Remote Procedure Call (RPC) Protocol i distribuerat system

By: Nathaniel Brooks Nathaniel Brooks
Hours Uppdaterad

⚡ Smart sammanfattning

Remote Procedure Call (RPC) är ett kommunikationsprotokoll mellan processer som låter ett program utföra en procedur i ett annat adressutrymme eller på en annan maskin, och döljer nätverksdetaljer bakom ett vanligt lokalt funktionsanrop i distribuerade klient-server-system.

  • 📞 Definition: RPC låter en klient anropa en procedur på en fjärrserver som om det vore ett lokalt anrop.
  • 🗂️ typer: Återanrops-, broadcast- och batch-läge RPC skiljer sig åt i hur förfrågningar dirigeras och köas.
  • 🏗️ Architecture: Fem delar samarbetar i varje anrop: klient, klientstub, RPC-körning, serverstub och server.
  • 🔄 Så fungerar det: Sätter marshalparametrar i ett meddelande och avmarshalar resultatet som returneras till anroparen.
  • ⚖️ Avvägningar: RPC förenklar distribuerad kod men lägger till nätverksoverhead och felpunkter jämfört med lokala anrop.
  • 🤖 AI-vinkel: gRPC hanterar maskininlärningsmodeller mellan mikrotjänster, och Copilot snabbar upp skrivandet av RPC-stubbar.
Läs mer

Fjärranropsprocedurer (RPC) i distribuerat system

Vad är RPC?

Remote Procedure Call (RPC) är en interprocesskommunikation teknik som används för klient-server-applikationer. Den fullständiga formen av RPC är Remote Procedure Call. RPC-mekanismer används när ett datorprogram får en procedur eller subrutin att köras i ett annat adressutrymme, kodat som ett normalt proceduranrop utan att programmeraren uttryckligen kodar detaljerna för fjärrinteraktionen.

Detta proceduranrop hanterar även lågnivåtransportprotokoll, såsom UDP och TCP/IP, för att transportera meddelandedata mellan program.

Typer av RPC

Tre typer av RPC är:

  • Callback RPC
  • Sänd RPC
  • RPC i batchläge

Callback RPC

Denna typ av RPC möjliggör ett peer-to-peer (P2P) paradigm mellan deltagande processer. Det hjälper en process att fungera som både en klient och en server.

Funktioner för Callback RPC:

  • Hanterar fjärrbearbetade, interaktiva applikationsproblem.
  • Förser servern med klientens referens.
  • Återanrop gör att klientprocessen väntar.
  • Hanterar återuppringningslås.
  • Det underlättar ett peer-to-peer-paradigm mellan deltagande processer.

Sänd RPC

En broadcast-RPC är en klientförfrågan som sänds ut på nätverket och bearbetas av alla servrar som har metoden för att bearbeta den förfrågan.

Funktioner för Broadcast RPC:

  • Låter dig ange att klientens förfrågningsmeddelande måste sändas.
  • Du kan deklarera sändningsportar.
  • Det hjälper till att minska belastningen på det fysiska nätverket.

RPC i batchläge

Batch-läge RPC hjälper till att köa separata RPC-förfrågningar i en överföringsbuffert på klientsidan och sedan skicka dem över ett nätverk i en batch till servern.

Funktioner för batchläge RPC:

  • Det minimerar kostnaden för att skicka en förfrågan, eftersom förfrågningar skickas över nätverket i en batch till servern.
  • Den här typen av RPC-protokoll är endast effektivt för applikationer som behöver lägre samtalshastigheter.
  • Den behöver ett pålitligt överföringsprotokoll.

RPC Architecture

RPC-arkitekturen har huvudsakligen fem komponenter i programmet:

  1. Klient
  2. Klientstubb
  3. RPC körtid
  4. Server Stub
  5. server

RPC Architecture

RPC Architecture

Hur RPC fungerar?

Följande steg sker under RPC-processen:

Steg 1) Klienten, klient-stubben och en instans av RPC-körningen körs på klientdatorn.

Steg 2) Klienten startar en klient-stub-process genom att skicka parametrar på vanligt sätt. Klient-stubben lagras i klientens eget adressutrymme. Den ber också den lokala RPC-körtiden att skicka begäran till server-stubben.

Steg 3) I det här steget får användaren åtkomst till RPC genom att göra ett vanligt lokalt proceduranrop. RPC Runtime hanterar överföringen av meddelanden mellan klienten och servern över nätverket. Den utför också jobbet med återsändning, bekräftelse, routing och kryptering.

Steg 4) Efter att serverproceduren har slutförts återgår exekveringen till serverstubben, som packar (marshalar) returvärdena i ett meddelande. Serverstubben skickar sedan meddelandet tillbaka till transportlagret.

Steg 5) I det här steget skickar transportlagret resultatmeddelandet tillbaka till klientens transportlagre, som returnerar meddelandet till klientstubben.

Steg 6) I det här steget demarshalar klienten (packar upp) returparametrarna i det resulterande paketet, och exekveringen återgår till anroparen.

RELATERADE ARTIKLAR

Egenskaper för RPC

Här är de väsentliga egenskaperna hos RPC:

  • Den anropade proceduren finns i en annan process, som sannolikt finns på en annan maskin.
  • Processerna delar inte adressutrymme.
  • Parametrar skickas endast av värden.
  • RPC körs inom serverprocessens miljö.
  • Den erbjuder inte åtkomst till den anropande procedurens miljö.

Funktioner i RPC

Här är de viktiga funktionerna i RPC:

  • Enkel anropssyntax.
  • Erbjuder känd semantik.
  • Ger ett väldefinierat gränssnitt.
  • Den kan kommunicera mellan processer på samma eller olika maskiner.

Fördelar med RPC

Här är fördelarna/nyttorna med RPC:

  • RPC hjälper klienter att kommunicera med servrar genom konventionell användning av proceduranrop i högnivåspråk.
  • RPC är modellerad efter det lokala proceduranropet, men den anropade proceduren körs troligtvis i en annan process och vanligtvis på en annan dator.
  • RPC stöder processorienterade och trådorienterade modeller.
  • RPC gör den interna meddelandeöverföringsmekanismen dold för användaren.
  • Den binder många av protokolllagren för att förbättra prestandan.
  • RPC tillhandahåller magmusklertraction; till exempel förblir nätverkskommunikationens meddelandeöverföringsförmåga dold för användaren.
  • RPC kan användas i både distribuerade och lokala miljöer.
  • Ansträngningen som krävs för att skriva om och utveckla koden på nytt är minimal.

Nackdelar med RPC

Här är nackdelarna/nackdelarna med att använda RPC:

  • Remote Procedure Call skickar endast parametrar med värden; pekarvärden (referensvärden) är inte tillåtna.
  • Tiden för fjärranrop (och retur) av procedurer – omkostnaderna – är betydligt högre än för en lokal procedur.
  • Denna mekanism är mycket sårbar för fel, eftersom den involverar ett kommunikationssystem, en annan maskin och en annan process.
  • RPC-konceptet kan implementeras på olika sätt, så det finns ingen enda standard.
  • Den erbjuder inte flexibilitet för hårdvaruarkitektur, eftersom den mestadels är interaktionsbaserad.
  • Kostnaden för processen ökar på grund av fjärrproceduranropet.

Vanliga frågor

RPC exponerar åtgärder som fjärrprocedurer, medan REST exponerar data som resurser som nås via HTTP-verb. RPC känns som att anropa en lokal funktion, medan REST fokuserar på resurser och tillstånd.

gRPC är Googlemoderna, högpresterande RPC-ramverk. Det använder HTTP/2 och protokoll Buffers, och stöder dubbelriktad strömning, vilket gör den populär för mikrotjänstkommunikation.

RPC kan vara båda. Ett synkront anrop blockerar tills servern returnerar ett resultat, medan ett asynkront anrop returnerar omedelbart och hanterar svaret senare. Ramverk som gRPC stöder båda stilarna.

RPC är en form av IPC som fungerar över separata maskiner. Medan många IPC-metoder delar minne på en värd, utbyter RPC meddelanden över ett nätverk så att processer på olika datorer kan samarbeta.

Vanliga RPC-implementeringar inkluderar gRPC, Apache Thrift, XML-RPC, JSON-RPC och Java RMI. De skiljer sig åt i dataformat och transport men alla låter en klient anropa en procedur på en fjärrserver.

RPC är inte säkert som standard; säkerheten beror på transporten. Implementeringar lägger till TLS-kryptering, autentiseringstokens och åtkomstkontroller för att skydda samtal.

Maskininlärningsplattformar använder RPC, särskilt gRPC, för att leverera modellförutsägelser mellan mikrotjänster. En klient skickar funktioner och tar emot ett inferensresultat, keeping AI-system snabba och löst kopplade.

Ja. GitHub Copilot kan scaffolda .proto-tjänstdefinitioner, klientstubbar och serverhanterare för gRPC. Utvecklare bör fortfarande granska genererade gränssnitt, felhantering och versionshantering innan de driftsätts till produktion.

Sammanfatta detta inlägg med: