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[科普中国]-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数据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 Foundation及 Windows 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库。

简介在.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,对于数据通信提供了最基本最有弹性的支持,这就是Windows Communication Foundation。1

概念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。1

合约(Contract)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:

数据合约(Data Contract),订定双方沟通时的数据格式。

服务合约(Service Contract),订定服务的定义。

营运合约(Operation Contract),订定服务提供的方法。

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")] // 服务合约 public interface ICalculator { [OperationContract] double Add(double n1, double n2); [OperationContract] double Subtract(double n1, double n2); [OperationContract] double Multiply(double n1, double n2); [OperationContract] double Divide(double n1, double n2); }}协议绑定(Binding)由于WCF支持了HTTP,TCP,Named Pipe,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:

虽然WCF也可以使用SOAP做通信格式,但它和以往的ASP.NETXML 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。2

安全性层次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:在数据传输时期加密,例如SSL。

消息层次安全性:在数据处理时就加密,例如使用数字签名,散列或是使用密钥加密法等。2

客户端对于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来运行,开发人员不用花费太多心思在通信上,而WCF Service Proxy在Visual Studio中被称为服务引用(Service Reference)。

在Visual Studio中加入WCF的服务引用时,Visual Studio会自动帮开发人员做掉一些必要工作(例如配置创建以及产生Service Proxy等),开发人员只需要在代码中取用WCF Service Proxy对象即可。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所