Microsoft Corporation
2006 년 3 월
개요: WCF(Windows Communication Foundation)의 아키텍처와 주요한 개념을 소개합니다.
코드
샘플에서는 WCF 계약, 끝점(Endpoint) 및 동작의 실례를 보여드립니다.
목차
시작하며
WCF 기초
코드 샘플
마무리
이 문서에서는 WCF(Windows Communication Foundation)의 구조를 소개합니다. WCF 주요 개념과
구조에 대해 설명합니다.
개념을 상세히 보여주는 코드 샘플도 다루지만, 코드에 대해 설명하지는 않습니다.
이 문서는 두 가지 주요한 부분으로 분류됩니다:
- WCF 기초: WCF의 주요 개념, 용어 및 아키텍처의 구성요소를 설명합니다.
- 코드 샘플: WCF의 기초 개념을 구체적으로 설명하기 위한 코드 샘플을 준비하고 있습니다.
WCF 기초
WCF 서비스는 끝점(Endpoint)들의 집합을 공개하는 프로그램입니다. 각각의 끝점(Endpoint)은 외부와 통신하기 위한
진입구입니다.
클라이언트는 하나 또는 복수의 끝점(Endpoint)들과 메시지를 교환하는 프로그램입니다. 클라이언트는 끝점(Endpoint)을
공개하고, 이중(duplex)의 메시지 교환 패턴 서비스에서 메세지를 받는 경우도 있습니다.
끝점(Endpoint)
서비스 끝점(Endpoint)은 주소(address), 바인딩(binding), 계약(contract)을 포함합니다.
끝점(Endpoint)의 주소는 네트워크 주소이며, 끝점(Endpoint)이 존재하는 장소를 나타냅니다.
EndpointAddress 클래스는 WCF의 끝점(Endpoint) 주소를 나타냅니다.
끝점(Endpoint)의 바인딩은 트랜스포트 프로토콜 (TCP, HTTP 등), 인코딩 (텍스트, 바이너리 등) 및 보안 요건
(SSL, SOAP 메시지 보안 등), 끝점(Endpoint)이 외부와 통신하기 위한 방법을 지정합니다. Binding
클래스는 WCF 바인딩을 나타냅니다.
끝점(Endpoint) 계약은 끝점(Endpoint)이 통신 내용을 지정하여, 기본적으로는 단방향(one-way) 또는 이중(duplex)의 요청/응답의 기본적인
메세지 교환 패턴 (MEP,Message Exchange Pattern)들로 구성된 메시지의 집합입니다.
ContractDescription 클래스는 WCF 계약을 나타냅니다.
ServiceEndpoint 클래스는 끝점(Endpoint)을 나타내는 EndpointAddress,
바인딩 및 ContractDescription 가 포함되어 각각 끝점(Endpoint)의 주소, 바인딩 및 계약에 대응합니다 (그림 1
참조).
그림 1. 각 서비스의 끝점(Endpoint)은 EndpointAddress, 바인딩 및
ContractDescription의 계약을 포함합니다.
EndpointAddress
EndpointAddress 는 그림 2 와 같이 기본적으로는 URI, ID 및 옵션 헤더의 집합입니다.
끝점(Endpoint)의 보안 ID 는 URI 이지만, 확장된 시나리오에서는 Identity 주소
속성을 사용하고 URI 와는 다른 ID 를 명시적으로 설정하는 것이 가능합니다.
옵션 헤더는 끝점(Endpoint)의 URI 이외의 주소 정보를 제공하기 위해서 사용합니다. 예를 들어, 주소 헤더는 같은 주소
URI 를 공유하는 복수의 끝점(Endpoint)을 구별할 경우에 편리합니다.
그림 2. EndpointAddress는 URI를 포함, AddressProperties는 ID 와
AddressHeaders 집합을 포함합니다.
바인딩(Binding)
바인딩은 이름, 네임스페이스(namespace) 및 구성 가능한 바인딩 요소(binding
element)를 포함합니다 (그림 3). 바인딩의 이름과 네임 스페이스는 서비스의 메타데이터 내에서 바인딩을 식별합니다. 각 바인딩
요소는 끝점(Endpoint)이 외부와 통신 하기 위한 방법을 정의합니다.
그림 3. Binding 클래스와 멤버
예를 들어, 그림 4 는 세 가지의 바인딩 요소가 포함된 바인딩 요소의 집합을 나타냅니다. 각 바인딩 요소는 끝점(Endpoint)과
통신하는 방법을 나타냅니다. TcpTransportBindingElement는 끝점(Endpoint)이
트랜스포트 프로토콜로서 TCP 를 사용해 외부와 통신하는 것을 나타냅니다.
ReliableSessionBindingElement는 끝점(Endpoint)이 신뢰성이 높은 메시징을 사용하여 메시지
송신을 보증하는 것을 나타냅니다. SecurityBindingElement는 끝점(Endpoint)이
SOAP 메시지 보안을 사용하는 것을 나타냅니다. 각 바인딩 요소는 일반적으로 끝점(Endpoint)과의 통신방법을 상세하게 보여줍니다.
예를 들어, ReliableSessionBindingElement는 최저 1 회, 최대 1 회, 1 회
한정 등이 필요한 메시지 송신 보증하는 Assurances 속성을 가집니다.
그림 4. 세 가지의 바인딩 요소를 가지는 바인딩 예
바인딩내의 바인딩 요소의 순서와 타입은 중요합니다. 바인딩 요소 집합내의 바인딩 요소의 순서에 따라, 통신 스택이 구축됩니다.
마지막으로 집합에 추가된 바인딩 요소는 통신 스택의 최하부 구성요소이며, 처음 추가되는 구성요소는 최상부 구성요소가 됩니다. 수신
메시지는 스택의 최하부에서 위로, 송신 메시지는 최상부에서 아래로 흐릅니다. 따라서, 집합내의 바인딩 요소의 순서는 통신 스택 구성요소가
메시지를 처리하는 순서에 직접 영향을 줍니다. WCF 에서는 정의 된 바인딩 세트가 있으며, 사용자 지정 바인딩을 정의하지 않아도,
대부분의 시나리오에서 이것을 사용할 수 있습니다.
계약(contract)
WCF 계약은 끝점(Endpoint)이 외부와 통신하는 내용을 지정한 조작의 집합입니다. 각 조작은 단방향 또는
요청/응답의 메시지 교환의 단순한 메시지 교환입니다.
ContractDescription 클래스는 WCF 계약과 그 조작을 기술하기 위해서 사용합니다.
ContractDescription 내에서는 각 계약 조작에 대응하는
OperationDescription을 포함해, 여기에 단방향 또는 요청/응답이라고 하는 조작을 기술합니다. 각
OperationDescription는 MessageDescriptions의 집합을 사용해 조작을 구성하는
메시지를 나타냅니다
ContractDescription 는 많은 경우, WCF 프로그래밍 모델을 사용해 계약을 정의하는 인터페이스 또는 클래스에서
작성됩니다. 이 타입에는 ServiceContractAttribute 에 의해 주석이 부가되어
끝점(Endpoint) 조작에 대응하는 그 메소드에는 OperationContractAttribute에
의해 주석이 부가됩니다. 속성에 의해 주석이 부가되는 CLR 타입을 개시하지 않고, 수동으로 ContractDescription를 구축할
수 도 있습니다.
이중(duplex)의 계약은 두 가지의 논리 조작 세트를 정의합니다. 하나는 서비스가 클라이언트에 의한 호출을 공개하는 세트이고,
둘째는 클라이언트가 서비스에 의한 호출을 공개하는 세트입니다. 이중(duplex)계약을 정의하기 위한 프로그래밍 모델은 각 세트를 개별의
타입으로 분할하여 (각 타입은 클래스 또는 인터페이스), 서비스의 조작을 나타내는 계약에 ServiceContractAttribute
주석을 부가하고, 클라이언트 (또는 콜백) 조작을 정의하는 계약을 참조합니다. 게다가 ContractDescription는 각 타입의
참조를 포함하여, 결과적으로 하나의 이중(duplex) 계약으로 분류합니다.
바인딩과 같이 각 계약은 이름과 네임 스페이스를 가지고, 서비스의 메타데이터 내에서 계약을 한번에 구분할 수 있습니다.
또, 각 계약은 계약의 동작을 수정 또는 확장하는 ContractBehaviors 집합을 포함합니다. 다음의 섹션에서는 동작을
상세하게 설명합니다.
그림 5. ContractDescription 클래스의 WCF 계약
동작(Behavior)
동작은 서비스 또는 클라이언트의 기능을 수정 또는 확장하는 타입입니다. 예를 들어 ServiceMetadataBehavior 가
구현 한 메타데이터의 동작은 서비스가 메타데이터를 제어합니다. 같은 보안 동작은 위장이나 승인을 규제하여, 트랜잭션동작은
트랜잭션의 투입과 자동 완료를 제어합니다.
동작은 채널의 구축 프로세스에 참가하고, 사용자가 지정한 설정에 근거하는 채널이나, 서비스/계약의 다른 설정을 수정할 수도
있습니다.
서비스 동작은 IServiceBehavior 를 구현 하여, 서비스에 적용되는 타입입니다. 같은 채널 동작은
IChannelBehavior 를 구현 하여, 클라이언트 채널에 적용되는 타입입니다.
서비스와 채널 기술
ServiceDescription 클래스는 WCF 서비스를 나타내는 메모리 내부의 구조이며, 서비스에
의해서 공개된 끝점(Endpoint), 서비스에 적용되는 동작 및 서비스를 구현 하는 타입(클래스)등이 포함됩니다(그림 6 참조).
ServiceDescription는 메타데이터, 코드/구성 및 채널 작성을 위해 사용합니다.
ServiceDescription 객체는 수동으로 만들 수 있습니다. 또 특정의 WCF 속성에 의해 주석이
추가된 타입으로 작성할 수도 있는데, 이러한 시나리오가 일반적입니다. 이 타입의 코드는 수동으로 작성하거나, svcutil.exe 라 불리는 WCF 도구를
사용하여 WSDL 문서에서 생성할 수 있습니다.
ServiceDescription 객체를 작성해 명시적으로 보관 할 수도 있지만, 대부분의 경우 실행하는 서비스의 일환으로서
암묵적으로 작성합니다.
그림 6. ServiceDescription 객체 모델
같은 클라이언트측에서는 ChannelDescription이 특정의 끝점(Endpoint)에의 WCF
클라이언트의 채널을 나타냅니다 (그림 7). ChannelDescription 클래스에는 IchannelBehaviors 집합이
포함되지만, 이것은 채널에 적용되는 동작입니다. 또, 채널이 통신하는 끝점(Endpoint)을 나타내는 ServiceEndpoint 도 포함됩니다.
ServiceDescription 과는 달리, ChannelDescription 에는 채널의 통신 대상인 끝점(Endpoint)을
나타내는 ServiceEndpoint 는 하나 밖에 없습니다.
그림 7. ChannelDescription 객체 모델
WCF 런타임
WCF 런타임은 메시지의 송수신을 담당하는 객체 세트입니다. 예를 들어, 메시지의 포맷, 보안의 적용, 각종 트랜스포트 프로토콜을
사용한 메시지의 송수신 및 적절한 조작에 의한 수신 데이터의 디스패치 등은 모두 WCF 런타임입니다. 다음은 WCF 런타임의 주요 개념을
간략히 설명하겠습니다.
메시지
WCF 메시지는 클라이언트와 끝점(Endpoint)간의 데이터 교환 단위입니다. 메시지는 기본적으로 SOAP 메시지InfoSet 의
메모리 내부의 표현입니다. 메시지는 텍스트 XML 와는 무관합니다. 인코딩 사용방법에 따라, WCF 바이너리 포맷, 텍스트 XML 또는
다른 사용자 지정 포맷을 사용하여 메시지를 시리얼화할 수 있습니다.
채널
채널은 끝점(Endpoint) 메시지 송수신을 위한 중심적인 개념입니다. 일반적으로, 채널에는 두 개의 카테고리가
있습니다. 트랜스포트 채널은 TCP, UDP, MSMQ 등의 트랜스포트 프로토콜을 사용하고, 불분명한 8중창 스트림 송수신을 처리합니다.
한편, 프로토콜 채널은 메시지를 처리 또는 수정하는 것으로, SOAP 기반의 프로토콜을 구현 합니다. 예를 들어, 보안 채널은 SOAP
메시지 헤더를 추가하여, 경우에 따라서는 암호화되어 메시지의 본문을 수정합니다. 채널은 구성이 가능하고, 채널을 다른 채널 위에 차례로
계층화할 수 있습니다.
EndpointListener
EndpointListener는 ServiceEndpoint 와 동등한 런타임입니다. ServiceEndpoint 의
EndpointAddress, 계약, 바인딩 (장소,내용,방법)은 각각 EndpointListener의 리스닝 주소, 메시지의 필터와
디스패치, 채널 스택에 대응됩니다. EndpointListener 에는 메시지의 송수신을 실시하는 채널 스택이 포함됩니다.
ServiceHost 와 ChannelFactory
WCF 서비스 런타임은 통상 ServiceHost.Open 호출에 의해 암묵적으로 작성됩니다. ServiceHost (그림 6)은
서비스 타입 위에서 ServiceDescription 를 작성하여, ServiceDescription 의 ServiceEndpoint
집합에 구성, 코드, 또는 양쪽 모두로 정의된 끝점(Endpoint)을 보관 합니다. 다음으로 ServiceHost 는
ServiceDescription 를 사용하고, ServiceDescription의 ServiceEndpoint 마다
EndpointListener 객체의 형식에서 채널 스택을 작성합니다.
그림 8. ServiceHost 객체 모델
클라이언트측에서는 ChannelFactory 에 의해 클라이언트 런타임이 작성됩니다. 이것은
ServiceHost 에 해당합니다.
ChannelFactory는 계약 타입, 바인딩 및 EndpointAddress에 근거하여 ChannelDescription 를
작성한 후 ChannelDescription 를 사용해 클라이언트의 채널 스택을 작성합니다.
서비스 런타임과는 달리, 클라이언트 런타임은 EndpointListeners 를 포함하지 않습니다. 이것은 클라이언트가 항상
서비스에의 접속을 실행하기 때문에, 수신 접속을「대기」할 필요가 없습니다.
코드 샘플
서비스와 클라이언트의 구축 방법을 나타낸 코드 샘플을 제공합니다. 이 샘플은 개념을 구체적으로 보여주기 위한
것이며, WCF 프로그래밍 기법을 설명하는 것은 아닙니다.
계약의 정의와 구현
앞서 말한 것처럼, 계약을 가장 간단하게 정의하는 방법은 인터페이스 또는 클래스를 작성하고,
ServiceContractAttribute 에 의해 주석을 추가하는 것입니다. 이렇게 하여 시스템에서 ContractDescription를 간단하게 작성할 수 있습니다.
인터페이스 또는 클래스를 사용해 계약을 정의하는 경우, 계약의 멤버인 인터페이스 또는 클래스의 각
메소드에는OperationContractAttribute 주석을 추가해야 합니다. 예는 다음과 같습니다.
using System.ServiceModel;
//a WCF contract defined using an interface
[ServiceContract]
public interface IMath
{
[OperationContract]
int Add(int x, int y);
}
예에서의 계약의 구현은 단지 IMath를 구현 하는 클래스를 작성할 뿐입니다. 이 클래스가 WCF
Service 클래스가 됩니다.
예는 다음과 같습니다.
/the service class implements the interface
public class MathService : IMath
{
public int Add(int x, int y)
{ return x + y; }
}
끝점(Endpoint) 정의와 서비스 개시
끝점(Endpoint)은 코드 또는 구성 내에서 정의할 수 있습니다. 다음 예는
DefineEndpointImperatively 메소드에 의해, 코드로 끝점(Endpoint)을 정의하여 서비스를 개시하기
위한 가장 간단한 방법을 보여줍니다.
DefineEndpointInConfig 메소드는 여기에 상응하는 구성으로 정의된
끝점(Endpoint)을 나타냅니다.
public class WCFServiceApp
{
public void DefineEndpointImperatively()
{
//create a service host for MathService
ServiceHost sh = new ServiceHost(typeof(MathService));
//use the AddEndpoint helper method to
//create the ServiceEndpoint and add it
//to the ServiceDescription
sh.AddServiceEndpoint(
typeof(IMath), //contract type
new WSHttpBinding(), //one of the built-in bindings
"http://localhost/MathService/Ep1"); //the endpoint's address
//create and open the service runtime
sh.Open();
}
public void DefineEndpointInConfig()
{
//create a service host for MathService
ServiceHost sh = new ServiceHost (typeof(MathService));
//create and open the service runtime
sh.Open();
}
}
<!-- configuration file used by above code -->
<configuration
xmlns="http://schemas.microsoft.com/.NetConfiguration/v2.0">
<system.serviceModel>
<services>
<!-- service element references the service type -->
<service type="MathService">
<!-- endpoint element defines the ABC's of the endpoint -->
<endpoint
address="http://localhost/MathService/Ep1"
binding="wsHttpBinding"
contract="IMath"/>
</service>
</services>
</system.serviceModel>
</configuration>
끝점(Endpoint) 메시지 송신
아래의 코드는 메시지를 IMath 끝점(Endpoint)에 송신하기 위한 두 가지 방법을 보여줍니다.
SendMessageToEndpoint는 채널의 작성을 암묵적으로 실행하지만,
SendMessageToEndpointUsingChannel의 예에서는 명시적으로 실행합니다.
SendMessageToEndpoint 의 최초의 예에서는 svcutil.exe 라고 하는 도구와 서비스의 메타데이터를 사용하고,
계약 (이 예에서는 IMath), 계약을 구현 하는 프록시 클래스 (예에서는 MathProxy) 및 관련 구성을 생성하고 있습니다. Imath 에 의해 정의된 계약내용 (실행하는 조작)을 지정하고, 생성된 구성에는 바인딩(방법)과 주소(장소)가 포함됩니다.
이 프록시 클래스를 사용하려면, 이것을 인스턴스화하여 Add 메소드를 호출합니다. 프록시 클래스는
암묵적으로 채널을 작성하여, 끝점(Endpoint)과 통신합니다.
아래와 같은 SendMessageToEndpointsUsingChannel 의 두번째의 예는 ChannelFactory 를 직접
사용한 끝점(Endpoint)과의 통신을 나타냅니다. 이 예에서는 프록시 클래스와 구성이 아닌, ChannelFactory<IMath>.CreateChannel
를 직접 사용해 채널을 작성합니다.또, 구성을 사용해 끝점(Endpoint)의 주소와 바인딩을 정의하는 대신에
ChannelFactory<IMath> 생성자에 의해 두 가지의 정보를 매개 변수로서 받게됩니다.
끝점(Endpoint)의 정의가 필요한 세번째 정보, 즉 계약은 타입 T 를 주고 받습니다.
using System.ServiceModel;
//this contract is generated by svcutil.exe
//from the service's metadata
public interface IMath
{
[OperationContract]
public int Add(int x, int y)
{ return x + y; }
}
//this class is generated by svcutil.exe
//from the service's metadata
//generated config is not shown here
public class MathProxy : IMath
{
...
}
public class WCFClientApp
{
public void SendMessageToEndpoint()
{
//this uses a proxy class that was
//created by svcutil.exe from the service's metadata
MathProxy proxy = new MathProxy();
int result = proxy.Add(35, 7);
}
public void SendMessageToEndpointUsingChannel()
{
//this uses ChannelFactory to create the channel
//you must specify the address, the binding and
//the contract type (IMath)
ChannelFactory<IMath> factory=new ChannelFactory<IMath>(
new WSHttpBinding(),
new EndpointAddress("http://localhost/MathService/Ep1"));
IMath channel=factory.CreateChannel();
int result=channel.Add(35,7);
factory.Close();
}
}
사용자 지정 동작 정의
사용자 지정 동작을 정의하려면, IServiceBehavior (클라이언트측 동작에서는 IchannelBehavior)를 구현
합니다. 다음의 코드는 IserviceBehavior 를 구현 하는 동작의 예입니다.
IServiceBehavior.ApplyBehavior 에서는 코드에 의해 ServiceDescription 가 검증되고, 각
ServiceEndpoint 주소, 바인딩, 계약 및 ServiceDescription 의 각 동작의 이름이 사용됩니다.
이 특별한 동작은 속성이기도 하여 (System.Attribute를 계승), 다음과 같은 선언에 의해
적용하는 것이 가능합니다. 다만, 동작에는 속성이 불필요합니다.
[AttributeUsageAttribute(
AttributeTargets.Class,
AllowMultiple=false,
Inherited=false)]
public class InspectorBehavior : System.Attribute,
System.ServiceModel.IServiceBehavior
{
public void ApplyBehavior(
ServiceDescription description,
Collection<DispatchBehavior> behaviors)
{
Console.WriteLine("-------- Endpoints ---------");
foreach (ServiceEndpoint endpoint in description.Endpoints)
{
Console.WriteLine("--> Endpoint");
Console.WriteLine("Endpoint Address: {0}",
endpoint.Address);
Console.WriteLine("Endpoint Binding: {0}",
endpoint.Binding.GetType().Name);
Console.WriteLine("Endpoint Contract: {0}",
endpoint.Contract.ContractType.Name);
Console.WriteLine();
}
Console.WriteLine("-------- Service Behaviors --------");
foreach (IServiceBehavior behavior in description.Behaviors)
{
Console.WriteLine("--> Behavior");
Console.WriteLine("Behavior: {0}", behavior.GetType().Name);
Console.WriteLine();
}
}
}
사용자 지정 동작의 적용
모든 동작을 명령에 의해 적용하려면, 동작의 인스턴스를 ServiceDescription (클라이언트측에는
ChannelDescription)에 추가합니다.
예를 들어, InspectorBehavior 를 명령에
의해 적용하려면 다음과 같이 기술합니다.
ServiceHost sh = new ServiceHost(typeof(MathService));
sh.AddServiceEndpoint(
typeof(IMath),
new WSHttpBinding(),
"http://localhost/MathService/Ep1");
//Add the behavior imperatively
InspectorBehavior behavior = new InspectorBehavior();
sh.Description.Behaviors.Add(behavior);
sh.Open();
System.Attribute 를 상속 받는 동작은 선언에 의해 서비스에 적용할 수도 있습니다.
예를 들어, InspectorBehavior는 System.Attribute를 상속 받기 때문에, 다음과 같은 선언에 의해 적용할 수 있습니다.
[InspectorBehavior]
public class MathService : IMath
{
public int Add(int x, int y)
{ return x + y; }
}
마무리
WCF 서비스는 끝점(Endpoint)의 집합이며, 각 끝점(Endpoint)은 외부와의 통신을
하는 진입구 입니다.
각 끝점(Endpoint)은 주소(Address), 바인딩(Binding) 및 계약(Contract)이 있습니다. 주소는
끝점(Endpoint)이 존재하는 장소,
바인딩은 끝점(Endpoint)이 통신하는 방법 및 계약은 끝점(Endpoint)이 통신하는
내용을 나타냅니다.
서비스측에서는 ServiceDescription 가 ServiceEndpoints 의 집합을 가지고 각
ServiceEndpoints 는 서비스가 공개하는 끝점(Endpoint)을 기술합니다. 이 기술에서 ServiceHost 는
ServiceDescription 의 ServiceEndpoint 마다 EndpointListener 를 가진 실행개체를 작성합니다.
끝점(Endpoint)의 주소, 바인딩, 계약 (장소,방법,내용)은 각각 EndpointListener 의 리스닝 아드레스, 채널 스택,
메시지의 필터와 디스패치에 해당합니다.
같은 클라이언트측에서는 ChannelDescription 가 클라이언트의 통신 대상인 하나의 ServiceEndpoint 를
가집니다.
이 ChannelDescription에서 ChannelFactory 가 서비스의 끝점(Endpoint)과 통신할 수 있는 채널
스택을 작성합니다.
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