Qt에서의 프로세스 간 통신

Qt는 애플리케이션에서 프로세스 간 통신(IPC)을 구현할 수 있는 여러 가지 방법을 제공합니다. Qt의 IPC 기능에는 다음이 포함됩니다:

• 프로세스 동기화 및 리소스 공유
• 로컬 또는 네트워크를 통해 바이트 단위 데이터 교환
• 프로세스 간 또는 시스템 간에 복제된 Qt 객체 공유
• 구조화된 메시지 또는 원격 프로시저 호출(RPC) 전달
• IoT 및 산업용 시스템을 위한 M2M 산업 표준 프로토콜 사용

많은 IPC 메커니즘은 네트워크로 연결된 장치를 위한 것이며 TCP, UDP, HTTP와 같은 네트워크 프로토콜을 사용합니다. ‘네트워킹 및 연결’ 개요에서는 네트워킹 주제를 더 자세히 다룹니다.

Qt는 JSON, XML, Protobuf, CBOR과 같은 구조화된 데이터 형식을 지원합니다. 구조화된 데이터에 대한 자세한 내용은 ‘데이터 처리 및 I/O’ 개요 페이지를 참조하십시오.

프로세스 동기화 및 리소스 공유

로컬 리소스를 공유하는 프로세스나 동작과 데이터를 동기화하는 시스템의 경우, 시스템 세마포어와 공유 메모리를 사용할 수 있습니다. 이러한 기능은 Qt Core 모듈의 일부입니다.

Qt는 ` QSystemSemaphore`을 포함하여 프로세스 간 동기화를 위한 클래스를 제공합니다. ` QSemaphore`과 유사하게, 이는 동일한 시스템상의 여러 프로세스에서 접근할 수 있습니다. 이는 키( key)를 통해 전역적으로 식별되며, Qt에서는 ` QNativeIpcKey ` 클래스로 표현됩니다. 또한 OS에 따라 Qt는 메모리 공유를 위해 여러 가지 백엔드를 지원할 수 있습니다.

자세한 설명은 다음 페이지를 참조하십시오:

• 동기화 프리미티브
• 공유 메모리
• 네이티브 IPC 키

공유 메모리

크로스 플랫폼 공유 메모리 클래스인 ` QSharedMemory`는 운영 체제의 공유 메모리 구현에 대한 액세스를 제공합니다. 이 클래스를 통해 여러 스레드와 프로세스가 공유 메모리 세그먼트에 안전하게 액세스할 수 있습니다. 또한, ` QSystemSemaphore `는 시스템에서 공유되는 리소스에 대한 액세스를 제어하고 프로세스 간 통신을 가능하게 합니다.

자식 프로세스 생성

QProcess 클래스는 외부 프로그램을 자식 프로세스로 시작하고 이와 통신할 수 있습니다. 이 클래스는 자식 프로세스의 상태를 모니터링하고 제어하기 위한 API를 제공합니다. QProcess 는 QIODevice 를 상속받아 자식 프로세스의 입출력 채널에 대한 액세스를 제공합니다.

원격 프로세스 또는 시스템 간 Qt 객체 공유

이 Qt Remote Objects 모듈은 장치와 프로세스가 Qt 객체를 공유할 수 있도록 하는 원격 객체 메커니즘을 제공합니다. 이 모듈은 중개자 Node를 통해 Replica 객체와 동기화되는 Source 객체를 사용합니다. 이러한 Replica 객체는 본질적으로 Source 객체의 속성, 신호 및 슬롯을 반영하는 프록시 역할을 하여, 원격 프로세스가 네트워크 전송 방식을 직접 알지 못하더라도 해당 객체와 상호작용할 수 있게 합니다.

원격 프로시저 호출(RPC)을 이용한 메시지 전송

원격 프로시저 호출(RPC)은 기본 네트워크 통신을 추상화하는 고수준 메커니즘입니다. RPC를 사용하면 클라이언트는 원격 서버에서 실행되는 함수를 마치 로컬 함수 호출인 것처럼 호출할 수 있습니다. 여러 프로그래밍 언어가 RPC 기술을 지원하므로, 다양한 프로그래밍 언어를 사용하는 복잡한 시스템에서의 구현이 간소화됩니다.

이 Qt GRPC 모듈은 gRPC 프로토콜을 사용하여 원격 프로시저 호출(RPC)을 구현합니다. gRPC는 직렬화된 형식으로 메시지를 전송하기 위해 널리 채택된 프레임워크로, 효율적인 네트워크 통신을 위해 주로 HTTP/2를 사용합니다. gRPC는 모듈형 마이크로서비스 및 채팅, 스트리밍 플랫폼과 같은 저지연 애플리케이션의 통신에 매우 적합합니다.

M2M 산업 표준 프로토콜 사용

M2M(Machine-to-Machine) 산업용 프로토콜은 센서 및 자동화 시스템과 같이 엄격한 리소스 제약이 있는 시스템에 특화되어 있습니다. 이러한 프로토콜은 대개 제조, 의료, 환경 모니터링과 같은 특정 산업 및 사용 사례에 특화되어 있습니다. 이러한 시스템은 대개 저전력이며 처리 능력이 제한적입니다.

이 Qt MQTT 이 모듈은 Qt 애플리케이션에 MQTT 기능을 제공합니다. MQTT는 시스템 내에서 정보를 전송하기 위해 퍼블리시-서브스크라이브(publish-and-subscribe) 패턴을 사용하는 프로토콜입니다. MQTT 시스템에서는 브로커가 클라이언트와의 송수신을 관리합니다. 클라이언트는 게시자, 구독자 또는 둘 다일 수 있습니다. MQTT는 산업 및 제조 시스템과 같이 대역폭이 낮고 지연 시간이 긴 환경에서 효과적입니다.

이 Qt CoAP 모듈은 Qt 애플리케이션에 CoAP(Constrained Application Protocol)를 제공합니다. CoAP는 UDP와 RESTful 원칙을 사용하여 제약이 있는 시스템 내에서 정보를 전송하는 프로토콜입니다. CoAP는 특히 간결한 데이터그램 메시지와 낮은 오버헤드의 이점을 활용하도록 설계되었습니다.

이 Qt OPC UA 이 모듈은 Qt 애플리케이션에 OPC UA를 제공합니다. 이 모듈은 산업용 시스템을 위해 클라이언트 및 서버 IPC 메커니즘을 사용합니다. OPC UA는 복잡한 시스템을 위한 것이며 내장된 보안 기능을 갖추고 있습니다.

MQTT, CoAP 및 OPC UA를 사용하여 하이브리드 시스템을 구현할 수 있습니다. 예를 들어, 클라우드 통신은 MQTT로, 메인 시스템은 OPC UA로 구현하고, 개별 센서 및 장치는 CoAP를 사용하여 연결할 수 있습니다.

특정 산업 분야와 그 개발 생태계에서는 한 가지 프로토콜이 널리 채택될 수 있습니다. 시스템 아키텍처와 메시지의 구성 방식도 서로 다릅니다. 예를 들어, MQTT는 주로 TCP를 사용하는 반면 CoAP는 UDP를 사용합니다. 따라서 MQTT는 TLS를, CoAP는 DTLS를 사용하여 안전한 전송을 수행할 수 있습니다.

D-Bus 프로토콜 사용

the Qt D-Bus 모듈은 D-Bus 프로토콜을 사용하여 IPC를 구현하는 데 사용할 수 있는 유닉스 전용 라이브러리입니다. 이 모듈은 Qt의 시그널 및 슬롯 메커니즘을 IPC 수준으로 확장하여, 한 프로세스에서 발신된 시그널을 다른 프로세스의 슬롯에 연결할 수 있게 해줍니다.

애플리케이션에서 세션 사용

Linux/X11, Windows 및 macOS에서 Qt는 세션 관리 기능을 지원합니다. 세션을 사용하면 이벤트를 프로세스로 전파할 수 있으며, 예를 들어 시스템 종료 시 이를 알릴 수 있습니다. 그러면 프로세스와 애플리케이션은 열려 있는 문서를 저장하는 등 필요한 작업을 수행할 수 있습니다. 자세한 내용은 세션 관리 페이지를 참조하십시오.

IPC 보안 고려 사항

데이터가 프로세스나 시스템 간에 전송되므로, 개인정보 보호 및 보안 문제를 고려해야 합니다. 공격자는 네트워크 내에서 데이터를 가로챌 수 있으며, 외부 프로세스는 시스템 내의 데이터를 감시할 수 있습니다.

다음은 구현할 수 있는 몇 가지 보안 조치입니다.

• 데이터를 송수신할 때 암호화를 사용하십시오. SSL(Secure Sockets Layer) 클래스를 참조하십시오.
• 강력한 인증 및 권한 부여 메커니즘을 사용하십시오. ‘Qt Network ’ 권한 부여를 참조하십시오.
• 신뢰할 수 없는 데이터를 검증하고 처리하십시오. ‘신뢰할 수 없는 데이터 처리’를 참조하십시오.
• 오용을 방지하기 위해 속도 제한을 설정하고 트래픽을 모니터링하십시오.
• 모니터링 및 재전송 공격으로부터 보호하기 위해 솔팅(salting) 또는 논스(nonce) 기법을 적용하십시오.
• 보안 취약점을 수정하기 위해 환경을 업데이트하십시오.

'Qt의 보안' 페이지에서는 Qt의 보안 정책 및 조치에 대해 설명합니다. Qt 모듈은 서로 다른 프로토콜을 구현할 수 있으므로 추가적인 보안 고려 사항이 있을 수 있습니다.