Разработка сервиса с применением Windows Communication Foundation (курсовая)

Национальный Исследовательский УниверситетМОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТИнститут автоматики и вычислительной техникиКафедра прикладной математикиКурсовая работаРазработка сервиса с применениемWindows Communication FoundationКурс «Проектирование программного обеспечения автоматизированных систем»Выполнилстудент 5 курсагруппы А-13-08Захаров АнтонПреподавательМеньшиковаКсения ГеоргиевнаНаучный руководительЧибизоваНаталья ВладимировнаМосква, 20122ВВЕДЕНИЕWindows Communication Foundation (WCF) – платформа нового поколениядля построения распределенных систем, выпущенная в составе .NET Framework3.0. Класс службы WCF не может существовать самостоятельно.

Каждая службаWCF должна находиться под управлением некоторого процесса Windows, называемого хостовым процессом.WCF делает возможным построение безопасных и надёжных транзакционных систем через упрощённую унифицированную программную модель межплатформенного взаимодействия.

Комбинируя функциональность существующихтехнологий .NET по разработке распределённых приложений (ASP.NET XMLWeb Services – ASMX, WSE 3.0, .NET Remoting, .NET Enterprise Services иSystem.Messaging), WCF предоставляет единую инфраструктуру разработки, приумелом применении повышающую производительность и снижающую затраты насоздание безопасных, надёжных и транзакционных Web-служб нового поколения.Заложенные в неё принципы интероперабельности позволяют организовать работу с другими платформами, для чего используются технологии взаимодействияплатформ, разрабатываемые на базе открытого исходного кода.Возможность взаимодействия и интеграция различных API-интерфейсов –это только два важных аспекта WCF.

В дополнение WCF предлагает развитуюфабрику программного обеспечения, которая дополняет технологии удаленнойразработки, представленные WCF.Сервис-ориентированная архитектура (service-oriented architecture, SOA) –модульный подход к разработке программного обеспечения, основанный на использовании распределённых, слабо связанных заменяемых компонентов, оснащённых стандартизированными интерфейсами для взаимодействия по стандартизированным протоколам.Команда разработчиков WCF пользовалась четырьмя принципами проектирования SOA.

Хотя данные принципы реализуются автоматически, просто припостроении приложения WCF. понимание этих четырех кардинальных правилдизайна SOA может помочь применять WCF в дальнейшей перспективе.3Принцип 1: Явное задание границ.Этот принцип подчеркивает тот факт, что функциональность службы WCFвыражается через четко определенные интерфейсы (т. е. описания каждого члена,его параметров и возвращаемых значений). Единственный способ, которымвнешний клиент может связаться со службой WCF, – через интерфейс, при этомоставаясь в неведении о деталях её внутренней реализации.Принцип 2: Автономность служб.Говоря о службах, как об автономных сущностях, имеется в виду тот факт,что каждая служба WCF является (насколько возможно) отдельным «островом».Автономная служба должна быть независимой от проблем с версиями, развертыванием и установкой. Чтобы помочь в продвижении этого принципа, мы опятьвозвращаемся к ключевому аспекту программирования на основе интерфейсов.Как только интерфейс внедрен, он никогда не должен изменяться (или вы рискуете разрушить существующие клиенты).

Когда требуется расширить функциональность службы WCF, просто напишите новый интерфейс, который моделирует необходимую функциональность.Принцип 3: Взаимодействие служб через контракт, а не реализацию.Третий принцип – еще один побочный продукт программирования на основе интерфейсов – состоит в том, что реализация деталей службы WCF (на какомязыке она написана, как именно выполняет свою работу, и т. п.) не касается вызывающего её внешнего клиента. Клиенты WCF взаимодействуют со службамиисключительно через их открытые интерфейсы.

Более того, если члены службыпредставляют сложные специальные типы, они должны быть полностью детализированы в виде контракта данных, гарантируя, что клиенты смогут отобразитьсодержимое на определенную структуру данных.4Принцип 4: Совместимость служб базируется на политике.Поскольку интерфейсы CLR предоставляют строго типизированные контракты всем клиентам WCF (и также могут быть использованы для генерации соответствующего документа WSDL на основе выбранной привязки), важно понимать на то, что интерфейсы и WSDL сами по себе недостаточно выразительны,чтобы детализировать аспекты того, что способна делать служба.

Учитывая это,SOA позволяет определять политики, которые еще более проясняют семантикуслужбы (например, ожидаемые требования безопасности, применяемые для общения со службой). Используя эти политики, можно отделять низкоуровневыесинтаксические описания службы (предоставляемые интерфейсы) от семантических деталей их работы и способов их вызова.51. АРХИТЕКТУРА ПРИЛОЖЕНИЙ WCF1.1.

Основы WCFПри построении распределенной системы WCF обычно создаются три взаимосвязанных сборки.1. Сборка службы WCF. Эта библиотека *.dll содержит классы и интерфейсы,представляющие некую функциональность, которая предлагается внешнимклиентам.2. Хост службы WCF. Этот программный модуль – сущность, которая принимает в себе сборку службы WCF.3. Клиент WCF. Это приложение, которое обращается к функциональностислужбы через промежуточный прокси-класс.Рис. 1.1.

Общая схема взаимодействия хоста WCF и приложения клиента.Хосты и клиенты взаимодействуют друг с другом, согласовывая так называемые «АПК» («ABC», address, binding, contract) – условное наименование для запоминания основных строительных блоков приложения WCF, таких как адрес,привязка и контракт.1. Адрес. Описывает местоположение службы. В коде представлен типомSystem.Uri, однако значение обычно хранится в файлах *.сonfig.2. Привязка. WCF поставляется с множеством различных привязок, которыеуказывают сетевые протоколы, механизмы кодирования и транспортныйуровень.3.

Контракт. Предоставляет описание каждого метода, представленногослужбой WCF.61.2. Конечные точкиВ мире WCF термин конечная точка (endpoint) представляет адрес, привязку и контракт, объединенные вместе в один пакет. В XML конечная точка выражается элементом <endpoint> и элементами address, binding и contract.Каждая конечная точка состоит из следующего.1.

Адрес однозначно определяет конечную точку и указывает потенциальнымпотребителям на место расположения службы. В объектной модели WCFадрес представлен классом EndpointAddress. Класс EndpointAddress содержит свойство Uri, представляющее адрес службы, и свойство Identity, представляющее удостоверение безопасности службы и коллекцию необязательных заголовков сообщений. Необязательные заголовки сообщений используются для вывода дополнительной и более подробной информации,необходимой для идентификации конечной точки или взаимодействия сней.2. Привязка задает способ связи клиента с конечной точкой. В том числе следующее: используемый транспортный протокол (например, TCP или HTTP);используемую в сообщениях кодировку (например, текст или двоичное кодирование); необходимые требования безопасности (например, безопасность сообщений SSL или SOAP).

Привязка в объектной модели WCF представлена абстрактным базовым классом Binding. В большинстве сценариевпользователи могут использовать только одну из предусмотренных системой привязок. Дополнительные сведения см. в разделе Привязки, предоставляемые системой.3. Контракты показывают, какие функциональные возможности дает клиентуконечная точка. В контракте задается следующее: операции, которые могутбыть вызваны клиентом; форма сообщения; тип входных параметров илиданных, требуемых для вызова операции; тип обработки или ответного сообщения, который может ожидать клиент.4. Поведения конечной точки можно использовать для настройки локальногоповедения конечной точки службы.

Поведения конечной точки выполняют7это путем участия в процессе создания среды выполнения WCF. Примеромповедения является свойство ListenUri, позволяющее указывать отличныйот адреса SOAP или WSDL адрес прослушивания.1.3. КонтрактыКонтракт представляет собой описание сообщений, передаваемых оконечным точкам службы и возвращаемых ей. Каждая оконечная точка определяетсясвоими АПК: Адресуемым местом в сети, куда посылаются сообщения; Привязкой, описывающей способ передачи сообщений, и Контрактом, в котором оговорены форматы сообщений. Служба можно рассматривать как набор оконечныхточек, которые реализуют те или иные программно-закодированные алгоритмы.Это может быть бизнесфункция высокого уровня, например ввод заказа всистему, или более специализированная функция, как, скажем, поиск адреса клиента.Для высокоуровневых функций обычно требуются сложные структуры данных, тогда как для более простых часто хватает базовых типов.

В любом случаеоконечная точка должна специфицировать, какие операции она может выполнять,и формат ожидаемых данных. В совокупности эти спецификации и составляютконтракт.В WCF есть контракты трех видов:1. Контракт о службе описывает функциональные операции, реализуемыеслужбой. Он отображает методы класса .NET на описания служб, типовпортов и операций на языке WSDL. Внутри контракта о службе имеютсяконтракты об операциях, которые описывают отдельные операции службы,то есть методы, реализующие ее функции.2.