WCF系列：Binding模型從綁定元素認識系統預定義綁定

由於綁定對象由一系列有序的綁定元素組成，綁定元素最終決定着信道棧中信道的組成，而信道的組成最終又決定了信道棧對消息進行處理的方式和能力，所有要確定綁定的特性和能力，我們可以通過查看其綁定元素的構成來一窺究竟。爲此我們我們寫了一個簡單的方法，用於列出一個具體的綁定對象所有的綁定元素，在介紹一個個具體的系統綁定中，我會使用該方法：

static void ListAllBindingElements(Binding binding)
{
BindingElementCollection elements = binding.CreateBindingElements();
for (int i = 0; i < elements.Count; i++)
{
Console.WriteLine("{0}. {1}", i+1, elements.GetType().FullName);
}
}

複製代碼

1.BasicHttpBinding
我們通過調用默認的構造函數創建一個綁定對象，並藉助上面的ListAllBindingElements方法列出該綁定對象所有的綁定元素：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
BasicHttpBinding binding = new BasicHttpBinding();
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

將會得到如下的輸出，從中可以看出在默認的情況下，一個BasicHttpBinding包含兩個最基本的綁定元素：最爲傳輸元素的HttpTransportBindingElement和作爲消息編碼元素的TextMessageEncodingBindingElement。所以BasicHttpBinding在默認的情況下采用HTTP傳輸協議，和基於文本的消息編碼方式。之所以將此綁定命名爲BasicHttpBinding，很大程度上緣於它僅僅包含一些最基本的用於消息通信的元素。

1. System.ServiceModel.Channels.TextMessageEncodingBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.HttpTransportBindingElement

除了提供最基本的傳輸和編碼功能外，BasicHttpBinding還提供了對安全的支持，無論是基於傳輸的安全還是基於消息的安全，都可以通過對綁定進行相應的設置實現。我們同樣通過列出綁定元素的方式來證明這一點。下面的代碼中，在創建BasicHttpBinding對象的時候，指定一個BasicHttpSecurityMode.Transport參數將安全模式設爲傳輸安全模式：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
BasicHttpBinding binding = new BasicHttpBinding(BasicHttpSecurityMode.Transport);
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

在最終的輸出中我們可以看到，傳輸綁定元素由HttpTransportBindingElement變成了HttpsTransportBindingElement，由此可以看出BasicHttpBinding通過HTTPS實現傳輸安全。

1. System.ServiceModel.Channels.TextMessageEncodingBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.HttpsTransportBindingElement

如果我們設置成基於消息的安全模式，並將客戶端的憑證類型（Client Credential Type）設爲證書（Certificate，這對於基於消息安全模式的BasicHttpBinding是必須的）。

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
BasicHttpBinding binding = new BasicHttpBinding(BasicHttpSecurityMode.Message);
binding.Security.Message.ClientCredentialType = BasicHttpMessageCredentialType.Certificate;
ListAllBindingElements(binding);
}
}

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那麼通過輸出，我們可以看到在原有綁定元素之上，又多出了一個新的綁定元素:AsymmetricSecurityBindingElement，該元素通過非對稱加密（也就是基於X509證書的加密方式）的方式實現了基於消息的安全。

1. System.ServiceModel.Channels.AsymmetricSecurityBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.TextMessageEncodingBindingElement
3. System.ServiceModel.Channels.HttpsTransportBindingElement

對於BasicHttpBinding來說，默認採用基於文本的消息編碼方式（TextMessageEncodingBindingElement），實際上BasicHttpBinding還提供對基於MTOM編碼方式的支持。我們可以通過編程或者配置的方式對消息編碼方式進行顯式指定。在下面的代碼中，通過MessageEncoding屬性將編碼方式指定爲：WSMessageEncoding.Mtom。

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
BasicHttpBinding binding = new BasicHttpBinding();
binding.MessageEncoding = WSMessageEncoding.Mtom;
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

那麼我們我們最終輸出的綁定元素列表中，TextMessageEncodingBindingElement將會被實現MTOM消息編碼的MtomMessageEncodingBindingElement代替。

1. System.ServiceModel.Channels.MtomMessageEncodingBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.HttpTransportBindingElement

BasicHttpBinding是WS-BP 1.1 Spec (Basic Profile) 標準的，ASP.NET ASMX Web Service的很多標準存在於WS-BP 1.1 Spec中，比如SOAP 1.1、WSDL 1.1、Message Security 1.0等等，所以BasicHttpBinding可以和傳統的ASP.NET ASMX Web Service進行互操作。

2. WsHttpBinding
我們通過與BasicHttpBinding的方式來分析WsHttpBinding，先通過下面的方式列出在默認條件下（通過默認的構造函數創建WsHttpBinding對象）該綁定對象具有的所有綁定元素：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
WsHttpBinding binding = new WsHttpBinding();
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

從下面的輸出來看，從上到下一共包含4個綁定元素：TransactionFlowBindingElement、SymmetricSecurityBindingElement、TextMessageEncodingBindingElement和HttpTransportBindingElement。TransactionFlowBindingElement實現了對事物流轉；SymmetricSecurityBindingElement通過對稱加密的方式實現基於消息的安全；TextMessageEncodingBindingElement和HttpTransportBindingElement表明WsHttpBinding和BasicHttpBinding一樣採用基於文本的編碼方式和基於HTTP的傳輸協議。

1. System.ServiceModel.Channels.TransactionFlowBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.SymmetricSecurityBindingElement
3. System.ServiceModel.Channels.TextMessageEncodingBindingElement
4．System.ServiceModel.Channels.HttpTransportBindingElement

在這了需要特別指出的就是WsHttpBinding對事務的支持。對於SOA來說，事務永遠是一個重要的主題，我們不僅僅需要單方的事務支持，比如將服務端的操作納入一個單一的事務之中，也需要事務的流轉，將從客戶端開始的事務自動流向服務端；不僅僅需要基於單次服務調用的事務，還需要基於多次服務訪問的事務（將多次服務調用納入同一個事務之中）；不僅僅需要基於單一平臺的事務支持，還需要跨平臺的事務（比如將基於.NET平臺的WCF服務調用和基於J2EE平臺的Web服務調用納入同一個事務中）。在WS-*體系中，WS-T（Transactions）爲事務定義了規範，而在WCF中，則通過TransactionFlowBindingElement實現了WS-Transactions規範。

WsHttpBinding在默認的情況下就提供了對基於消息安全的支持，此外WsHttpBinding仍然提供基於HTTPS的傳輸安全。在下面我們對代碼稍加改動，通過構造函數將WsHttpBinding設置爲基於傳輸的安全模式：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
WsHttpBinding binding = new WsHttpBinding(SecurityMode.Transport);
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

那麼基於消息模式的SymmetricSecurityBindingElement將被去除，而作爲傳輸綁定元素的HttpTransportBindingElement將被替換成HttpsTransportBindingElement，藉此實現基於HTTPS的傳輸安全。

1. System.ServiceModel.Channels.TransactionFlowBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.TextMessageEncodingBindingElement
3．System.ServiceModel.Channels.HttpsTransportBindingElement

除了提供對傳輸和消息安全的支持之外，WsHttpBinding還對傳輸的可靠性提供支持。可靠性消息傳輸確保在網絡環境不好的情況下消息的有效、有序抵達。WS-*通過WS-RM（Reliable Messaging）爲可靠傳輸定義了規範，在WCF中WS-RM通過可靠會話（Reliable Session）實現了WS-RM，而WS-RM在WCF的實現通過ReliableSessionBindingElement承載。下面的代碼中，我們通過另一個構造函數設定WsHttpBinding對可靠會話的支持（第二個參數代表是否支持可靠會話）。

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
WSHttpBinding binding = new WSHttpBinding(SecurityMode.Message, true);
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

最終的輸出將包含五個綁定元素，第二個就是實現了可靠會話的ReliableSessionBindingElement。

1．System.ServiceModel.Channels.TransactionFlowBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.ReliableSessionBindingElement
3. System.ServiceModel.Channels.SymmetricSecurityBindingElement
4. System.ServiceModel.Channels.TextMessageEncodingBindingElement
5．System.ServiceModel.Channels.HttpTransportBindingElement

此外，和BasicHttpBinding一樣，WsHttpBinding定義了類型爲System.ServiceModel.WSMessageEncoding枚舉類型的MessageEncoding屬性，有兩種WSMessageEncoding枚舉值供你選擇：Text和MTOM。

綜上所述，WsHttpBinding對大部分的WS-*提供支持，這包括我們上面提到的WS-Transactions、WS-Security、WS-Reliable Messaging等等。所以從互操作角度講，WsHttpBinding可以和滿足這些標準的Web Service進行互操作。

3. WsDualHttpBinding
在前面對消息交換模式的介紹中，我們談到三種典型的消息交換模式：單向的數據報模式、請求/回覆模式和雙工模式。WsDualHttpBinding就是專門爲HTTP傳輸下雙工消息交換模式設計的。

除了基於傳輸的安全之外，WsHttpbing的所有的特性都被WsDualHttpBinding繼承下來，這包括：基於HTTP的傳輸、基於文本和MTOM的消息編碼、WS-Security、WS-Transactions、WS-Reliable Messaging（Reliable Session）等等。我們仍然通過輸出綁定元素的方式證明這一點：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
WSDualHttpBinding binding = new WSDualHttpBinding();
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

下面列出了輸出的所有綁定元素，從中可以看出TransactionFlowBindingElement對WS-Transactions的支持；ReliableSessionBindingElement對WS-RM的支持；SymmetricSecurityBindingElement對WS-Security的支持；這些綁定元素和TextMessageEncodingBindingElement、HttpTransportBindingElement都是與WsHttpbing共有的，而CompositeDuplexBindingElement和OneWayBindingElement則是WsDualHttpBinding不具有的，這兩個綁定元素實現雙工通信和單項的數據報模式通信。

1. System.ServiceModel.Channels.TransactionFlowBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.ReliableSessionBindingElement
3. System.ServiceModel.Channels.SymmetricSecurityBindingElement
4. System.ServiceModel.Channels.CompositeDuplexBindingElement
5. System.ServiceModel.Channels.OneWayBindingElement
6. System.ServiceModel.Channels.TextMessageEncodingBindingElement
7. System.ServiceModel.Channels.HttpTransportBindingElement

對於WsHttpbing和WsDualHttpBinding的比較，還有一點值得注意的是在默認情況下，WsHttpbing並沒有ReliableSessionBindingElement，也就是說在默認的情況下，WsHttpbing並不支持可靠會話，而對於基於雙工通信的WsDualHttpBinding，可靠會話則是必須的。至於WsDualHttpBinding爲何不支持基於傳輸的安全，原因也很簡單，因爲HTTP協議下的傳輸安全通過HTTPS（SSL）實現，HTTPS依賴於一個真正意義上的Web站點，也就是隻有訪問一個真正意義上Web站點的資源的前提下，HTTPS纔會有有意義。而對於雙工通信來說，由於客戶端滿足這樣要求，所以從服務端回調客戶端的傳輸安全是無法確保的。

雙工通信需要一個雙工的通信通道，但是屬性TCP/IP的讀者應該很清楚，HTTP協議僅僅是一個單純的請求/回覆通信協議，也就是說基於HTTP的通信通道不可以支持雙工通信，那麼WsDualHttpBinding又是如果在HTTP傳輸協議上實現雙工通信的呢？答案很簡單，WsDualHttpBinding採用了兩個HTTP通道。

4. NetTcpBinding
到此爲止，我們一共介紹了三種類型的綁定。從對於傳輸協議的支持來看，它們都就是基於HTTP或者HTTPS的綁定；從對標準的支持看來，BasicHttpBinding提供對WS-BP 1.1的支持，WsHttpBinding和WsDualHttpBinding則對WS-*新的協議提供很好的支持，比如WS-Transactions、WS-Reliable Messaging、WS-Security等等；從消息編碼的角度來看，它們均支持基於純文本的消息編碼和MTOM編碼。這些屬性都決定了這三種綁定具有較好的互操作性，也就是說，對於此三種綁定的應用並不限於對於基於.NET平臺應用的交互，如果通過這些綁定寄宿我們的服務，其他平臺的客戶端可以調用我們的服務，同理我們也可以利用基於這些綁定的客戶端訪問其他非.NET平臺的Web服務，只要對方支持相應的標準。
接下來我們要介紹的另外三種綁定，相比之下就不具有如此好的互操作性，它們只能應用於單純的WCF客戶端和服務之間的交互。它們基於不同的傳輸協議，我們先來介紹基於TCP傳輸協議的NetTcpBinding。

我們照例採用列出綁定元素列表的方式分析綁定的特性，我們先通過下面的代碼看看一個採用默認構造函數創建的NetTcpBinding對象會包含哪些綁丁元素。

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
NetTcpBinding binding = new NetTcpBinding();
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

程序運行後，下面4個綁定元素會被先後輸出。我們借來分析一個NetTcpBinding對象在默認的情況下具有哪些特性：TcpTransportBindingElement表明採用TCP作爲傳輸協議；WindowsStreamSecurityBindingElement提供基於Windows憑證的傳輸安全；BinaryMessageEncodingBindingElement實現基於二進制的消息編碼；TransactionFlowBindingElement則提供對事務流轉的支持。

1. System.ServiceModel.Channels.TransactionFlowBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.BinaryMessageEncodingBindingElement
3. System.ServiceModel.Channels.SslStreamSecurityBindingElement
4. System.ServiceModel.Channels.TcpTransportBindingElement

上面涉及的四個綁定元素，除了WindowsStreamSecurityBindingElement，相信有了前面的介紹，讀者不會感到陌生。在這裏我們來簡單討論一下WindowsStreamSecurityBindingElement。WindowsStreamSecurityBindingElement繼承自System.ServiceModel.Channels.StreamUpgradeBindingElement，StreamUpgradeBindingElement是一種特殊的綁定元素。前面我們講了，綁定元素的使命在於對相應信道的創建，而StreamUpgradeBindingElement的特別之處在於它並會參與信道的創建。StreamUpgradeBindingElement一般應用於基於流的傳輸（Stream Oriented Transport），比如TCP、命名管道等等。它一般位於TransportBindingElement之上，在傳輸層基礎上提供進一步的升級處理（Transport Upgrade），比如安全加密、壓縮等等。WindowsStreamSecurityBindingElement在這裏的提供基於Windows客戶端憑證的傳輸安全，與之相對的，還有一個System.ServiceModel.Channels.SslStreamSecurityBindingElement，提供基於SSL的傳輸安全。如果我們將綁定的客戶端憑證的類型改成Certificate或者None，SslStreamSecurityBindingElement將會被採用：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
NetTcpBinding binding = new NetTcpBinding();
binding.Security.Transport.ClientCredentialType = TcpClientCredentialType.Certificate;
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

WindowsStreamSecurityBindingElement將會被SslStreamSecurityBindingElement替換：

1. System.ServiceModel.Channels.TransactionFlowBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.BinaryMessageEncodingBindingElement
3. System.ServiceModel.Channels.SslStreamSecurityBindingElement
4. System.ServiceModel.Channels.TcpTransportBindingElement

除了對傳輸安全模式的支持（默認），NetTcpBinding也提供對消息安全模式提供支持，比如下面的代碼中，再調用構造函數的時候直接將安全模式類型指定爲：SecurityMode.Message。

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
NetTcpBinding binding = new NetTcpBinding(SecurityMode.Message);
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

實際上，如果採用消息安全模式，SymmetricSecurityBindingElement將會添加進來實現基於消息級別的簽名、加密安全措施。這也可以從下面的輸出結果看出來：

1. System.ServiceModel.Channels.TransactionFlowBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.SymmetricSecurityBindingElement
3. System.ServiceModel.Channels.BinaryMessageEncodingBindingElement
4. System.ServiceModel.Channels.TcpTransportBindingElement

除了單純的傳輸安全模式和消息模式之外，NetTcpBinding還支持一種混合的安全模式，該模式的SecurityMode枚舉值表示爲：SecurityMode.TransportWithMessageCredential。該模式通過傳輸安全保障數據的一致性和保密性，通過消息安全提供身份驗證。關於不同種類的安全模式，將在“安全”一章中進行詳細講解。SslStreamSecurityBindingElement和TransportSecurityBindingElement一起提供該模式的安全，如下面的代碼所示：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
NetTcpBinding binding = new NetTcpBinding(SecurityMode.TransportWithMessageCredential);
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

輸出結果：

1. System.ServiceModel.Channels.TransactionFlowBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.TransportSecurityBindingElement
3. System.ServiceModel.Channels.BinaryMessageEncodingBindingElement
4. System.ServiceModel.Channels.SslStreamSecurityBindingElement
5. System.ServiceModel.Channels.TcpTransportBindingElement

和WsHttpBinding一樣，NetTcpBinding也提供對可靠會話的支持，以保障數據包或者消息的可靠、有序傳遞。不過與WsHttpBinding的實現機制不同的是，基於NetTcpBinding是採用TCP協議固有的可靠傳輸機制，比如消息確認機制、重發機制等等。下面的代碼，通過ReliableSession.Enabled屬性讓綁定實現對可靠會話的支持：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
NetTcpBinding binding = new NetTcpBinding();
binding.ReliableSession.Enabled = true;
ListAllBindingElements(binding);
}

複製代碼

}

和WsHttpBinding一樣，通過ReliableSessionBindingElement實現對可靠會話的支持：

1. System.ServiceModel.Channels.TransactionFlowBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.ReliableSessionBindingElement
3. System.ServiceModel.Channels.BinaryMessageEncodingBindingElement
4. System.ServiceModel.Channels.WindowsStreamSecurityBindingElement
5. System.ServiceModel.Channels.TcpTransportBindingElement

由於NetTcpBinding採用TCP作爲傳輸協議，所以它一般只應用於Intranet中；由於採用二進制的消息編碼方式，在性能上較之基於文本的編碼會有較大的提高；此外，由於和HTTP協議不同，TCP本身就是一個基於雙工通信的協議，所以和WsDualBinding一樣可以用於基於雙工消息交換模式的WCF應用中。

5. NetNamedPipeBinding
NetNamedPipeBinding，顧名思義，就是基於命名管道傳輸的綁定。命名管道本身可以支持跨機器的通信，而在WCF中對NetNamedPipeBinding作了更加嚴格的限制，使其只能用於同一臺機器的跨進程通信（IPC）。所以在所有的綁定中，NetNamedPipeBinding將是性能最好的綁定類型。

我們照例通過分析綁定元素的方式來理解綁定本身的特性與能力。先通過下面的代碼列出NetNamedPipeBinding默認的綁定元素：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
NetNamedPipeBinding binding = new NetNamedPipeBinding();
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

從輸出的綁定元素集合，我們可以得出這樣的結論：NamedPipeTransportBindingElement實現了基於命名管道的傳輸；
WindowsStreamSecurityBindingElement提供了基於Windows憑證的傳輸安全保障；BinaryMessageEncodingBindingElement實現了基於二進制的消息編碼；而TransactionFlowBindingElement則爲事務流轉提供支持。

1. System.ServiceModel.Channels.TransactionFlowBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.BinaryMessageEncodingBindingElement
3. System.ServiceModel.Channels.WindowsStreamSecurityBindingElement
4. System.ServiceModel.Channels.NamedPipeTransportBindingElement

由於NetNamedPipeBinding的特殊性（提供基於IPC的通信），所以決定了它的一些相關的特性：僅僅支持傳輸模式的安全（實際上消息安全模式在IPC場景下已經沒有意義）；客戶端憑證之限於Windows。我們可以將安全模式設爲None，使其不採用任何安全模式：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
NetNamedPipeBinding binding = new NetNamedPipeBinding(NetNamedPipeSecurityMode.None);
ListAllBindingElements(binding);
}
}

複製代碼

這樣，WindowsStreamSecurityBindingElement將從綁定元素集合中剔除：

1. System.ServiceModel.Channels.TransactionFlowBindingElement
2. System.ServiceModel.Channels.BinaryMessageEncodingBindingElement
3. System.ServiceModel.Channels.NamedPipeTransportBindingElement

除了上述的五種綁定類型,WCF中還定義了其他一些綁定,比如NetMsmqBinding、MsmqIntegrationBinding、WebHttpBinding等等，將會在具體設計到這些特殊的綁定的章節中介紹。

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