como argumento do método

lookup()

 Rmi://nome_do_host:porta/nome_do_objecto

 Cada entrada no registry tem um nome, URL, e uma referencia para o objecto.

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Arquivo Hello.java (interface)

import java.net.*; import java.rmi.*;

public interface Hello extends Remote {

String sayHello() throws

RemoteException; }

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Arquivo HelloImpl.java (implementação do objeto remoto)

import java.rmi.*;

import java.rmi.server.*; import java.rmi.registry.*; import java.net.*;

public class HelloImpl extends UnicastRemoteObject implements Hello {

public HelloImpl() throws RemoteException{ super();

}

public String sayHello() { return "HelloWorld!"; }

}

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import java.rmi.*;

import java.rmi.server.*; import java.rmi.registry.*;

public class HelloServer {

public static void main (String args [ ]) {

//Cria e instala o security manager

//System.setSecurityManager(new RMISecurityManager() );

try {

//Cria HelloImpl

HelloImpl obj = new HelloImpl();

Naming.rebind("HelloServer", obj);

System.out.println("Hello Server pronto.");

} catch(Exception e) {

System.out.println("HelloServer erro"+ e.getMessage());

}

} }

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import java.net.*; import java.rmi.*;

import java.rmi.registry.*; import java.rmi.server.*;

public class HelloClient {

public static void main(String args[ ]) { //Cria e instala o security manager

// System.setSecurityManager (new RMISecurityManager () ); try {

Hello obj = (Hello)Naming.lookup( "rmi://vip03/HelloServer");

System.out.println(obj.sayHello()); } catch(Exception e) {

System.out.println("HelloClient erro"+ e.getMessage()); }

System.exit(0); }

}

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 Para compilar e executar na mesma máquina:

 Instalar o Java Development Kit no computador e

inserir c:\jdk1.1\bin na linha PATH do arquivo AUTOEXEC.BAT.

 Abrir uma janela do DOS e digitar javac Hello*.java

(nomes dos arquivos com extensão .java que farão parte do aplicativo), para que sejam compilados.

 Digitar rmic HelloImpl (nome do arquivo que implementa

o serviço), para que sejam gerados o stub e o skeleton.

 Digitar start rmiregistry para executá-lo em background.

 Digitar java HelloServer para inicializar o servidor.

 Abrir outra janela do DOS e digitar java HelloClient para

executar o cliente.

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 RMI - Mais simples do que fazer troca de

mensagens usando sockets porque os detalhes do

estabelecimento das conexões entre os

hosts e a transferência de dados entre eles

são escondidos nas classes RMI.

 CORBA (Common

Request Broker

Architecture) é a solução mais geral para objetos distribuídos. CORBA permite que objetos escritos em linguagens diferentes comuniquem-se entre si. Java

"adapta-se" ao CORBA através da Java IDL (Interface Definition

Language) e JOE (Java Oriented Enviroment).

SOCKETS CORBA

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 Envio de objetos.

 Portabilidade, pois se

tratando de código totalmente escrito em Java, qualquer

computador que possua uma JVM pode rodar estes programas.

 Facilidade de

implementação e manutenção por ser orientado à objetos.

 RPC (Remote Procedure

Call) faz quase a mesma coisa que RMI.

 Envia apenas tipos de

dados primitivos;

 Independente da

linguagem;

 Não está bem adaptado

a linguagens O.O.

RMI RPC

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