RPC based middleware

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1 RPC based middleware

2 Introduzione Componente Applicazione SW WIRE PROTOCOL Componente Applicazione SW SOAP APPLICAZIONE RPC Wire Protocol: protocollo visto a livello applicazione SW Le componenti SW girano su SO differenti, possono essere sono sviluppate in LP differenti, etc.. REST AJAX SOCKET HTTP

3 RPC classico RPC è tipo di comunicazione intraprocesso che consente ad un processo A, che gira su una macchina locale, di attivare una procedura che gira su una macchina remota Supporto per l amministrazione/gestione del meccanismo fornito da un middleware At compile time (generation of additional SW) At runt time (SW support)

4 RPC run time architecture RPC Client Calling procedure Server Called procedure result parameters LPC parameters result LPC Stub Skeleton Request message Reply message Network

5 Esempio: RPC

6 RPC Ampiamente usato in ambito industriale per implementare architetture client/server Tecnica/tecnologia per l integrazione e l interoperabilità di applicazioni

7 Interoperabilità Lo scambio di dati fra client e server residenti su piattaforme diverse (HW/OS) richiede particolare attenzione Byte order (little vs big endian) Strutture dati (tabelle, alberi,..) devono essere resi unidimensionali Ciò può essere fatto usando, ad esempio, una rappresentazione esterna neutra Marshalling /Un-marshalling Serialization /De-serialitazion

8 External Data Representation Consideriamo N sistemi che usano N diverse rappresentazioni interne (N=4 nell esempio) Come questi sistemi possono scambiarsi dati? A B C D A B C D A B C D A B C D Naïve: sono necessarie N(N-1) trasformazioni di rappresentazione dei dati Rappresentazione intermedia: 2N trasfomazioni

9 IDL Interface Definition Language Consente di definire un interfaccia astratta come insieme di operazioni (nome, parametri in /parametri out) Generazioni automatica di stub e skelethon (incaricati tra l altro delle operazioni di (un)marshalling) INTERFACE Servizio

10 Semantica della RPC RPC è un protocollo uno-a-uno La semantica di base è la semantica MAYBE Se la chiamata fallisce (server fallisce, time-out), allora la procedura potrebbe essere stata eseguita, ma potrebbe anche non esserlo

11 Semantica della RPC At least-once. La procedura viene eseguita una volta se il server non fallisce, ma può essere eseguita più di una volta in caso di crash del server (retry until succeed) At most-once. In caso di crash del server, la procedura viene eseguita al più una volta Per implementarle sono necessari meccanismi opportuni (contatori, message ID, filtri, etc.) Excatly-once semantic (Transactional RPC)

12 Semantica della RPC (a) Normal case (b) server crash after execution (c) server crash before execution Maybe (no guarantee at all) At least once (retry until succeed) At most once (report failure immediately) Exactly once

13 Accoppiamento forte L impiego delle RPC da luogo a sistemi fortemente accoppiati Sia il server che il client devono conoscersi ed essere attivi nello stesso istante di tempo (synchronous calls)

14 RPC sincrona

15 RPC asincrona

16 Esempi di RPC Sun-RPC DCE DCOM,ACTIVE-X XML-RPC

17 Esempio: Sun-RPC Fornisce un linguaggio di definizione di interfacce, detto XDR language Compilatore: rpcgen Supporto per autentizazione Ogni richiesta contiene le credenziali dell utente che fa girare il programma

18 Sun-RPC/XDR Usato per definire l interfaccia del servizio attraverso la definizione di un insieme di procedure L interfaccia è identificata mediante un program number ed un version number forniti da un autorità centrale Questi numeri sono inviati in ogni messaggio di richiesta

19 XDR-Esempio const MAX = 1000; typedef int FileIdentifier; typedef int FilePointer; typedef int Length; struct Data { int length; char buffer[max]; }; struct writeargs{ FileIdentifier f; FilePointer position; Data data; }; struct readargs{ FileIdentifier f; FilePointer position; Length length; }; program FILEREADWRITE { version VERSION{ void WRITE(writeargs)=1; Data READ(readargs)=2; }=2; } = 9999; Program number Version number Procedure number

20 Sun-RPC/portmapper

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22 DCE Distributed Computing Environment Sviluppato dalla Open Software Foundation (OSF) fondata nel 1988 (DEC,Apollo,Bull,HP,IBM,Nixdorf,Siemens) Idea chiave: aggiungere il software DCE ai computer esistenti al fine di supportare lo sviluppo di applicazioni distribuite Oltre al middleware RPC fornisce altri servizi Security Service, Time service, Directory Service

23 DCE/Directory Service

24 Sviluppo applicazioni

25 RPC over Internet Mappata su HTTP (GET,POST) Sincrono Asincrono funzione di callback Di fatto due formati per i messaggi JSON (Java Simple Object Notation) XML

26 Tool utili per il debugging

27 JSON JSON è basato su due strutture dati: Oggetto = insieme di coppie nome/valore (array associativo). {"city":"rome", "lat":" ", "long":" } Array = Elenco ordinato di valori. [12,"lat","long ]

28 JSONP GET f(json data). <javasxcript scr=xxx&callback=f>. Protocollo usato in javascript che Consente di wrappare un oggetto json con una funzione di callback Supera il cross-domain problem

29 Esempio Features geolookup conditions forecast formati = JSON, XML KEY/FEATURE FEATURE/[ /[FEATURE ]/q/ ]/q/query QUERY.FORMAT

30 Esempio ID univoco JSONP.

31 Chrome Developer tool Esempio: demo

32 Esempio: codice

33 Altro esempio

34 RPC asincrona: AJAX Sicurezza: Cross domain non è consentito

35 XML-RPC XML-based Remote Procedure Call Specifica sviluppata nel 1998 Trasporta messaggi XML tramite il protocollo HTTP (POST) Firewall friendly E indipendente dal linguaggio di programmazione Supporta un insieme minimo di tipi (comuni a tutti i moderni linguaggi),.. ma non estendibile

36 XML-RPC La specifica consiste di tre parti Data Model Struttura messaggio di richiesta Struttura messaggio di risposta

37 XML in pillole XML (extensible Markup Language) è un linguaggio derivato dal linguaggio SGML (Standard Generalized Markup Language), da cui deriva anche HTML. In questi linguaggi, il concetto chiave è quello di Markup (annotazione) mediante cui si specificano aspetti dei dati. In XML il markup definisce la struttura logica del dato (mentre in HTML, solo l apparenza)

38 XML in pillole Un documento XML ha struttura ad albero I dati appaiono in elementi che, oltre a contenere il dato vero e proprio in codifica testuale (ex. ASCII), contengono annotazioni sotto forma di TAG di descrizione della struttura del dato ed, opzionalmente, coppie attributo-valore

39 Esempio titolo autore Il Signore degli Anelli, di John Ronald Reuel Tolkien, Bompiani. editore

40 XML Libro Titolo Autore Editore Elementi <libro> <titolo> Il Signore degli Anelli </titolo> <autore> John R. R. Tolkien </autore> <editore> Bompiani </editore> </libro> Questo documento è formato da 4 elementi perché? Esercizio : scrivere il contenuto in un file.xml ed aprirlo con Firefox

41 <titolo> Il Signore degli Anelli </titolo> Elementi ed attributi Dati Tag Attributo (meta-info su elemento) <titolo numero-pagine= 345 > Il Signore degli Anelli </titolo>

42 Documenti ben formati Unico elemento di massimo livello (root) I tag di chiusura devono seguire l'ordine inverso dei rispettivi tag di apertura Valori degli attributi: devono sempre essere racchiusi tra singoli o doppi apici

43 Documenti validi Documento che rispetta una grammatica (struttura del documento) Esistono due soluzioni Document Type Definition Più semplice, meno potente XML Schema Più potente, più complessa

44 Correttezza sintattica e Validazione Documento XML Check Sintattico Grammatica Check Semantico

45 XML-RPC Data Model Scalari Strutture Array

46 Tipi scalari Tag Type Example <i4> or <int> four-byte signed integer -12 <boolean> 0 (false) or 1 (true) 1 <string> string hello world <double> double-precision signed floating point number <datetime.iso8601> date/time T09:30:00 <base64> base64-encoded binary ew91ignhbid0ihjlywqgdghpcye=

47 Tipo Struct <struct> <member> <name>lowerbound</name> <value><i4>18</i4></value> </member> <member> <name>upperbound</name> <value><i4>139</i4></value> </member> </struct>

48 Array <array> <data> <value><i4>12</i4></value> <value><string>egypt</string></value> <value><boolean>0</boolean></value> <value><i4>-31</i4></value> </data> </array>

49 Struttura messaggio di richiesta Elemento root: methodcall Ogni elemento root contiene un elemento MethodName ed uno params L elemento MethodName contiene il nome della procedura da chiamare L elemento params contiene l elenco dei parametri della procedura

50 <?xml version="1.0"?> <methodcall> <methodname>master</methodname> <params> <param> <value><i4>123</i4></value> </param> <param> <value><double>12.3</double></value> </param> </params> </methodcall> Esempio

51 <?xml version="1.0"?> <methodcall> <methodname>psd</methodname> <params> <param> <value><i4>123</i4></value> </param> <param> <value><double>12.3</double></value> </param> </params> </methodcall> Esempio methodname PSD params param value param value methodcall i4 123 double 12.3

52 <?xml version="1.0"?> <methodcall> <methodname>psd</methodname> <params> <param> <value><i4>123</i4></value> </param> <param> <value><double>12.3</double></value> </param> </params> </methodcall> methodcall Esempio methodname PSD params param value param value methodcall i4 123 double 12.3 methodname params param i4 param double

53 XML è veicolato da HTTP

54 Esempio richiesta completa POST /xmlrpc HTTP 1.0 User-Agent: Host: Content-type: text/xml Content-length:.. <?xml version= 1.0?> <methodcall> <methodname>areacerchio</methodname> <params><param><value><double>12.2</double></value><param><params> </methodcall>

55 Messaggio di risposta Può contenere la risposta (un singolo parametro) oppure indicare il fallimento con una stringa di diagnosi

56 Esempio risposta <?xml version="1.0"?> <methodresponse> <params> <param> <value><i4>1</i4></value> </param> </params> </methodresponse>

57 Messaggio di fault <?xml version="1.0"?> <methodresponse> <fault> <value> <struct> <member> <name>faultcode</name> <value><int>4</int></value> </member> <member> <name>faultstring</name> <value><string>too many parameters.</string></value> </member> </struct> </value> </fault> </methodresponse>

58 Semantica Chiamate sincrone La richiesta è bloccante. Il chiamante viene bloccato finchè non riceve il documento XML di risposta L indirizzo del destinatario ( end-point ) è quello della connessione HTTP Stateless Non ci sono meccanismi nativi per propagare lo stato fra due chiamate consecutive allo stesso end-point Lo stato dovrebbe essere inviato come parametro di una chiamata

59 Esempio: Flickr Flickr