REMOTE PROCEDURE CALL

Remote Prosedure Call

Gagasan tentang RPC (Remote Procedure Call) pertama kali ditemukan pada tahun 1976. Perusahaan yang pertama kali menggunakan RPC adalah Xerox pada tahun 1981. RPC di implementasikan pertama kali di sistem operasi Unix, Sun's RPC (sekarang disebut ONC RPC). ONC RPC masih banyak digunakan saat ini pada beberapa platform. Implementasi Unix yang lain digunakan oleh Apollo Computer Network Computing System(NCS). NCS kemudian digunakan sebagai dasar fondasi DCE/RPC di OSF Distributed Computing Environment (DCE). Satu dekade kemudian diadopsi oleh perusahaan Microsoft DCE/RP, Microsoft RPC (MSRPC) sebagai dasar mekanisme mereka, dan berjalan pada DCOM (Distributed Object Component Model). Sekitar waktu yang sama pertengahan tahun 90-an, Xerox PARC's ILU, dan Object Management Group CORBA, menawarkan paradigma RPC yang lain berdasarkan objek terdistribusi dengan mekanisme yang menggunakan metode warisan.

A.      Definisi Remote Prosedure Call

Remote Procedure Call (RPC) adalah sebuah metode yang memungkinkan kita untuk mengakses sebuah prosedur yang berada di komputer lain. Untuk dapat melakukan ini sebuah  server harus menyediakan layanan  remote procedure. Pendekatan yang dilakuan adalah sebuah  server membuka  socket, lalu menunggu client yang meminta prosedur yang disediakan oleh server. Bila client tidak tahu haruS menghubungi  port yang mana,  client bisa me-request kepada sebuah  matchmaker pada sebuah RPC  port yang tetap.  Matchmaker akan memberikan  port apa yang digunakan oleh prosedur yang diminta client.

RPC  adalah  suatu  protokol  yang  menyediakan  suatu  mekanisme komunikasi  antar  proses  yang  mengijinkan  suatu  program  untuk  berjalan pada  suatu  komputer  tanpa  terasa  adanya  eksekusi  kode  pada  sistem  yang jauh  (remote  system).  RPC  mengasumsi  keberadaan  dari  low-level  protokol transportasi  seperti  TCP  atau  UDP  untuk  membawa  pesan  data  dalam komunikasi  suatu  program.  Protokol  RPC  dibangun  diatas  protokol  eXternal Data  Representation  (XDR),  yang  merupakan  standar  dari  representasi  data dalam komunikasi remote. Protokol XDR mengubah parameter dan hasil dari tiap servis RPC yang disediakan.

Protokol  RPC  mengijinkan  pengguna  (users)  untuk  bekerja  dengan prosedur  remote  sebagaimana  bekerja  dengan  prosedur  lokal.  Prosedur panggilan  remote  (remote  procedure  calls)  didefinisikan  melalui  rutin  yang terkandung  didalam  protokol  RPC.  Tiap  message  dari  panggilan  akan disesuaikan dengan message balikan. Protokol RPC sendiri sebenarnya adalah suatu  protokol  untuk  ”meneruskan  pesan”  yang  mengimplemntasikan protokol  non-RPC  lain  seperti  panggilan  remote  batching  dan  broadcasting. Protokol ini juga mendukung adanya prosedur callback dan select subroutine pada sisi server.

RPC masih menggunakan cara primitif dalam pemrograman, yaitu menggunakan paradigma procedural programming. Hal itu membuat kita sulit ketika menyediakan banyak  remote procedure. RPC menggunakan  socket untuk berkomunikasi dengan proses lainnya. Pada sistem seperti SUN, RPC secara default sudah ter-install kedalam sistemnya, biasanya RPC  ini digunakan untuk administrasi sistem. Sehingga seorang administrator jaringan dapat mengakses sistemnya dan mengelola sistemnya dari mana saja, selama sistemnya terhubung ke jaringan.

B.       Prinsip Remote Prosedure Call

Client adalah komputer atau proses yang mengakses suatu layanan, resources dari proses atau komputer pada suatu jaringan. Server adalah komputer yang menyediakan servis/layanan dan resources, dan yang mengimplementasikan servis jaringan. Tiap servis pada network adalah susunan dari program remote, dan tiap program remote mengimplementasi prosedur remote. Semua prosedur berikut parameternya dan hasilnya didokumentasi secara spesifik pada protokol suatu program.

C.      Fitur Dalam Remote Prosedure Call

RPC memiliki fitur-fitur sebagai berikut: batching calls, broadcasting calls, callback procedures dan using the select subroutine.

1.      Batching Calls

Fitur Batching calls mengijinkan klien untuk mengirim message calls ke server dalam jumlah besar secara sequence(berurutan). Batching menggunakan protokol streaming byte seperti TCP/IP sebagai mediumnya. Pada saat melakukan batching, klien tidak menunggu server untuk memberikan replyterhadap tiap  messagesyang dikirim, begitu pula dengan server yang tidak pernah mengirimkan messages reply. Fitur inilah yang banyak digunakan klien, karena arsitektur RPC didesain agar pada tiap call messageyang dikirimkan oleh klien harus ada proses menunggu balasan dari server.

Oleh karena itu maka pihak klien harus dapat mengatasi error yang kemungkinan terjadi karena pihak klien tidak akan menerima peringatan apabila terjadi error pada message yang dikirim.

2.      Broadcasting Calls

Fitur Broadcasting mengijinkan klien untuk mengirimkan paket data ke jaringan dan menunggu balasan dari network. Fitur ini menggunakan protokol yang berbasiskan paket data seperti UDP/IP sebagai mediumnya. BroadcastRPC membutuhkan layanan port mapperRPC untuk mengimplementasikan fungsinya.

3.      Callback Procedures

Fitur Callback Procedures mengijinkan server untuk bertindak sebagai klien dan melakukan pemanggilan RPC kembali ke proses yang dijalankan oleh klien.

4.      Select Subroutine.

Fitur ini akan memeriksa deskripsi dari suatu file dan messages dalam antrian untuk melihat apakah mereka siap untuk dibaca (diterima) atau ditulis (dikirim), atau mereka dalam kondisi ditahan sementara. Prosedur ini mengijinkan server untuk menginterupsi suatu aktivitas, memeriksa datanya, dan kemudian melanjutkan proses aktivitas tersebut.

D.      Otentifikasi Remote Prosedure Call

Proses otentifikasi adalah proses yang digunakan untuk mengidentifikasi server dan klien pada RPC. (Newmarch, 1995). Untuk setiap prosedur remoteyang dilakukan protokol RPC menyediakan slot yang dipakai sebagai parameter otentifikasi yang berfungsi agar pemanggil (caller) dapat memberikan identitasnya kepada server. Parameter otentifikasi ini dibuat di paket klien. Otentifikasi RPC terdiri atas beberapa bagian. Berikut ini adalah bagian-bagian pada otentifikasi RPC:

1.      Protokol Otentifikasi RPC

Protokol Otentifikasi RPC disediakan sebagai bagian dari protokol RPC. Untuk setiap prosedur remote, semuanya diotentifikasi oleh paket RPC pada server. Parameter yang digunakan adalah respon verifier. Sedangkan pada pihak klien, setiap paket RPC diberikan parameter otentifikasi dan parameter yang digunakan adalah credential dan verifier.

2.      Otentifikasi NULL

Otentifikasi NULL digunakan pada sistem dimana pemanggil (caller) RPC tidak mengetahui identitasnya sendiri dan server tidak membutuhkan identitas pemanggil.

3.      Otentifikasi Data Encryption Standard(DES)

Otentifikasi DES membutuhkan keyserv daemonyang harus berjalan baik di sisi server maupun klien. Tiap pengguna pada sistem ini harus memiliki kunci publik (public key) yang disahkan pada database kunci publik oleh Administrator jaringan tersebut.

4.      Protokol Otentifikasi DES

Protokol Otentifikasi DES meliputi protokol penanganan DES pada proses otentifikasi RPC. Protokol ini mencakup 64-bit blok data DES yang terenkripsi dan menentukan panjang maksimum untuk username pada jaringan yang digunakan.

5.      Otentifikasi Data Encryption Standard ( DES )

Otentifikasi  DES  membutuhkan  keyserv  daemon  yang  harus  berjalan baik  di  sisi  server  maupun  klien.  Tiap  pengguna  pada  sistem  ini  harus memiliki  kunci  public  (  public  key  yang  disahkan  pada  database  kunci publik oleh Administrator jaringan tersebut.

6.      Enkripsi Diffie-Hellman

Enkripsi Diffie-Hellman digunakan pada pembuatan kunci publik pada otentifikasi DES dengan menggunakan 192-bit kunci. Enkripsi ini memiliki dua buah variabel konstan, yaitu BASE dan MODULUS yang digunakan pada protokol otentifikasi DES.

RPC hanya berhubungan dengan proses otentifikasi, tidak dengan kontrol akses terhadap servis/layanan individual yang diberikan. Tiap layanan mengimplementasikan peraturan mengenai kontrol akses masing-masing. Subsistem otentifikasi pada paket RPC bersifat open-ended, artinya beberapa otentifikasi dapat diasosiasikan pada RPC klien.

E.       Kelebihan Dan Kekurangan Remote Prosedure Call

Kelebihan RPC

·         Relatif mudah digunakan :

Pemanggilan remote procedure tidak jauh berbeda dibandingkan pemanggilan local procedure. Sehingga pemrogramdapat berkonsentrasi pada software logic, tidak perlumemikirkan low level details seperti socket, marshalling& unmarshalling.

·         Robust (Sempurna):

Sejak th 1980-an RPC telah banyakdigunakan dlm pengembangan missioncritical application yg memerlukan scalability, fault tolerance, & reliability.

Kekurangan RPC

·         Tidak fleksibel terhadap perubahan:

-          Static relationship between client & server at run-time.

·         Berdasarkan prosedural/structured programming yang sudah ketinggalan jaman

            dibandingkan OOP.

F.       Lapisan Remote Prosedure Call

Bagian antar-muka (interface) dari RPC dibagi menjadi 3 lapisan/bagian (layer) yaitu:

1.      Lapisan Tertinggi (Highest Layer)

Lapisan ini merupakan lapisan yang bersentuhan langsung dengan sistem operasi, mesin dan jaringan tempat RPC berjalan. Layer ini umumnya banyak digunakan pada pembuatan dan pemprograman RPC karena penggunaan  layer ini sama saja dengan penggunaan RPC. Banyak servis/layanan pada layerini yang berhubungan langsung dengan informasi yang banyak dibutuhkan. Berikut ini jenis-jenis servis lainnya yang banyak digunakan pada layer ini

2.      Lapisan Menengah (Intermediate Layer)

Lapisan ini merupakan implementasi dari RPC sesungguhnya. Pada layer ini, seorang user tidak harus berhubungan dengan soket, sistem operasi atau implementasi lo-level lainnya. Pada layer ini, seorang  userhanya melakukan proses remotepada suatu mesin. Layer ini merupakan layer yang digunakan untuk semua program RPC.

Pada  layer  ini  terdapat  rutin-rutin  mengenai  ”registerrpc()”,  ”callrpc”, dan  scv  run.  Dua  rutin  yang  disebut  pertama  adalah  rutin-rutin  yang fundamental. ”registerrpc() digunakan untuk memperoleh nomor unik dari tiap  prosedur  identifikasi  dalam  tiap  sistem.  Sedangkan  ”callrpc()” digunakan  untuk  mengeksekusi  prosedur  remote.  Implementasi  layer diatasnya dilakukan pada layer ini

3.      Lapisan Terendah (Lowest Layer)

Lapisan ini merupakan lapisan yang mengatur tentang soket dan sistem call. Lapisan ini tidak memberikan data dan servis secara detail untuk dapat digunakan. Umumnya program yang dibuat untuk lapisan ini merupakan program yang paling efisien. Permasalahan yang timbul pada sistem ini berkaitan dengan penyesuaian implementasi RPC untuk sistem operasi yang berbeda.

G.      Implementasi Remote Prosedure Call

a.      Bahasa Remote Prosedure Call

Bahasa  RPC  (RPC  Language  -  RPCL)  merupakan  bahasa  yang dikembangkan  dari  bahasa  XDR.  Bahasa  RPC  memiliki  kemiripan  dengan bahasa  XDR  namun  dengan  beberapa  penambahan  yaitu  program  definisi. Implementasi  layanan  protokol  dan  rutin  menggunakan  command  rpcgen yang berkorespondensi dengan bahasa pemprograman C. Deskripsi dari bahasa RPC meliputi :

1.      Definition

File  dengan  bahasa  RPC  memiliki  beberapa  definisi,  diantaranya adalah enum, struct, union, typedef, const, dan program.

2.      Structure

Struktur  pada  bahasa  RPC  dideklarasikan  seperti  pada pendeklarasian struktur dalam bahasa C

3.      Union

Union pada bahasa RPC berbeda dengan bahasa C. Kemiripan lebih ditunjukkan dengan variasi pada bahasa Pascal

4.      Enumeration

Enumerasi  pada  bahasa  ini  memiliki  syntax  yang  sama  dengan bahasa C.

5.      TypeDef

Tipe  Definisi  (  Typedef  )  pada  bahasa  ini  memiliki  syntax  yang

sama dengan typedef pada bahasa C.

6.      Constant

Constant  pada  bahasa  ini  dapat  digunakan  jika  variabel  integer konstant dibutuhkan.

7.      Programs

Program  RPC  dideklarasikan  dengan  syntax  berikut  secara berurutan  :  programdefiniton,  version-list,  version,  procedure-list, procedure.

8.      Declarations

Dalam  bahasa  ini,  terdapat  empat  jenis  tipe  deklarasi  yaitu  :  simple

declarations, fixed-length array declarations, variable -length declaration, dan

pointer declaration

b.      Port Mapper

Port adalah kanal komunikasi diantara klien dan server. Port-port komunikasi ini dibedakan berdasarkan nomor yang dimilikinya dengan fungsi masing-masing. Namun nomor-nomor port ini, terutama yang memberikan layanan RPC, tidak diberikan pada jaringan transport. Jaringan transport hanya menyediakan layanan pemprosesan messagedi dalam jaringan. (Spangler, 2004).

Untuk mengatasi hal ini, maka programpada komputer klien harus mampu untuk mencari nomor portuntuk tiap program di server yang hendak digunakan. Protokol port mapper adalah suatu layanan pada jaringan yang dapat mengatasi masalah ini. Protokol ini memberikan hak pada klien untuk mencari nomor port untuk semua program  remote yang disediakan oleh server. Dengan demikian maka implementasi protokol ini pada suatu program port mapperakan memetakan tiap-tiap program RPC dan nomor versinya dengan nomor-nomor port yang spesifik.

c.       Meregister Port

Port Mapper terletak pada nomor port111 pada setiap mesin (hostmaupun server) dan merupakan satu-satunya layanan jaringan yang mempunyai portyang khusus dan tetap. Sedangkan untuk jenis layanan jaringan lainnya, nomor port-nya dapat statis atau berubah-ubah asalkan kesemuanya terdaftar pada port mapper. Penempatan nomor portuntuk tiap program remoteke dalam port mapper akan mengotomatisasi administrasi nomor-nomor port. Hasilnya akan disimpan dalam satu file dimana file ini akan diduplikat ke setiap klien. Sehingga akan terjadi proses pembaruan data (update) setiap kali ada program remotebaru yang disediakan oleh jaringan. Salah satu cara alternatif agar sistem tidak harus selalu meng-update file mapper-nya adalah dengan menempatkan hasil pemetaan portprogram remote pada suatu file Network File System(NFS) yang di-sharing. Namun hal ini membawa masalah apabila server tidak dapat berfungsi, maka seluruh jaringan juga tidak dapat menggunakan fungsi ini.

Pemetaan port program yang disimpan pada suatu port mapper di server disebut dengan portmap. Port mapperini akan dijalankan secara otomatis tiap kali mesin server dijalankan. Lalu baik program server maupun klien akan memanggil prosedur port mapper. Kemudian sebagai bagian dariproses inisialisasi, program server akan memanggil port mapperpada hostuntuk membuat entri pada portmap. Setelah itu, program server akan meng-updateentri pada portmap, sedangkan program klien akan memanggil query dari entri portmap ini. Untuk mencari nomor port yang diinginkan, program klien kemudian mengirimkan RPC call messageke port mapper pada server. Apabila proses ini berhasil (server mendukung remoteprogram yang diminta), port mapperserver akan mengirimkan nomor portyang sesuai pada RPC reply message. Kemudian proses remote dapat dilakukan dengan menggunakan nomor porttersebut. Proses ini akan selalu dijalankan setiap kali ada permintaan remote program dari klien ke server. Namun untuk meminimalisasi pemanggilan port mapper, pada sisi klien disediakan cacheuntuk menyimpan nomor-nomor port yang sering digunakan.

d.      Prosedur Port Mapper

Program port mappermendukung dua protokol, yaitu UDPdan TCP/IP. Program ini terhubung pada port 111 untuk kedua protokol ini. Berikut ini adalah prosedurprosedur yang digunakan program port mapperpada kedua protokol ini:

Ø  NULL Prosedur ini tidak berfungsi, prosedur ini tidak memberikan parameter dan juga tidak memberikan hasil.

Ø  SET Prosedur ini akan meregister program pada  port mapper dengan memberikan parameter sebagai berikut: program number(prog), version number(vers), transport protocol number(prot), dan nomor portyang diminta untuk layanan ini. Hasil dari prosedur ini berupa Boolean True atau Falseyang mengindikasikan sukses tidaknya proses mapping.

Ø  UNSET Prosedur ini digunakan untuk me-unregisterprogram pada port mappingjika program remotetidak lagi digunakan. Parameter yang dibawa sama dengan prosedur SET dikuranginomor protokol dan nomor port.

Ø  GETPORT Prosedur ini memberikan parameter berupa nomor program (prog), version number(vers), dan transport protocol number(prot) untuk mendapatkan hasil berupa nomor portuntuk program yang diminta.

Ø  DUMP Prosedur ini akan mencatat semua entri dalam database port mapper. Prosedur ini tidak membutuhkan parameter dan memberikan hasil berupa (prog), (prot), (vers), dan nomor port.

Ø  CALLIT

Prosedur ini digunakan untuk memanggil suatu program remotelain pada mesin yang sama tanpa harus mengetahui nomor portdari program yang diminta.

H.      Algoritma Remote Prosedure Call

Input pesan yang berisi parameter yang akan dikirim ke jaringan  dari user

1.      Mengirim pesan ke sistem remote  (server)

2.      Server membaca dan mengolah pesan

3.      Pesan dikirim dari server ke client

4.      Client menerima pesan

5.      Proses diatas akan dilakukan berulang-ulang sesuai permintaan user dalam pengeksekusian RPC dalam suatu remote sistem.

I.         Struktur Protokol Message RPC

1.      Call Message

Dilakukan oleh klien, dimana meminta server untuk mengeksekusi suatu prosedur. Terdapat nilai-nilai unsigned integer yang digunakan untuk mengidentifikasi prosedur remote yang diminta:

·         Nomor Program

·         Nomor Versi dari Program

·         Nomor Prosedur

2.      Reply Message

Dikirimkan oleh server jaringan, bervariasi tergantung apakah call messages yang diminta klien diterima atau ditolak. Mengandung informasi:

·         RPM mengeksekusi call message dengan sukses

·         Implementasi remote tidak sesuai dengan protokol yang digunakan (versi yang lebih tinggi atau lebih rendah ditolak)

·         Program remote tidak tersedia pada sistem remote

·         Program remote tidak mendukung versi yang diminta klien

·         Nomor prosedur yang diminta tidak ada

J.        Prinsip Kerja Remote Prosedure Call

Prosedur call umumnya berkaitan dengan penggunaan stack, penyimpanan parameter yang diterima dalam stack tersebut dan pengalokasian ruang untuk lokal variabel. Namun selain itu ada yang disebut dengan Prosedur Call remote, yang berarti pelaksanaan proses diatas namun pada suatu sistem lain yang berhubungan melalui suatu jaringan. Sistem prosedur remoteini memiliki cara kerja yang sedikit banyak mirip, namun berbeda dengan prosedur callbiasa. Berikut adalah gambar cara kerja dari RPC.

1.      Client procedure calls client stub in normal way.

2.      Client stub builds message, calls local OS.

3.      Client's OS sends message to remote OS.

4.      Remote OS gives message to server stub.

5.      Server stub unpacks parameters, calls server.

6.      Server does work, returns result to the stub.

7.      Server stub packs it in message, calls local OS.

8.      Server's OS sends message to client's OS.

9.      Client's OS gives message to client stub.

10.  Stub unpacks result, returns to client.

Tiap prosedur yang dipanggil dalam RPC, harus berkoneksi dengan server remote dengan mengirimkan semua parameter yang dibutuhkan, menunggu balasan dari server dan melakukan proses kemudian selesai. Proses di atas disebut juga dengan stub pada sisi klien. Sedangkan Stub pada sisi server adalah proses menunggu tiap message yang berisi permintaan mengenai prosedur tertentu. (Newmarch,  1995). Server harus membaca tiap parameter yang diberikan, kemudian memberikan prosedur lokal yang sesuai dengan permintaan dan parameter. Kemudian setelah eksekusi, server harus mengirimkan hasil kepada pihak pemanggil proses.

Berikut ini adalah diagram yang akan menjelaskan secara rince mengenai proses yang terjadi pada klien dan server dalam eksekusi suatu prosedur RPC :

Berikut penjelasan dari diagram diatas :

1.      Klien  memanggil  prosedur  stub  lokal.  Prosedur  Stub  akan  memberikan parameter  dalam  suatu  paket  yang  akan  dikirim  ke  jaringan.  Proses  ini disebut sebagai marshalling.

2.      Fungsi  Network  pada  O/S  (Operating  system  -  Sistem  Operasi)  akan dipanggil oleh stub untuk mengirim suatu message.

3.      Kemudian  Kernel  ini  akan  mengirim  message  ke  sistem  remote.  Kondisi ini dapat berupa connectionless atau connection-oriented.

4.      Stub  pada  sisi  server  akan  melakukan  proses  unmarshals  pada  paket yang dikirim pada network.

5.      Stub pada server kemudian mengeksekusi prosedur panggilan lokal.

6.      Jika eksekusi prosedur  ini telah selesai, maka  eksekusi  diberikan  kembali ke stub pada server.

7.      Stub  server  akan  melakukan  proses  marshals  lagi  dan  mengirimkan message nilai balikan ( hasilnya ) kembali ke jaringan.

8.      Message ini akan dikirim kembali ke klien.

9.      Stub klien akan membaca message ini dengan menggunakan fungsi pada jaringan.

10.  Proses  unmarshalled  kemudian  dilakukan  pada  message  ini  dan  nilai balikan akan diambil untuk kemudian diproses pada proses lokal.

11.  Proses  diatas  akan  dilakukan  berulang-ulang  (rekursif)  dalam pengeksekusian RPC dalam suatu remote sistem.

K.      Remote Prosedure Call

L.       Study

Contoh  studi  kasus  RPC  yaitu  pada  jasa  penge-print-an  di  rental pengetikan  yang  di  dalamnya  terdapat  1  komputer  server,  beberapa komputer  client  dan  sebuah  printer  yang  hanya  terhubung  dengan  server. User  dari  computer  client  ingin  mencetak  data  dari  komputernya.  Biasanya user  memindah  data  dengan  bantuan  device  external  seperti  disket,  flash disk,  hard  disk,  atau  cd-rw.  Namun  dengan  RPC  hal  tersebut  akan  menjadi lebih efisien.

Solusinya adalah :

Dengan  RPC,  untuk  mencetak  data  dari  computer  client,  computer  client mengirim pesan “cetak” kepada computer server. Kemudian computer server menerima  perintah  tersebut  dan  kemudian  menjalankan  perintah  mencetak data. Setelah  itu  server  mengirimkan  pesan  pada  client  berupa  informasi  “file telah dicetak”.