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Windows通信基础

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Windows通信基础(英语:Windows Communication Foundation, WCF)是由微软发展的一组资料通信的应用程序开发接口,它是.NET框架的一部分,由.NET Framework 3.0开始引入,与Windows Presentation FoundationWindows Workflow Foundation并行为新一代Windows操作系统以及WinFX的三个重大应用程序开发类别库。

在.NET Framework 2.0以及前版本中,微软发展了Web Service(SOAP with HTTP communication),.NET Remoting(TCP/HTTP/Pipeline communication)以及基础的Winsock等通信支持,由于各个通信方法的设计方法不同,而且彼此之间也有相互的重叠性(例如.NET Remoting可以开发SOAP, HTTP通信),对于开发人员来说,不同的选择会有不同的程序设计模型,而且必须要重新学习,让开发人员在使用时有许多不便。同时,服务导向架构(Service-Oriented Architecture)也开始盛行于软件工业中,因此微软重新查看了这些通信方法,并设计了一个统一的程序开发模型,对于资料通信提供了最基本最有弹性的支持,这就是Windows Communication Foundation。

概念

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WCF由于集合了几乎由.NET Framework所提供的通信方法,因此学习曲线比较陡峭,开发人员必须要针对各个部分的内涵做深入的了解,才能够操控WCF来开发应用程序。

  • 通信双方的沟通方式,由合约 (Contract)来订定。
  • 通信双方所遵循的通信方法 (communication protocol),由协议绑定 (Binding)来订定。
  • 通信期间的安全性,由双方约定的安全性层次来订定。

合约(Contract)

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WCF的基本概念是以合约(Contract)来定义双方沟通的协议,合约必须要以接口的方式来呈现,而实际的服务代码必须要由这些合约接口派生并实现。合约分成了四种:

  1. 资料合约(Data Contract),订定双方沟通时的资料格式。
  2. 服务合约(Service Contract),订定服务的定义。
  3. 营运合约(Operation Contract),订定服务提供的方法。
  4. 消息合约(Message Contract),订定在通信期间改写消息内容的规范。

一个WCF中的合约,就如同下列代码所示:

using System;
using System.ServiceModel;
namespace Microsoft.ServiceModel.Samples
{
  [ServiceContract(Namespace = "http://Microsoft.ServiceModel.Samples")] // 服務合約
  public interface ICalculator
  {
    [OperationContract] // 營運合約
    double Adddouble n1, double n2;
    [OperationContract] // 營運合約
    double Subtractdouble n1, double n2;
    [OperationContract] // 營運合約
    double Multiplydouble n1, double n2;
    [OperationContract] // 營運合約
    double Dividedouble n1, double n2;
  }
}

协议绑定(Binding)

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由于WCF支持了HTTPTCP命名管道MSMQ、Peer-To-Peer TCP等协议,而HTTP又分为基本HTTP支持(BasicHttpBinding)以及WS-HTTP支持(WsHttpBinding),而TCP亦支持NetTcpBinding,NetPeerTcpBinding等通信方式,因此,双方必须要统一通信的协议,并且也要在编码以及格式上要有所一致。

一个设置通信协议绑定的示例如下:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
  <system.serviceModel>
    <!-- 設定服務繫結的資訊 -->
    <services>
      <service name=" CalculatorService" >
        <endpoint address="" binding="wsHttpBinding" bindingConfiguration="Binding1"
            contract="ICalculator" />
      </service>
    </services>
    <!-- 設定通訊協定繫結的資訊 -->
    <bindings>
      <wsHttpBinding>
        <binding name="Binding1">
        </binding>
      </wsHttpBinding>
   </bindings>
  </system.serviceModel>
</configuration>

虽然WCF也可以使用SOAP做通信格式,但它和以往的ASP.NET XML Web Services不同,因此有部分技术文章中,会将ASP.NET的XML Web Services称为ASMX Service

WCF的服务可以挂载于Console Application,Windows Application,IIS(ASP.NET)Application,Windows Service以及Windows Activation Services中,但大多都会挂在Windows Service。

安全性层次

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WCF实现上已经支持了传输层次安全性(Transport-level security)以及消息层次安全性(Message-level security)两种。

  • 传输层次安全性:在资料传输时期加密,例如SSL
  • 消息层次安全性:在资料处理时就加密,例如使用数字签名散列或是使用密钥加密法等。

客户端

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对于WCF的客户端来说,WCF服务就像是一个Web Service一样,在Visual Studio 2008中,所有WCF服务的连接都是由客户端的WCF Service Proxy来执行,开发人员不用花费太多心思在通信上,而WCF Service Proxy在Visual Studio中被称为服务参考(Service Reference)。

在Visual Studio中加入WCF的服务参考时,Visual Studio会自动帮开发人员做掉一些必要工作(例如配置建立以及产生Service Proxy等),开发人员只需要在代码中取用WCF Service Proxy对象即可。

参考文献

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