gelis 技術隨筆

雖然.NET 應用程式也是以 Win32 Process Model 中，但古子裡大不相同！一個處理序 Process 可以有多個 Application Domain ，一個 Application Domain 又可以有多個 ServiceHost，如上圖，應用程式定義域是 .NET CLR 用來隔離 Managed 程式碼與 Windows 的方法，處理序與應用程式定義域之間的關係，很像應用程式及應用程式定義域與 WCF ServiceHost 之間的關係，而且每個應用程式定義域可以裝載零個或多個 WCF ServiceHost 執行個體

The ABC of WCF

我們可以透過下面這張圖，快速地來了解 WCF

圖(二)、The ABC of WCF

Uri baseAddress = new Uri(string.Format("http://localhost:{0}/ScheduleJobService", TcpPort)); 
ServiceHost WcfHost = new ServiceHost(typeof(ScheduleJobWcfService), baseAddress); 
ServiceMetadataBehavior smb = new ServiceMetadataBehavior(); 
smb.HttpGetEnabled = true; 
smb.MetadataExporter.PolicyVersion = PolicyVersion.Policy15; 
WcfHost.Description.Behaviors.Add(smb); 
//啟動 WCF 服務 
WcfHost.Open();

Data Contract 相容性

在相容性部分，如果您需要維持原有用戶端應用程式相容性，DataMember 屬性提供兩種可用的屬性：

1. IsRequired：

如果設定為 True，服務所接受的 SOAP 訊息必須要在 DataMember 中包含其值，這個屬性預設值為 False，所以預設會為每個遺漏的欄位產生預設值

2. EmitDefaultValue：

若設為 True，如果欄位直沒有包含在用戶端傳送過來的 SOAP 訊息裡，用戶端的 WCF Runtime 會為這個遺漏的欄位產生預設值。該欄位預設值為True

重新產生 proxy 類別，更新用戶端應用程式

這有幾種方式，

• 從工具 Visual Studio 中重新產生

圖(八)、從 VS 中產生 Proxy 類別

如何實作支援交易的 WCF 應用程式？

一般來說，官方建議使用 TransactionScope 來實作交易，您可以在 operation 上宣告 OperationBehavior 屬性中的 TransactionScopeRequired 屬性為True來初始化交易，然後 operation 可以使用 CommitableTransaction 來啟動交易或是由用戶端來啟用交易，不過在 WCF 的用戶端應用程式中，建議使用 TransactionScope物件來建立交易。

以及您必須使用 PerSession 執行個體內容模式，因為WCF必須在Operation與呼叫者間維護交易狀態，除非將 TransactionAutoComplete 設為 true，另外也不支援在交易的 WCF 使用單向 (one-way) 的 Operation。

WCF 在 ServiceBehaviorAttribute 中提供額外的兩個屬性讓您設定：

• ReleaseServiceInstanceOnTransacationComplete：(預設為True)

By default 服務在每個交易結束之後會強制回收服務執行個體，如果用戶端呼叫其他的 operation，它必須產生新的執行個體來服務交易

• TransactionAutoCompleteOnSessionClose：(預設為False)

當工作階段完成時，WCF Runtime 會自動完成目前的交易

接著，透過下面範例來看如何撰寫支援交易的 WCF Service

圖(十)、範例程式碼

如果您需要做的異質平台間的交易，WCF 口已透過使用 WS-Atomic Transaction (WS-AT) 協定來實作支援異質(heterogeneous)環境、分散式交易。

首先

1. 您必須啟用WS-AT 組態公用程式來設定 (WS-AT) 支援

圖(十一)、啟用 WS-Atomic Transaction (WS-AT)

2. 設定兩部電腦間的信任關係

WS-AT 通訊協定服務需要系統管理員明確授權個別帳戶，才能參與分散式交易

步驟如下：

• 使用 makecert.exe 公用程式建立暫時性憑證

makecert -n “CN=RootCaClientTest" -r -sv RootCaClientTest.pvk RootCaClientTest.cer

• 將這些憑證安裝到適當的憑證存放區，再使用 wsatConfig.exe 工具將每部電腦的憑證新增至授權之參與者憑證清單中

五、如何在 WCF 中實作訊息加密、驗證、授權？

這裡要跟大家探討如何保護企業 WCF Service？這裡會有幾個安全性議題需要討論，這裡先談使用者驗證

所謂的驗證：

• 維護用戶端應用程式和服務間通訊的機密性 (Confidentiality)
• 舉例來說，有心人士可以利用軟體或硬體的TCP/UDP封包分析器以攔截可能包含私人金融卡帳密或是機密的個人資訊
• 防止被竄改或有錯誤的訊息
• 就算有訊息保密還是難防有心人士攔截後再送往目的地時破壞信息內容，因此您可以利用雜湊(hash)或是XML Signature簽章來偵測訊息是否遭到竄改
• 確認訊息能夠正確的傳送
• 即使訊息沒有竄改也可能遭攔截重複發送，可以使用時間註記是否超出合理時間限制，如超過就丟棄它
• 防止假冒的服務
• 如釣魚網站。防範方式可以使用憑證 (雙向驗證)

常見的驗證方式如下：

常見的驗證方式

• 使用 Windows 驗證 (AD)
• 或者透過 Kerberos 協定來識別使用者，但只能在 Windows 網域(Domain)中使用
• 自訂驗證方式、Form 驗證、Cookie 驗證等等
• 使用 SQL Membership Provider 進行驗證
• 使用憑證
• 使用憑證驗證用戶身分
• SSL 雙向驗證 (Trust)

還有，也可以透過實作訊息的安全性來加密傳輸的資料，WCF 也有內建的演算法 SecurityAlgorithmSuite 可以做這件事。

常見的方式如：

• 使用 SSL (Secure Socket Layer) 加密傳輸資料
• 透過CA取得公鑰(Public)、私鑰(Private)
• 使用演算法(如：SecurityAlgorithmSuite)加密訊息內容，WCF 具備三種常見安全性模式：

1. 1. Message：系統會使用 SOAP 訊息安全性來提供安全性
   2. Transport：安全性可使用安全性傳輸 (例如，HTTPS) 來提供
   3. TransportWithMessageCredential：傳輸、訊息與「使用訊息認證進行傳輸」

使用 Windows 驗證 (AD)

圖(十二)

在服務端的 config 加入如下：

圖(十三) 

使用如下程式碼：

圖(十四)

自訂驗證方式、Form 驗證、Cookie 驗證

圖(十五)、自訂驗證的 Cookie 票卷做法

接著撰寫 Login 驗證的方法，檢核帳密無誤後，產生Cookie 票券

圖(十六)

圖(二十)、設定 serviceCredentials 的 MemberShip 提供者 與 使用的驗證憑證模式

使用憑證驗證用戶身分

如何在 WCF 中使用憑證來驗證身分呢？

1. 可使用 Makecert.exe 建立暫時性憑證

Makecert –sr CurrentUser –ss My –n CN=Alice –sky exchange

2. 設定 Binding 的 SecurityMode 為 Message

圖(二十三)

3. 設定 serviceBehaviors 的 behavior 的 serviceCredentials 底下的 authentication 屬性

圖(二十四)

七、如何設計良好效能的 WCF 服務？

WCF 中提供了一種服務結流 (throttling) 方式來控制資源的使用，以免服務被過度的消費，要設計出良好效能的 WCF 應用程式之前，我們先來了解什麼是服務節流 (throttling)？

服務節流概論

服務節流(throttling) 是用來來控制資源的使用，當ChannelDispatcher物件在找尋合適的operation的時候，還可以檢視目前的需求是否超過負荷，若超過會先放置在內建的 Queue 中。在 ChannelDispatcher 有一個物件叫做 ServiceThrottle 可以設定是否要將需求封鎖或是放到佇列中，除非有特別設定，ServiceThrottle 屬性預設值為 null。

ServiceThrottle 提供三個整數數值的屬性設定：

1. MaxConcurrentInstances

這屬性表示服務允許並行的服務執行個體的最大數量

2. MaxConcurrentCalls

表示同時間能夠處裡 operation/Calls 的最大數量，當你執行個體模式是在PerSession或是PerCall都會受此限制，另外PerSession還會受下面MaxConcurrentSessions屬性所限制

3. MaxConcurrentSessions

這個屬性表示服務端同時間維護的Session的最大個數，Session會隨著用戶端應用程式終止而結束，但某些用戶端如果長時間運行，可能會導致其他用戶端遭到封鎖

而在傳遞 Binary 時，使用 MTMO (Message Transmission Mechanism Optimization) 會有較好的效能。

圖(三十)、使用 MTMO (Message Transmission Mechanism Optimization)

實作：設定服務節流 (ServiceThrottle)

圖(三十一)、新增服務型為項目延伸

圖(三十二)、新增 serviceThrottling 項目延伸

結語

以上為第一篇 WCF 實戰部分，下一篇，筆者將帶著大家了解 WCF Routing Services 的世界，了解如何透過 WCF Routing Services 的 Messaging Filter 實作出類似軟體 Load Balance 的效果，並使用 Step by Step 方式，帶大家實作。

謝謝大家