WCF分布式開發步步為贏(4)：WCF服務可靠性傳輸配置與編程開發

今天繼續WCF分布式開發步步為贏系列的第4節：WCF服務可靠性傳輸配置與編程開發。這個章節，我們要介紹什麼是WCF服務的可靠性傳輸，隨便介紹網絡協議的概念，Web Service為什麼不支持可靠性傳出，具體的WCF綁定協議和可靠性的關系，實現可靠性傳輸有什麼方式，以及配置和開發的詳細實現代碼分析部分。【1】可靠性傳輸【2】配置方式實現可靠性傳輸【3】編程方式實現可靠性傳輸【4】編程實現必備有序傳遞【5】結果分析和總結。

下面進入正式的內容：

【1】可靠性傳輸：

【1.0】網絡協議基礎知識：

這裡我們有必要先介紹OSI參考模型幾個主要協議的基本概念，見下表：

OSI中的層 功能 TCP/IP協議族 應用層 文件傳輸，電子郵件，文件服務，虛擬終端 TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 表示層 數據格式化，代碼轉換，數據加密 沒有協議 會話層 解除或建立與別的接點的聯系 沒有協議 傳輸層 提供端對端的接口 TCP，UDP 網絡層 為數據包選擇路由 IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP 數據鏈路層 傳輸有地址的幀以及錯誤檢測功能 SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU 物理層 以二進制數據形式在物理媒體上傳輸數據 ISO2110，IEEE802。IEEE802.2

TCP/IP是一個協議族，為了幫助大家理解下面協議綁定的內容，把IP想像成一種高速公路，它允許其它協議在上面行駛並找到到其它電腦的出口。TCP和UDP是高速公路上的汽車，汽車上貨物就是HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 協議等。

TCP和UDP是FTP，HTTP和SMTP等應用層協議使用的傳輸層協議。TCP提供面向連接、有保證的數據傳輸，而UDP不提供。TCP有一個特殊的機制來確保數據安全的不出錯的從一個端點傳到另一個端點，而UDP不提供任何這樣的保證。

HTTP(超文本傳輸協議)是利用TCP協議在兩台機器(通常是Web服務器和客戶端)之間傳輸信息的協議。客戶端使用Web浏覽器發起HTTP請求給Web服務器，Web服務器發送被請求的信息給客戶端。

這裡隨便介紹一下SOAP協議，它也是基於XML語言，可以實現分布式系統間的數據交換的協議。SOAP：Simple Object Access Protocol簡單對象訪問協議是一種輕量的、簡單的、基於 XML 的協議，它被設計成在 WEB 上交換結構化的和固化的信息。 SOAP 可以和現存的許多因特網協議和格式結合使用，包括超文本傳輸協議（ HTTP），簡單郵件傳輸協議（SMTP），多用途網際郵件擴充協議（MIME）。它還支持從消息系統到遠程過程調用（RPC）等大量的應用程序，當然也可以映射到TCP協議。

【1.1】WCF可靠性傳輸簡介：

WCF與其他面向服務技術之間（asp.net \j2ee Web Service技術等）最大的區別在於傳輸可靠性（Transport Reliability）與消息可靠性（Message Reliability）。傳輸可靠性（例如通過TCP傳輸）在網絡數據包層提供了點對點保證傳遞（Point-to-Point Guaranteed Delivery），以確保數據包的順序無誤。傳輸可靠性不會受到網絡連接的中斷或其他通信問題的影響。消息可靠性提供了端對端保證傳遞（End-to-End Guaranteed Delivery），確保消息的順序無誤。消息可靠性與引入的中間方的數量無關，與網絡跳數（Network Hops）的數量也沒有關聯。消息可靠性基於一個行業標准。該行業標准為可靠的基於消息的通信維持了一個在傳輸層的會話。如果傳輸失敗，例如無線連接中斷，消息可靠性就會重試（Retries）功能。它還能夠自動處理網絡阻塞（Congestion）、消息緩存（Message Buffering）以及流控制（Flow Control），根據具體情況適時調整發送的消息數。消息可靠性還能夠通過對連接的驗證管理連接自身，並在不需要連接時清除它們。

這裡WCF的可靠性傳輸首先來說數據傳輸同樣依賴底層的網絡傳輸協議，如TCP協議，TCP傳輸控制協議底層就是要求建立連接的狀態進行數據傳遞。其次消息可靠性也是對已有消息可靠性行業標准的支持，WCF框架實現或者擴展了消息可靠性行業標准。

Web Service使用http/post/get/soap三種方式進行訪問，http協議是請求/響應協議，不會維持特定的傳輸通道，本身是不支持可靠性。

【1.2】傳輸協議與可靠性：

看來以上的介紹內容，我們再來介紹WCF綁定協議的可靠性，同樣WCF的可靠性和具體的綁定協議彌補可分。總結了綁定、可靠性、有序傳遞（Ordered Delivery）以及它們各自的默認值之間的關系。可靠性與綁定對應關系如下：

可靠性與綁定對應關系

綁定協議名稱　　　　　支持可靠性　　 　　　　　 默認可靠性　　　　 　　　　　 支持有序傳遞 　　　　　 默認有序傳遞

BasicHttpBinding　　　　　　　　　　　　　 　　No　　　　　　　　　　　　　　 N/A　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　No　　 　　　　　　　　　　　　　 　N/A

NetTcpBinding　　 　　　　　　　　　　　　　　　 Yes　　　　　　　　　　　　　　　Off　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Yes　 　　　　　　　　　　　　　　 　On

NetPeerTcpBinding　　　　　　　　　　　　　　No　 　　　　　　　　　　　　　 N/A　　　　　　　　　　　　　　　　　　 No　　 　　　　　　　　　　　　　　 N/A

NetNamedPipeBinding　　　　　　　　 　No　 　　　　　　　　　　　　　 N/A (On)　　　　　　　　　　 Yes　　　　　　　　　　　　　　　　 　N/A (On)

WSHttpBinding　 　　　　　　　　　　　 　　 　Yes　　　　　　　　　　　　　　　Off　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Yes　 　　　　　　　　　 　　　　　 On

WSFederationHttpBinding　　 Yes　　　　　　　　　　　　　　　Off　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　Yes　 　　　　　　　　　　　 　　　 On

WSDualHttpBinding　　　 　　　　　　 　Yes 　　　　　　　　　　　　　 On　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Yes　　　　　　　　　　　　　　　　 　On

NetMsmqBinding　　　　　　　 　　　　　　 　 No　 　　　　　　　　　　　　　 N/A　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　No　　　　　　　　　　　　　　　　　　　N/A

MsmqIntegrationBinding　　　　　　　No　　　　　　　　　　　　　　　N/A　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 No　 　　　　　　　　　　　　　　　　 N/A

BasicHttpBinding不支持可靠性，BasicHttpBinding面向舊的ASMX Web服務，是不具有可靠性的；

NetMsmqBinding不支持可靠性，MSMQ協議，使用消息隊列，針對斷開調用，不存在傳輸會話；

MsmqIntegrationBinding不支持可靠性；支持WCF與MSMQ協議通信，不存在傳輸會話；

NetPeerTcpBinding不支持可靠性。NetPeerTcpBinding則為廣播場景設計。

WSDualHttpBinding支持可靠性的，建立兩個http會話通道，保持回調通道，確保基於HTTP協議的客戶端存在；

NetTcpBinding 支持可靠性，顯然使用TCP傳輸數據。以及各種WS綁定，默認情況下並不支持可靠性，允許啟用；

NetNamedPipeBinding綁定總是擁有一個確定的從客戶端到服務的跳數，因而它的可靠性是綁定固有的；

WSFederationHttpBinding支持可靠性，支持聯邦通信協議，支持在多個安全區域進行安全會話。

WS綁定協議一般都提供了對可靠性傳遞的支持，可以編程或者配置方式在項目裡啟用。可靠性傳輸要根據綁定的目標場景而定。

【1.3】有序消息：

ＴＣＰ提供了差錯和流量控制。WCF消息可靠性也以來具體的綁定協議底層的傳輸協議和自身擴展的機制確保了消息的有序傳遞，允許消息按照發送順序而非接收順序執行。我們在實際的WCF項目裡及可以只啟用可靠性，而不啟用有序傳遞。

同樣WCF也為我們提供了靈活的方式來配置也啟用項目中的傳輸可靠性和傳遞的有序性，你可以使用配置文件方式也可以使用編程方式實現。如果我們啟用了可靠性，則客戶端與服務端必須保持配置一致，否則客戶端無法與服務通信。我們可以只對支持它的綁定配置可靠性。下面我們就來進行詳細的介紹。

【2】配置方式實現可靠性傳輸：

下面我們使用服務端配置文件，啟用了TCP綁定的可靠性。代碼如下：

<system.serviceModel>
　　　　 <services>
　　　　　　 <service　behaviorConfiguration="WCFService.WCFServiceBehavior"
　　　　　　　　 name="WCFService.WCFService">
　　　　　　　　 <endpoint
　　　　　　　　　　 address="http://localhost:8001/WCFService"
　　　　　　　　　　 binding="wsHttpBinding"
　　　　　　　　　　 contract="WCFService.IWCFService">
　　　　　　　　 </endpoint>
　　　　　　　　 <endpoint
　　　　　　　　　　 address="net.tcp://localhost:8002/WCFService"
　　　　　　　　　　 binding="netTcpBinding"
　　　　　　　　　　　 bindingConfiguration="ReliableTCP"
　　　　　　　　　　 contract="WCFService.IWCFService">
　　　　　　　　 </endpoint>
　　　　　　　　 <endpoint　address="mex"　binding="mexHttpBinding"　contract="IMetadataExchange"　/>
　　　　　　　　 <endpoint　address="mex"　binding="mexTcpBinding"　contract="IMetadataExchange"　/>
　　　　　　　　 <host>
　　　　　　　　　　 <baseAddresses>
　　　　　　　　　　　　 <add　baseAddress="http://localhost:8001/"/>
　　　　　　　　　　　　 <add　baseAddress="net.tcp://localhost:8002/"/>
　　　　　　　　　　 </baseAddresses>
　　　　　　　　 </host>
　　　　　　 </service>
　　　　 </services>
　　　　 <behaviors>
　　　　　　 <serviceBehaviors>
　　　　　　　　 <behavior　name="WCFService.WCFServiceBehavior">
　　　　　　　　　　 <serviceMetadata　httpGetEnabled="true"　/>
　　　　　　　　　　 <serviceDebug　includeExceptionDetailInFaults="false"　/>
　　　　　　　　 </behavior>
　　　　　　 </serviceBehaviors>
　　　　 </behaviors>
　　　　 <bindings>
　　　　　　 <netTcpBinding　>
　　　　　　　　 <binding　name="ReliableTCP">
　　　　　　　　　　 <reliableSession　enabled="True"/>
　　　　　　　　 </binding>
　　　　　　 </netTcpBinding>
　　　　 </bindings>
　　 </system.serviceModel>

這裡我們要設置服務終結點的綁定配置，bindingConfiguration="ReliableTCP"，然後在給出具體綁定配置的可靠傳輸

<netTcpBinding　>
　　　　　　　　 <binding　name="ReliableTCP">
　　　　　　　　　　 <reliableSession　enabled="True"/>
　　　　　　　　 </binding>
　　　　　　 </netTcpBinding>

這樣WCF服務就會啟用可靠消息傳遞。

【3】編程方式實現可靠性傳輸：

至於編程配置方式，這裡我們稍作介紹，TCP綁定和WS綁定提供了略微不同的屬性來配置可靠性。這裡的例子我們繼續使用的是針對TCP編程實現可靠性傳輸的示例代碼：

//采用自托管方式，也可以是IIS、WAS,Windows服務等用戶自定義程序托管服務
　　　　 public　class　WCFHost
　　　　 {
　　　　　　　　 static　void　Main(string[]　args)
　　　　　　　　 {

　　　　　　　　　　　　 //反射方式創建服務實例，
　　　　　　　　　　　　 //Using方式生命實例，可以在對象生命周期結束時候，釋放非托管資源
　　　　　　　　　　　　 using　(ServiceHost　host　=　new　ServiceHost(typeof(WCFService.WCFService)))
　　　　　　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　　　　　　 //相同的服務注冊多個基地址
　　　　　　　　　　　　　　　　 //添加服務和URI，用戶資源標識符
　　　　　　　　　　　　　　　　 Uri　tcpAddress　=　new　Uri("net.tcp://localhost:8001/WCFService");
　　　　　　　　　　　　　　　　 //Uri　httpAddress　=　new　Uri("http://localhost:8002/WCFService");
　　　　　　　　　　　　　　　　 //Uri　pipeAddress　=　new　Uri("net.pipe://localhost:8002/WCFService");
　　　　　　　　　　　　　　　　 SecurityMode　securityMode　=　new　SecurityMode();//實例化安全模型
　　　　　　　　　　　　　　　　 //設置可靠性會話為真
　　　　　　　　　　　　　　　　 NetTcpBinding　netTcpBinding　=　new　NetTcpBinding(securityMode,　true);
　　　　　　　　　　　　　　　　 //添加服務終結點，方式不變
　　　　　　　　　　　　　　　　 host.AddServiceEndpoint(typeof(WCFService.IWCFService),　netTcpBinding,　tcpAddress);
　　　　　　　　　　　　　　　　 //host.AddServiceEndpoint(typeof(WCFService.IWCFService),　new　WSHttpBinding(),　httpAddress);
　　　　　　　　　　　　　　　　 //host.AddServiceEndpoint(typeof(WCFService.IWCFService),　new　NetNamedPipeBinding(),　pipeAddress);
　　　　　　　　　　　　　　　　 ////判斷是否以及打開連接，如果尚未打開，就打開偵聽端口
　　　　　　　　　　　　　　　　 if　(host.State　!=　CommunicationState.Opening)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 host.Open();
　　　　　　　　　　　　　　　　 //顯示運行狀態
　　　　　　　　　　　　　　　　 Console.WriteLine("Host　is　runing!　and　state　is　{0}",　host.State);
　　　　　　　　　　　　　　　　 //等待輸入即停止服務
　　　　　　　　　　　　　　　　 Console.Read();

　　　　　　　　　　　　 }
　　　　　　　　 }

SecurityMode securityMode = new SecurityMode();這個語句就是實例化安全模型，NetTcpBinding netTcpBinding = new NetTcpBinding(securityMode, true);傳入的參數為true，就是啟用可靠性傳遞。添加服務終結點，方式不變host.AddServiceEndpoint(typeof(WCFService.IWCFService), netTcpBinding, tcpAddress);這樣就編程實現了TCP消息的可靠性傳遞。

【4】編程實現必備有序傳遞：

我們這裡在簡單介紹一下WCF有序傳遞的概念。我們知道服務代碼和契約定義應該與它使用的綁定及屬性無關。實際上，WCF服務的實現或者數據契約本身都會依賴於系統消息的有序傳遞（Ordered Delivery）。為了幫助契約或服務的開發者能夠約束支持的綁定，WCF定義了DeliveryRequirementsAttribute類，這是一個密封類，不可繼承，我們使用他來定義服務的傳遞屬性。這裡應用到服務屬性，設置服務啟用有序隊列傳遞。

[DeliveryRequirementsAttribute(
　　 QueuedDeliveryRequirements　=　QueuedDeliveryRequirementsMode.Allowed,
　　 RequireOrderedDelivery　=　true
)]
　　　　 public　class　WCFService　:　IWCFService
　　　　 {
　　　　　　　　 //實現接口定義的方法
　　　　　　　　 public　string　SayHello(string　name)
　　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　　 Console.WriteLine("Hello!　{0},Using　string　",　name);
　　　　　　　　　　　　 return　"Hello!　"　+　name;
　　　　　　　　 }
　　　　　　　　 //實現接口定義的方法
　　　　　　　　 public　string　SayHelloToUser(User　user)
　　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　　 Console.WriteLine("Hello!　{0}　　　　{1},Using　DataContract　",　user.FirstName,　user.LastName);
　　　　　　　　　　　　 return　"Hello!　"　+　user.FirstName　+　"　"　+　user.LastName;
　　　　　　　　 }
　　　　 }

DeliveryRequirementsAttribute..::.RequireOrderedDelivery 屬性設置綁定協議是否必須支持已排序消息。可以應用到服務一級，對WCF服務的所有終結點施加影響，或者只對公開了特定服務契約的終結點施加影響；如果應用到WCF服務一級，則意味著選用有序傳遞是根據具體實現作出的決策。DeliveryRequirements特性也可以應用到服務契約一級，它會對所有支持該契約的服務施加影響。體現了對有序傳遞的要求是根據設計作出的決策。這一約束會在裝載服務時得到執行與驗證。命名管道綁定符合有序傳遞的約束。注：

命名空間： System.ServiceModel

程序集： System.ServiceModel（在 System.ServiceModel.dll 中）

【5】結果分析和總結。

配置完畢後，我們可以在客戶端添加WCF服務引用，生成的配置文件，內容包含對可靠消息傳遞的配置信息，具體如下：

<netTcpBinding>
　　<binding　name="NetTcpBinding_IWCFService"　closeTimeout="00:01:00"
　　　　openTimeout="00:01:00"　receiveTimeout="00:10:00"　sendTimeout="00:01:00"
　　　　transactionFlow="false"　transferMode="Buffered"　transactionProtocol="OleTransactions"
　　　　hostNameComparisonMode="StrongWildcard"　listenBacklog="10"
　　　　maxBufferPoolSize="524288"　maxBufferSize="65536"　maxConnections="10"
　　　　maxReceivedMessageSize="65536">
　　　　<readerQuotas　maxDepth="32"　maxStringContentLength="8192"　maxArrayLength="16384"
　　　　　　maxBytesPerRead="4096"　maxNameTableCharCount="16384"　/>
　　　　<reliableSession　ordered="true"　inactivityTimeout="00:10:00" enabled="true"　/>
　　　　<security　mode="Transport">
　　　　　　<transport　clientCredentialType="Windows"　protectionLevel="EncryptAndSign"　/>
　　　　　　<message　clientCredentialType="Windows"　/>
　　　　</security>
　　</binding>
</netTcpBinding>

<reliableSession ordered="true" inactivityTimeout="00:10:00"　 enabled="true" />是對可靠消息傳遞的的設置節點信息。

以上就是本節的全部內容，介紹了基本的網絡協議，WCF可靠性傳遞的概念以及和具體的各個綁定協議之間的關系，我們還給出了一個簡單的通過配置文件和代碼實現可靠消息傳遞的例子。並進行了分析講解。WCF為我們提供了可靠消息傳遞的有效機制，這個特性也是基於已有網絡傳輸協議，WCF再次基礎上多數據通信模型進行了擴展。這種特性確實對增強我們程序的數據傳遞的准確性有很大的幫助，但是是否使用可靠消息傳遞要基於實際的項目需要，不能強制使用。我們獲得安全可靠性的同時，實際底層付出的是效率的代碼。

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