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チャネル モデルの概要

  • [アーティクル]

Windows Communication Foundation (WCF) チャネル スタックは、メッセージを処理する 1 つ以上のチャネルから成る階層構造の通信スタックです。スタックの一番下には、基になるトランスポート (TCP、HTTP、SMTP、およびその他の種類のトランスポート) にチャネル スタックを適応させるためのトランスポート チャネルがあります。チャネルによって、メッセージを送受信するための低レベルのプログラミング モデルが提供されます。このプログラミング モデルは、複数のインターフェイスと、WCF チャネル モデルとして総称されるその他のモデルを利用します。このトピックでは、チャネル形状、基本的なチャネル リスナの構築 (サービス側)、およびチャネル ファクトリ (クライアント側) について説明します。

チャネル スタック

WCF エンドポイントでは、チャネル スタックと呼ばれる通信スタックを使用して通信が行われます。次の図では、チャネル スタックと、TCP/IP などの他の通信スタックを比較します。

チャネル モデル

まず次のような類似点があります。いずれのスタックでも、スタックの各レイヤにおいて、そのレイヤより下の部分のアブストラクションと、直上のレイヤだけに公開されるアブストラクションが提供されます。各レイヤでは、直下のレイヤのアブストラクションだけが使用されます。また、いずれのスタックでも、2 つのスタックが通信するときは、各レイヤがもう一方のスタック内の対応するレイヤと通信します。たとえば、IP レイヤは IP レイヤと、TCP レイヤは TCP レイヤと通信します。

次に相違点です。TCP スタックは、物理ネットワークのアブストクラションを提供するように設計されていますが、チャネル スタックは、メッセージの配信方法、すなわちトランスポートのアブストラクションだけでなく、メッセージの内容や通信用のプロトコルなど、トランスポートとそれ以上の機能を含む他の機能のアブストラクションも提供するように設計されています。たとえば、信頼できるセッションのバインディング要素は、チャネル スタックの一部ですが、トランスポートの下位でもトランスポート自体でもありません。このアブストラクションは、スタック内の最下位チャネルに、基になるトランスポート プロトコルをチャネル スタック アーキテクチャに適応させるように要求し、スタック内の上位チャネルを利用して、信頼性の保証やセキュリティなどの通信機能を提供することによって、実現されます。

メッセージは、通信スタックを通して、Message オブジェクトとして転送されます。上の図に示されているように、最下位チャネルはトランスポート チャネルと呼ばれます。このチャネルは、他のパーティとメッセージの送受信を行うチャンネルです。これには、他のパーティとの通信で使用されるフォーマットへの Message オブジェクトの変換が含まれます。トランスポート チャネルには、それぞれが信頼できる配信保証などの通信機能を提供する任意の数のプロトコル チャネルを設定することができます。プロトコル チャネルは、Message オブジェクトの形式で転送されるメッセージに対して機能します。通常プロトコル チャネルでは、メッセージの変換 (ヘッダーの付加、本文の暗号化など) や独自のプロトコル制御メッセージの送受信 (確認応答の受信など) が行われます。

チャネル形状

各チャネルには、チャネル形状インターフェイスまたはチャネル形状と呼ばれる 1 つ以上のインターフェイスが実装されています。このようなチャネル形状によって、チャネルが実装し、チャネルのユーザーが呼び出す送受信や要求、応答などの通信指向のメソッドが提供されます。チャネル形状のベースには、IChannel インターフェイスがあります。このインターフェイスでは、スタック内のチャネルで公開される機能にアクセスするための階層構造のメカニズムとして考案された GetProperty<T> メソッドが提供されます。IChannel を拡張する 5 つのチャネル形状は、次のとおりです。

さらに、これらの形状には、それぞれ System.ServiceModel.Channels.ISessionChannel を拡張してセッションをサポートする同等の形状があります。これらは次のとおりです。

チャネル形状は、既存のトランスポート プロトコルでサポートされている基本的なメッセージ交換パターンにならってパターン化されます。たとえば、一方向メッセージングは IInputChannel/IOutputChannel の組み合わせに、要求/応答は IRequestChannel/IReplyChannel の組み合わせに、双方向多重通信は (IInputChannel と IOutputChannel の両方を拡張する) IDuplexChannel に、それぞれ対応します。

チャネル スタックを使用したプログラミング

通常、チャネル スタックは、バインドによってチャネル スタックが作成されるファクトリ パターンを使用して作成されます。送信側では、バインドを使用して ChannelFactory が作成されます。これにより、次々にチャネル スタックが作成され、スタック内の最上位チャネルへの参照が返されます。アプリケーションは、このチャネルを使用して、メッセージを送信できます。詳細については、「クライアントのチャネル レベルのプログラミング」を参照してください。

受信側では、バインドを使用して、入力メッセージを待ち受ける IChannelListener が作成されます。IChannelListener では、チャネル スタックを作成し、最上位チャネルへのアプリケーション参照を渡すことによって、待ち受けているアプリケーションにメッセージが提供されます。アプリケーションは、このチャネルを使用して、入力メッセージを受信します。詳細については、「サービス チャネル レベルのプログラミング」を参照してください。

チャネル オブジェクト モデル

チャネル オブジェクト モデルは、チャネル、チャネル リスナ、およびチャネル ファクトリの実装に必要なインターフェイスのコア セットです。また、カスタム実装を支援するために基本クラスもいくつか提供されます。

チャネル リスナは、受信メッセージを待ち受け、チャネル リスナによって作成されたチャネル経由で上位レイヤに受信メッセージを配信します。

チャネル ファクトリは、メッセージの送信用のチャネルを作成し、チャネル ファクトリが閉じられたときに、作成したすべてのチャネルを閉じます。

ICommunicationObject は、すべての通信オブジェクトが実装する基本ステート マシンを定義するコア インターフェイスです。CommunicationObject は、このコア インターフェイスを再実装するのではなく、他のチャネル クラスの派生が可能なインターフェイスの実装を提供します。ただし、これは必須でありません。カスタム チャネルは、ICommunicationObject を直接実装できますが、CommunicationObject を継承できません。図 3 のクラスは、いずれもチャネル モデルの一部と見なされません。これらは、チャネルを作成するカスタム チャネル実装側が利用できるヘルパーです。

チャネル モデル

以下のトピックでは、チャネル オブジェクト モデルと共に、カスタム チャネルの作成に役立つさまざまな開発分野について説明します。

トピック 説明

サービス : チャネル リスナとチャネル

サービス アプリケーションで受信チャネルを待ち受けるチャネル リスナについて説明します。

クライアント : チャネル ファクトリとチャネル

サービス アプリケーションに接続するチャネルを作成するチャネル ファクトリについて説明します。

状態変更の理解

System.ServiceModel.ICommunicationObject インターフェイス モデルの状態がチャネルでどのように変化するかについて説明します。

メッセージ交換パターンの選択

チャネルがサポートできる 6 つの基本メッセージ交換パターンについて説明します。

例外とエラーの処理

カスタム チャネルでエラーと例外を処理する方法について説明します。

構成とメタデータのサポート

アプリケーション モデルからカスタム チャネルを使用できるようにする方法と、バインディングとバインディング要素を使用してメタデータをエクスポートおよびインポートする方法について説明します。