RPC - gRPC에 대하여

🚩 RPC - gRPC에 관하여

현재 유행하는 MSA ( Micro Service Architecture ) 구조로 서비스를 만들다보면, 다양한 언어와 프레임워크로 개발되는 경우가 빈번하다. 그러면 Service 간에 통신이 환경의 영향을 받아 매우 복잡해지게 되는데 이러한 문제를 해결하기 위해서 프로그램 간에 API ( Application Programming Interface ) 를 만든다. 현재 제일 대중적인 API 는 HTTP Protocol 을 활용한 RestAPI 인데, 우연히 RPC 에 대해서 알게되어 정리해보려고 한다.

📝 RPC ( Remote Procedure Call ) 란 ?

■ RPC ( Remote Procedure Call ) 의 정의

• Remote Procedure Call( 원격 프로시저 호출 )의 약자로, 별도의 원격 제어를 위한 코딩 없이 다른 주소 공간에서 함수 ( Function ) 혹은 프로시저 ( Procedure ) 를 실행할 수 있게 하는 프로세스 간 통신 기술

용어 정리

• 함수 ( Function ) : Input 에 따른 Output 의 발생이 목적이므로 Return 값을 필수로 가지는 계산
• 프로시저 ( Procedure ) : Input 에 따른 Output 의 발생에 집중하기보다는 작업에 집중한 개념

■ RPC ( Remote Procedure Call ) 의 동작 원리

동작 순서

1. Client 에서 매개변수를 Client stub 에 전달
2. Client stub 에서 매개변수를 메시지로 Marshalling
3. Client stub 은 Marshalling 된 메세지를 전송계층 ( Transport Layer ) 으로 전달하여 Server 로 전송.
4. Server 에서 메시지를 받아 Server stub 으로 전달하고 매개 변수를 UnMarshalling 하여 Server 함수 호출
5. 함수 수행이 완료되면 Server Stub 으로 리턴되며 리턴값을 메시지로 Marshalling
6. 결과 메시지를 Client 에 보내고 Client 는 UnMarshalling 후, 리턴값을 Client 에게 반환

용어 정리

• Stub : 서버와 클라이언트는 서로 다른 주소 공간을 사용하므로 함수 호출에 사용된 매개변수를 Marshalling, UnMarshalling 하는 역할
  • Client stub : 함수 호출에 사용된 파라미터의 변환(Marshalling) 및 함수 실행 후 Server 에서 전달된 결과의 반환
  • Server stub : Client 가 전달한 매개변수의 역변환(UnMarshalling) 및 함수 실행 결과 변환하여 Client 에 반환
• Marshalling & UnMarshalling : 데이터를 전송하기 위해서 변환하는 일련의 과정
• Serialize & Deserialize : 데이터를 전송하기 위해 byte stream 으로 변환하는 과정

■ RPC ( Remote Procedure Call ) 의 최종 지향점

• Client <-> Server 간의 커뮤니케이션에 필요한 상세정보는 최대한 감춘다.
• Client 는 일반 메소드를 호출하는 것처럼 Server 의 Method 를 호출할 수 있다.
• Server 도 마찬가지로 일반 메소드를 다루는 것처럼 Client Method 를 다룰 수 있다.

■ RPC ( Remote Procedure Call ) 의 장점

1. 환경에 제한 받지 않고 프로그램 간 통신을 쉽게 구현하고 정교한 제어가 가능하다.
2. 네트워크 프로토콜에 대한 제한 없이 프로그램 개발 집중이 가능하다.

■ RPC ( Remote Procedure Call ) 의 단점

1. 호출 실행과 반환 시간이 보장되지 않는다.
   • 네트워크 구간을 통하여 RPC 통신을 하는 경우, 네트워크가 끊겼을 때 치명적 문제 발생한다.
2. 통신간의 보안이 보장되지 않는다.

📝 gRPC ( Google Remote Procedure Call ) 란 ?

■ gRPC ( Google Remote Procedure Call ) 의 정의

• HTTP/2 와 ProtocolBuf 를 활용하여 Google 에서 개발한 오픈소스 RPC Framework

○ gRPC ( Google Remote Procedure Call ) 동작 원리

■ gRPC ( Google Remote Procedure Call ) 의 특징

1. HTTP/2 를 활용한 뛰어난 효율성
2. ProtoBuf(proto3) 를 이용한 JSON 상위의 성능
3. RPC 의 단점을 보완한 인증, 암호화, 압축 등 풍부한 내장 기능
4. Java, C++, C#, Python, Ruby, Node.js 등 10개의 언어 지원

○ HTTP/2 란?

• HTTP 1.1 의 개선된 버전으로 SPDY ( 스피디 ) 기반 HTTP 프로토콜의 두번재 버전

• SPDY ( 스피디 )

  전송 지연 ( latency ) 문제의 해결을 집중하여 HTTP 통신을 고속화하기 위해 구글이 개발한 비표준 개방형 네트워크 프로토콜

○ HTTP/2 특징

• HTTP/1.1 의 순차적 처리와는 다른 하나의 TCP/IP 연결에서 여러개의 스트림을 동시에 열어 병렬처리
• 기존 Client 와 Server 에서 사용된 Header 들의 목록들을 관리하여 중복 헤더 프레임을 압축해서 전송
• HTTP/1.1 Text 기반 protocol 에서 Binary protocol 지원

○ ProtoBuf ( Protocol Buffer ) 란?

• gRPC 에서 사용되는 XML, JSON 과 유사한 직렬화 데이터 구조

○ ProtoBuf ( Protocol Buffer ) 특징

1. byte 를 전송하기 때문에 JSON 과 같은 Parsing ( 파싱 ) 의 불필요
2. 같은 데이터라도 데이터의 크기가 작아 빠른 통신 속도
3. binary 구조로 인한 인간이 읽기 어려운 구조
4. proto 문법에 대한 Learning Curve

■ gRPC ( Google Remote Procedure Call ) 의 장점

1. ProtoBuf 기반 Binary Protocol 사용
2. HTTP/2 사용

※ 우수한 네트워크 및 메모리 효율성

■ gRPC ( Google Remote Procedure Call ) 의 단점

1. Browser 환경에서 사용 불가
2. Binary Protocol 로 인한 Debug 에 어려움 ( Not Human Readable )
3. 기존의 RPC 보다는 간편하나 여전한 Learning Curve
4. Load Balancer ( 로드밸런서 ) 가 HTTP/2 를 지원해야한다.

※ Rest 에 비해 Learning Curve 가 높다.

🚩 마치며..

gRPC 에 대한 개념을 정리해보았다. Rest 와 비교하여 확실히 Learning Curve 가 무지막지하게 높다. 전문가가 된다면 지금의 상용서비스를 활용하지 않고도 이 기술만으로도 요구사항을 충족할 수 있을 것 같다.