关于rpc简介、原理、实例-缘于difx

关于rpc简介、原理、实例缘于difx

       今天稍微研究了一下关于rpc的东东,主要是因为Pro.Z碰到的问题,在解决了以后,对rpc产生了一些兴趣,考虑到我目前的程序也可以从比较底层的socket方式概率为rpc方式,看的过程中,看到了一个网上的实例教程,估计已经转载了N遍了,所以有几个错误,包括rpc unknown protocalconfliction definecannot register service等,在测试的时候也进行了一些改正,并且进行了测试。

       单单是这个小程序,就可以做一个时间服务器性质的程序了。

简介

在传统的编程概念中,过程是由程序员在本地编译完成,并只能局限在本地运行的一段代码,也即其主程序和过程之间的运行关系是本地调用关系。因此这种结构在网络日益发展的今天已无法适应实际需求。总所周知,传统过程调用模式无法充分利用网络上其他主机的资源(如CPUMemory等),也无法提高代码在实体间的共享程度,使得主机资源大量浪费。

      通过RPC我们可以充分利用非共享内存的多处理器环境(例如通过局域网连接得多台工作站),这样可以简便地将你的应用分布在多台工作站上,应用程序就像运行在一个多处理器的计算机上一样。你可以方便的实现过程代码共享,提高系统资源的利用率,也可以将以大量数值处理的操作放在处理能力较强的系统上运行,从而减轻前端机的负担。

RPC的结构原理及其调用机制

如前所述RPC其实也是种C/S的编程模式,有点类似C/S Socket 编程模式,但要比它

更高一层。当我们在建立RPC服务以后,客户端的调用参数通过底层的RPC传输通道,可以是UDP,也可以是TCP(也即TI-RPC—无关性传输),并根据传输前所提供的目的地址及RPC上层应用程序号转至相应的RPC应用程序服务端,且此时的客户端处于等待状态,直至收到应答或Time Out超时信号。具体的流程图如F1。当服务器端获得请求消息,则会根据注册RPC时告诉RPC系统的例程入口地址,执行相应的操作,并将结果返回至客户端。

 
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F1

当一次RPC调用结束后,相应线程发送相应的信号,客户端程序才会继续运行。

在这个过程中,一个远程过程是有三个要素来唯一确定的:程序号、版本号和过程号。

程序号是用来区别一组相关的并且具有唯一过程好的远程过程。一个程序可以有一个或几个不同的版本,而每个版本的程序都包含一系列能被远程调用的过程,通过版本的引入,使得不同版本下的RPC能同时提供服务。每个版本都包含有许多可供远程调用的过程,每个过程则有其唯一标示的过程号。

基于RPC的应用系统开发

通过以上对RPC原理的简介后,我们再来继续讨论如何来开发基于RPC的应用系统。

一般而言在开发RPC时,我们通常分为三个步骤:

a、 定义说明客户/服务器的通信协议:这里所说的通信协议是指定义服务过程的名称、调用参数的数据类型和返回参数的数据类型,还包括底层传输类型(可以是UDPTCP),当然也可以由RPC底层函数自动选择连接类型建立TI-RPC。最简单的协议生成的方法是采用协议编译工具,常用的有Rpcgen,我会在后面实例中详细描述其使用方法。

b、  开发客户端程序。

c、  开发服务器端程序。

开发客户端和服务器端的程序时,RPC提供了我们不同层次的开发例程调用接口。不同层次的接口提供了对RPC不同程度控制。一般可分为5个等级的编程接口,接下来我们分别讨论一下各层所提供的功能函数。

简单层例程

简单层是面向普通RPC应用,为了快速开发RPC应用服务而设计的,他提供了如下功能函数。

  函数名

             功能描述

Rpc_reg( )

在一特定类型的传输层上注册某个过程,来作为提供服务的RPC程序

Rpc_call( )

远程调用在指定主机上指定的过程

Rpc_Broadcast( )

向指定类型的所有传输端口上广播一个远程过程调用请求

                                

高层例程

在这一层,程序需要在发出调用请求前先创建一个客户端句柄,或是在侦听请求前先建立一个服务器端句柄。程序在该层可以自由的将自己的应用绑在所有的传输端口上,它提供了如下功能函数。

          

  函数名

             功能描述

Clnt_create( )

程序通过这个功能调用,告诉底层RPC服务器的位置及其传输类型

Clnt_create_timed( )

定义每次尝试连接的超时最大时间

Svc_create( )

在指定类型的传输端口上建立服务器句柄,告诉底层RPC事件过程的相应入口地址

Clnt_call()

向服务器端发出一个RPC调用请求

中间层例程

中间层向程序提供更为详细的RPC控制接口,而这一层的代码变得更为复杂,但运行也更为有效,它提供了如下功能函数。

  函数名

             功能描述

Clnt_tp_create( )

在指定的传输端口上建立客户端句柄

Clnt_tp_create_timed( )

定义最大传输时延

Svc_tp_creaet( )

在指定的传输端口上建立服务句柄

Clnt_call( )

向服务器端发出RPC调用请求

                

专家层例程

这层提供了更多的一系列与传输相关的功能调用,它提供了如下功能函数。

 

  函数名

             功能描述

Clnt_tli_create( )

在指定的传输端口上建立客户端句柄

Svc_tli_create( )

在指定的传输端口上建立服务句柄

Rpcb_set( )

通过调用rpcbindRPC服务和网络地址做映射

Rpcb_unset( )

删除rpcb_set( ) 所建的映射关系

Rpcb_getaddr( )

调用rpcbind来犯会指定RPC服务所对应的传输地址

Svc_reg( )

将指定的程序和版本号与相应的时间例程建起关联

Svc_ureg( )

删除有svc_reg( ) 所建的关联

Clnt_call( )

客户端向指定的服务器端发起RPC请求

底层例程

该层提供了所有对传输选项进行控制的调用接口,它提供了如下功能函数。

  函数名

             功能描述

Clnt_dg_create( )

采用无连接方式向远程过程在客户端建立客户句柄

Svc_dg_create( )

采用无连接方式建立服务句柄

Clnt_vc_create( )

采用面向连接的方式建立客户句柄

Svc_vc_create( )

采用面向连接的方式建立RPC服务句柄

Clnt_call( )

客户端向服务器端发送调用请求

实例介绍

以下我将通过实例向读者介绍通过简单层RPC的实现方法。通常在此过程中我们将使用RPC协议编译工具—RpcgenRpcgen 工具用来生成远程程序接口模块,它将以RPC语言书写的源代码进行编译,Rpc 语言在结构和语法上同C语言相似。由Rpcgen 编译生成的C源程序可以直接用C编译器进行编译,因此整个编译工作将分为两个部分。Rpcgen的源程序以.x结尾,通过其编译将生成如下文件:

a) 一个头文件(.h)包括服务器和客户端程序变量、常量、类型等说明。

b) 一系列的XDR例程,它可以对头文件中定义的数据类型进行处理。

c)  一个Server 端的标准程序框架。

d) 一个Client 端的标准程序框架。

   当然,这些输出可以是选择性的,Rpcgen 的编译选项说明如下:

  选项

功能

‘-‘ a

生成所有的模板文件

‘-‘ Sc

生成客户端的模板文件

‘-‘ Ss

生成服务器端的模板文件

‘-‘ Sm

生成Makefile 文件

      (详见Solaris Rpcgen Manaul)

 

Rpcgen 源程序 time.x:

/* time.x: Remote time printing protocol */

program TIMEPROG {

version PRINTIMEVERS {

string PRINTIME(string) = 1;

} = 1;

} = 0x20000001;

 

time_proc.c源程序:

/* time_proc.c: implementation of the remote procedure "printime" */ 

#include <stdio.h>

#include <rpc/rpc.h> /* always needed */

#include "time.h" /* time.h will be generated by rpcgen */

#include <time.h>

/* Remote version of "printime" */

char ** printime_1_svc(char **msg,struct svc_req *req)



{

static char * result; /* must be static! */

static char tmp_char[100];

time_t rawtime;



FILE *f;



f = fopen("/tmp/rpc_result", "a+");

if (f == (FILE *)NULL) {

strcpy(tmp_char,”Error”);

result = tmp_char;;

return (&result);

}

fprintf(f, "%sn", *msg); //used for debugging

fclose(f);

time(&rawtime);

sprintf(tmp_char,"Current time is :%s",ctime(&rawtime));

result =tmp_char;

return (&result);

}

 

rtime.c源代码

/*

* rtime.c: remote version

* of "printime.c"

*/



#include <stdio.h>

#include "time.h" /* time.h generated by rpcgen */



main(int argc, char **argv)



{

CLIENT *clnt;

char *result;

char *server;

char *message;



if (argc != 3) {



fprintf(stderr, "usage: %s host messagen", argv[0]);

exit(1);

}



server = argv[1];

message = argv[2];



/*

* Create client "handle" used for

* calling TIMEPROG on the server

* designated on the command line.

*/



//clnt = clnt_create(server, TIMEPROG, PRINTIMEVERS, "visible");

clnt = clnt_create(server, TIMEPROG, PRINTIMEVERS, "TCP");





if (clnt == (CLIENT *)NULL) {

/*

* Couldn't establish connection

* with server.

* Print error message and die.

*/



clnt_pcreateerror(server);

exit(1);

}



/*



* Call the remote procedure

* "printime" on the server

*/



result =*printime_1(&message,clnt);

if (result== (char *)NULL) {

/*

* An error occurred while calling

* the server.

* Print error message and die.

*/



clnt_perror(clnt, server);

exit(1);

}



/* Okay, we successfully called

* the remote procedure.

*/



if (strcmp(result,“Error”) == 0) {



/*

* Server was unable to print

* the time.

* Print error message and die.

*/



fprintf(stderr, "%s: could not get the timen",argv[0]);

exit(1);

}

printf("From the Time Server ...%sn",result);

clnt_destroy( clnt );

exit(0);

}

 

编译方法

   有了以上的三段代码后,就可用rpcgen 编译工具进行RPC协议编译,命令如下:

   $rpcgen time.x

   rpcgen 会自动生成time.htime_svc.ctime_clnt.c

   再用系统提供的gcc进行C的编译,命令如下:

   $gcc rtime.c time_clnt.c -o rtime –lnsl                            //客户端编译

$gcc time_proc.c time_svc.c -o time_server  –lnsl     error//服务器端编译

编译成功后即可在Server端运行time_server,立即将该服务绑定在rpc服务端口上提供服务。在客户端运行./rdate hostname msg (msg 是一字符串,笔者用来测试时建立的),立即会返回hostname 端的时间。

出错问题

Cannot register service

RPC: Authentication error; why = Client credential too weak unable to register (TIMEPROG, PRINTIMEVERS, udp)

解决方法:使用root账户即可

time_proc.c:7: error: conflicting types for printime_1?

源程序time_proc.c中报错

解决方法,改为char ** printime_1_svc(char **msg,struct svc_req *req)即可。

RPC: Unknown protocol

      这个原因可能是rpc依赖包没有安装,或者使用函数clnt_create的时候,最后一个参数应该不使用visible,而是tcp。