WCF中的Binding模型之六（完结篇）：从绑定元素认识系统预定义绑定

由于绑定对象由一系列有序的绑定元素组成，绑定元素最终决定着信道栈中信道的组成，而信道的组成最终又决定了信道栈对消息进行处理的方式和能力，所有要确定绑定的特性和能力，我们可以通过查看其绑定元素的构成来一窥究竟。为此我们我们写了一个简单的方法，用于列出一个具体的绑定对象所有的绑定元素，在介绍一个个具体的系统绑定中，我会使用该方法：

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

 

一、BasicHttpBinding

我们通过调用默认的构造函数创建一个绑定对象，并借助上面的ListAllBindingElements方法列出该绑定对象所有的绑定元素：

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

 

将会得到如下的输出，从中可以看出在默认的情况下，一个BasicHttpBinding包含两个最基本的绑定元素：最为传输元素的HttpTransportBindingElement和作为消息编码元素的TextMessageEncodingBindingElement。所以BasicHttpBinding在默认的情况下采用HTTP传输协议，和基于文本的消息编码方式。之所以将此绑定命名为BasicHttpBinding，很大程度上缘于它仅仅包含一些最基本的用于消息通信的元素。

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

除了提供最基本的传输和编码功能外，BasicHttpBinding还提供了对安全的支持，无论是基于传输的安全还是基于消息的安全，都可以通过对绑定进行相应的设置实现。我们同样通过列出绑定元素的方式来证明这一点。下面的代码中，在创建BasicHttpBinding对象的时候，指定一个BasicHttpSecurityMode.Transport参数将安全模式设为传输安全模式：

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

 

在最终的输出中我们可以看到，传输绑定元素由HttpTransportBindingElement变成了HttpsTransportBindingElement，由此可以看出BasicHttpBinding通过HTTPS实现传输安全。

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

如果我们设置成基于消息的安全模式，并将客户端的凭证类型（Client Credential Type）设为证书（Certificate，这对于基于消息安全模式的BasicHttpBinding是必须的）。

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

那么通过输出，我们可以看到在原有绑定元素之上，又多出了一个新的绑定元素:AsymmetricSecurityBindingElement，该元素通过非对称加密（也就是基于X509证书的加密方式）的方式实现了基于消息的安全。

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

对于BasicHttpBinding来说，默认采用基于文本的消息编码方式（TextMessageEncodingBindingElement），实际上BasicHttpBinding还提供对基于MTOM编码方式的支持。我们可以通过编程或者配置的方式对消息编码方式进行显式指定。在下面的代码中，通过MessageEncoding属性将编码方式指定为：WSMessageEncoding.Mtom。

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

 

那么我们我们最终输出的绑定元素列表中，TextMessageEncodingBindingElement将会被实现MTOM消息编码的MtomMessageEncodingBindingElement代替。

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

BasicHttpBinding是WS-BP 1.1 Spec (Basic Profile) 标准的，ASP.NET ASMX Web Service的很多标准存在于WS-BP 1.1 Spec中，比如SOAP 1.1、WSDL 1.1、Message Security 1.0等等，所以BasicHttpBinding可以和传统的ASP.NET ASMX Web Service进行互操作。

二、 WsHttpBinding

我们通过与BasicHttpBinding的方式来分析WsHttpBinding，先通过下面的方式列出在默认条件下（通过默认的构造函数创建WsHttpBinding对象）该绑定对象具有的所有绑定元素：

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

 

从下面的输出来看，从上到下一共包含4个绑定元素：TransactionFlowBindingElement、SymmetricSecurityBindingElement、TextMessageEncodingBindingElement和HttpTransportBindingElement。TransactionFlowBindingElement实现了对事物流转；SymmetricSecurityBindingElement通过对称加密的方式实现基于消息的安全；TextMessageEncodingBindingElement和HttpTransportBindingElement表明WsHttpBinding和BasicHttpBinding一样采用基于文本的编码方式和基于HTTP的传输协议。

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

在这了需要特别指出的就是WsHttpBinding对事务的支持。对于SOA来说，事务永远是一个重要的主题，我们不仅仅需要单方的事务支持，比如将服务端的操作纳入一个单一的事务之中，也需要事务的流转，将从客户端开始的事务自动流向服务端；不仅仅需要基于单次服务调用的事务，还需要基于多次服务访问的事务（将多次服务调用纳入同一个事务之中）；不仅仅需要基于单一平台的事务支持，还需要跨平台的事务（比如将基于.NET平台的WCF服务调用和基于J2EE平台的Web服务调用纳入同一个事务中）。在WS-*体系中，WS-AT为事务定义了规范，而在WCF中，则通过TransactionFlowBindingElement实现了WS-AT规范。

WsHttpBinding在默认的情况下就提供了对基于消息安全的支持，此外WsHttpBinding仍然提供基于HTTPS的传输安全。在下面我们对代码稍加改动，通过构造函数将WsHttpBinding设置为基于传输的安全模式：

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

那么基于消息模式的SymmetricSecurityBindingElement将被去除，而作为传输绑定元素的HttpTransportBindingElement将被替换成HttpsTransportBindingElement，借此实现基于HTTPS的传输安全。

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

除了提供对传输和消息安全的支持之外，WsHttpBinding还对传输的可靠性提供支持。可靠性消息传输确保在网络环境不好的情况下消息的有效、有序抵达。WS-*通过WS-RM（Reliable Messaging）为可靠传输定义了规范，在WCF中WS-RM通过可靠会话（Reliable Session）实现了WS-RM，而WS-RM在WCF的实现通过ReliableSessionBindingElement承载。下面的代码中，我们通过另一个构造函数设定WsHttpBinding对可靠会话的支持（第二个参数代表是否支持可靠会话）。

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

最终的输出将包含五个绑定元素，第二个就是实现了可靠会话的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一样，WsHttpBinding定义了类型为System.ServiceModel.WSMessageEncoding枚举类型的MessageEncoding属性，有两种WSMessageEncoding枚举值供你选择：Text和MTOM。

综上所述，WsHttpBinding对大部分的WS-*提供支持，这包括我们上面提到的WS-Transactions、WS-Security、WS-Reliable Messaging等等。所以从互操作角度讲，WsHttpBinding可以和满足这些标准的Web Service进行互操作。

三、 WsDualHttpBinding

在前面对消息交换模式的介绍中，我们谈到三种典型的消息交换模式：单向的数据报模式、请求/回复模式和双工模式。WsDualHttpBinding就是专门为HTTP传输下双工消息交换模式设计的。

除了基于传输的安全之外，WsHttpbing的所有的特性都被WsDualHttpBinding继承下来，这包括：基于HTTP的传输、基于文本和MTOM的消息编码、WS-Security、WS-Transactions、WS-Reliable Messaging（Reliable Session）等等。我们仍然通过输出绑定元素的方式证明这一点：

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

 

下面列出了输出的所有绑定元素，从中可以看出TransactionFlowBindingElement对WS-Transactions的支持；ReliableSessionBindingElement对WS-RM的支持；SymmetricSecurityBindingElement对WS-Security的支持；这些绑定元素和TextMessageEncodingBindingElement、HttpTransportBindingElement都是与WsHttpbing共有的，而CompositeDuplexBindingElement和OneWayBindingElement则是WsDualHttpBinding不具有的，这两个绑定元素实现双工通信和单项的数据报模式通信。

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

对于WsHttpbing和WsDualHttpBinding的比较，还有一点值得注意的是在默认情况下，WsHttpbing并没有ReliableSessionBindingElement，也就是说在默认的情况下，WsHttpbing并不支持可靠会话，而对于基于双工通信的WsDualHttpBinding，可靠会话则是必须的。至于WsDualHttpBinding为何不支持基于传输的安全，原因也很简单，因为HTTP协议下的传输安全通过HTTPS（SSL）实现，HTTPS依赖于一个真正意义上的Web站点，也就是只有访问一个真正意义上Web站点的资源的前提下，HTTPS才会有有意义。而对于双工通信来说，由于客户端满足这样要求，所以从服务端回调客户端的传输安全是无法确保的。

双工通信需要一个双工的通信通道，但是属性TCP/IP的读者应该很清楚，HTTP协议仅仅是一个单纯的请求/回复通信协议，也就是说基于HTTP的通信通道不可以支持双工通信，那么WsDualHttpBinding又是如果在HTTP传输协议上实现双工通信的呢？答案很简单，WsDualHttpBinding采用了两个HTTP通道。

四、NetTcpBinding

到此为止，我们一共介绍了三种类型的绑定。从对于传输协议的支持来看，它们都就是基于HTTP或者HTTPS的绑定；从对标准的支持看来，BasicHttpBinding提供对WS-BP 1.1的支持，WsHttpBinding和WsDualHttpBinding则对WS-*新的协议提供很好的支持，比如WS-Transactions、WS-Reliable Messaging、WS-Security等等；从消息编码的角度来看，它们均支持基于纯文本的消息编码和MTOM编码。这些属性都决定了这三种绑定具有较好的互操作性，也就是说，对于此三种绑定的应用并不限于对于基于.NET平台应用的交互，如果通过这些绑定寄宿我们的服务，其他平台的客户端可以调用我们的服务，同理我们也可以利用基于这些绑定的客户端访问其他非.NET平台的Web服务，只要对方支持相应的标准。

接下来我们要介绍的另外三种绑定，相比之下就不具有如此好的互操作性，它们只能应用于单纯的WCF客户端和服务之间的交互。它们基于不同的传输协议，我们先来介绍基于TCP传输协议的NetTcpBinding。

我们照例采用列出绑定元素列表的方式分析绑定的特性，我们先通过下面的代码看看一个采用默认构造函数创建的NetTcpBinding对象会包含哪些绑丁元素。

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

程序运行后，下面4个绑定元素会被先后输出。我们借来分析一个NetTcpBinding对象在默认的情况下具有哪些特性：TcpTransportBindingElement表明采用TCP作为传输协议；WindowsStreamSecurityBindingElement提供基于Windows凭证的传输安全；BinaryMessageEncodingBindingElement实现基于二进制的消息编码；TransactionFlowBindingElement则提供对事务流转的支持。

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

上面涉及的四个绑定元素，除了WindowsStreamSecurityBindingElement，相信有了前面的介绍，读者不会感到陌生。在这里我们来简单讨论一下WindowsStreamSecurityBindingElement。WindowsStreamSecurityBindingElement继承自System.ServiceModel.Channels.StreamUpgradeBindingElement，StreamUpgradeBindingElement是一种特殊的绑定元素。前面我们讲了，绑定元素的使命在于对相应信道的创建，而StreamUpgradeBindingElement的特别之处在于它并会参与信道的创建。StreamUpgradeBindingElement一般应用于基于流的传输（Stream Oriented Transport），比如TCP、命名管道等等。它一般位于TransportBindingElement之上，在传输层基础上提供进一步的升级处理（Transport Upgrade），比如安全加密、压缩等等。WindowsStreamSecurityBindingElement在这里的提供基于Windows客户端凭证的传输安全，与之相对的，还有一个System.ServiceModel.Channels.SslStreamSecurityBindingElement，提供基于SSL的传输安全。如果我们将绑定的客户端凭证的类型改成Certificate或者None，SslStreamSecurityBindingElement将会被采用：

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

WindowsStreamSecurityBindingElement将会被SslStreamSecurityBindingElement替换：

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

除了对传输安全模式的支持（默认），NetTcpBinding也提供对消息安全模式提供支持，比如下面的代码中，再调用构造函数的时候直接将安全模式类型指定为：SecurityMode.Message。

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

实际上，如果采用消息安全模式，SymmetricSecurityBindingElement将会添加进来实现基于消息级别的签名、加密安全措施。这也可以从下面的输出结果看出来：

 

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

除了单纯的传输安全模式和消息模式之外，NetTcpBinding还支持一种混合的安全模式，该模式的SecurityMode枚举值表示为：SecurityMode.TransportWithMessageCredential。该模式通过传输安全保障数据的一致性和保密性，通过消息安全提供身份验证。关于不同种类的安全模式，将在“安全”一章中进行详细讲解。SslStreamSecurityBindingElement和TransportSecurityBindingElement一起提供该模式的安全，如下面的代码所示：

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

输出结果：

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一样，NetTcpBinding也提供对可靠会话的支持，以保障数据包或者消息的可靠、有序传递。不过与WsHttpBinding的实现机制不同的是，基于NetTcpBinding是采用TCP协议固有的可靠传输机制，比如消息确认机制、重发机制等等。下面的代码，通过ReliableSession.Enabled属性让绑定实现对可靠会话的支持：

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

和WsHttpBinding一样，通过ReliableSessionBindingElement实现对可靠会话的支持：

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

由于NetTcpBinding采用TCP作为传输协议，所以它一般只应用于Intranet中；由于采用二进制的消息编码方式，在性能上较之基于文本的编码会有较大的提高；此外，由于和HTTP协议不同，TCP本身就是一个基于双工通信的协议，所以和WsDualBinding一样可以用于基于双工消息交换模式的WCF应用中。

五、 NetNamedPipeBinding

NetNamedPipeBinding，顾名思义，就是基于命名管道传输的绑定。命名管道本身可以支持跨机器的通信，而在WCF中对NetNamedPipeBinding作了更加严格的限制，使其只能用于同一台机器的跨进程通信（IPC）。所以在所有的绑定中，NetNamedPipeBinding将是性能最好的绑定类型。

我们照例通过分析绑定元素的方式来理解绑定本身的特性与能力。先通过下面的代码列出NetNamedPipeBinding默认的绑定元素：

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

从输出的绑定元素集合，我们可以得出这样的结论：NamedPipeTransportBindingElement实现了基于命名管道的传输；WindowsStreamSecurityBindingElement提供了基于Windows凭证的传输安全保障；BinaryMessageEncodingBindingElement实现了基于二进制的消息编码；而TransactionFlowBindingElement则为事务流转提供支持。

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

由于NetNamedPipeBinding的特殊性（提供基于IPC的通信），所以决定了它的一些相关的特性：仅仅支持传输模式的安全（实际上消息安全模式在IPC场景下已经没有意义）；客户端凭证之限于Windows。我们可以将安全模式设为None，使其不采用任何安全模式：

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

 

这样，WindowsStreamSecurityBindingElement将从绑定元素集合中剔除：

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

除了上述的五种绑定类型,WCF中还定义了其他一些绑定,比如NetMsmqBinding、MsmqIntegrationBinding、WebHttpBinding等等，将会在具体设计到这些特殊的绑定的章节中介绍。

WCF中的绑定模型：
[WCF中的Binding模型]之一: Binding模型简介
[WCF中的Binding模型]之二: 信道与信道栈（Channel and Channel Stack）
[WCF中的Binding模型]之三：信道监听器（Channel Listener）
[WCF中的Binding模型]之四：信道工厂（Channel Factory）
[WCF中的Binding模型]之五：绑定元素（Binding Element）
[WCF中的Binding模型]之六：从绑定元素认识系统预定义绑定

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作者：Artech
出处：http://artech.cnblogs.com
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