프로세스 간 통신 (4) : 클라이언트 서버 환경

서버 환경에서의 통신

네트워크로 연결된 컴퓨터 사이에서 프로세스 통신을 하는 법을 알아보자.

크게 2가지 ; 소켓 & 원격 프로시저 호출(RPC)이 있다.

소켓

소켓이란?

통신의 극점(endpoint)를 의미.

두 프로세스가 네트워크 상에서 통신을 하려면 양 프로세스마다 하나씩,

총 2개의 소켓이 필요해 진다.
각 소켓은 IP 주소와 포트 번호 두 가지를 접합해서 구별
서버 - 클라이언트 모델을 사용한다.

서버 : 지정된 포트에 메세지가 도착하기를 기다린다.

요청 수신 시 서버는 클라이언트 소켓으로부터 연결 요청을 수락함으로써 연결이 완성된다.

포트와 소켓

특정한 서버는 well-known 포트로부터 메시지를 기다림.

well-known 포트 → 전 세계적으로 표준으로 사용되는 포트 번호
ex) ssh : 22번, ftp : 21번, http : 80번

접속 예시

host X에 있는 클라이언트가 ip 주소 161.25.19.8의 서버에 접속 시도.
호스트 X는 클라이언트에 포트번호 1625를 부여
연결은 두 개의 소켓으로 구성

다른 클라이언트가 접속을 원하면 1024보단 크지만, 1625가 아닌 포트 번호를 부여하게 됨.

모든 연결이 소켓 쌍으로 구성됨을 보장.

소켓 : 자바로 구현하기

자바에 소켓 관련 라이브러리가 많아서 해당 언어로 구현.

TCP (연결 기반) 소켓 : 소켓 클래스로 구현
UDP (비연결성) 소켓 : DatagramSocket 클래스로 구현
- 해당 클래스의 서브클래스로 MuilticastSocket이 존재.

해당 코드

java

/* 서버 */
import java.net.*;
import java.io.*;

public class DateServer {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			ServerSocket socket = new ServerSocket(6013);
			while (true) {
				Socket client = socket.accept();
				PrintWriter pout = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
				// PrintWriter 클래스로 소켓에 데이터를 쓸 수 있음)
				
				pout.println(new java.util.Date().toString());
				// 날짜를 쓰는 과정. 날짜는 java.util 패키지에서 가지고 옴.

				client.close()
				// 소켓을 닫고, 요청을 기다림.
			}
		}
		catch (IOException ioe) {
			System.err.println(ioe);
		}
	}
}

java

/* 클라이언트 */
import java.net.*;
import java.io.*;

public class DateServer {
	public class void main(String[] args) {
		try {
			Socket sock = new Socket("127.0.0.1", 6013);
			InputStream in = sock.getInputStream();
			BufferedReader bin = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
			
			// 날짜 읽기
			String line;
			while ( (line = bin.readLine()) != null) {
				System.out.println(line);
			}

			// 소켓 닫기
			sock.close();
		}
		catch (IOException ioe) {
			System.err.println(ioe);
		}
	}
}

소켓의 장단점

프로세스 간에 널리 사용하고 효율적임.
구조화되지 않은 바이트 스트림만 통신 가능.
- 이를 해석하는 것은 클라이언트와 서버의 책임

RPC

원격 프로시저 호출 (Remote Procedure Calls) = RPC

네트워크 간 통신을 위해 프로시저 호출 기법을 추상화
IPC와 사실 유사하지만, 메시지 기반 통신을 해야 함.

특징

구조화 되어 있음. 즉 데이터의 패킷 수준을 넘어서게 됨
각 메시지에는 RPC daemon의 주소, 실행될 함수의 식별자, 매개변수가 포함
이후 요청된 함수가 실행 → 별도 메시지를 통해 반환

RPC의 포트

단순히 메시지 패키지의 시작 부분에 포함되는 정수.

프로세스가 받고자 하는 서비스에 따라 달라지게 됨.
적절한 포트 주소로 메세지를 보내야 함.

RPC의 특징

클라이언트 쪽에 스텁을 제공, 통신 시 필요한 자세한 사항을 숨겨줌.

보통 원격 프로시저마다 다른 스텁이 존재.
클라이언트가 원격 프로시저를 호출 시, RPC는 그에 대응하는 스텁을 호출 후

원격 프로시저가 필요로 하는 매개변수를 건네줌
그 후 스텁은 매개변수를 정돈 후 서버에 메세지 전송.

매개변수 정돈 : big-endian을 쓰냐, little-endian을 쓰냐의 문제를 고려

이를 위해 XDR이라는 표현방식으로 통일해서 데이터를 변환.

호출의 의미(semantic)

네트워크 오류 때문에 호출이 실패할 수도 있음
따라서 정확히 한 번에 처리되도록 해야 함.

클라이언트 - 서버 간 통신 문제

서버의 포트 번호를 알기 위해 2가지 방법 사용
1. 고정된 포트 주소 형태를 미리 지정.
2. 랑데부 방식을 통해 동적으로 바인딩

RPC와 분산 파일 시스템

RPC는 분산 파일 시스템을 구현하는데 유리.

분산 파일 시스템 = 몇개의 RPC 데몬 + 클라이언트
메시지 = 실행할 디스크 연산 포괄
이 연산의 결과를 클라이언트에게 반환 메세지로 보냄.