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Windows Azure Platform AppFabric

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Windows Azure Platform AppFabric Management Portal

Windows Azure Platform AppFabric 是Windows Azure云计算服务的一部分，亦为平台即服务(PaaS)的一种类型，它是Windows Azure上的应用程序服务器 (Application Server) 平台，作为开发身份验证，访问控制以及服务总线 (Service Bus) 应用程序之用。它本身也是奠基于 Windows Azure 操作系统之上，并且以 WCF (Windows Communication Foundation) 为核心开发的。

概观

Windows Azure Platform AppFabric 一开始命名是.NET Service，要作为在 Windows Azure 上的 .NET Framework 特殊服务的一种服务平台，原始的规划中包含了访问控制 (Access Control)，服务总线以及工作流程引擎 (Workflow Engine)，但到了 2009 年的 PDC，正式发表 AppFabric SDK 1.0 时，工作流程引擎被抽掉，原因可能是微软在开发 Workflow Engine 时，尚未解决因云计算特性所导致的分布式运算与状态集成与管理的问题，因此在 AppFabric 1.0 版中这项服务被抽掉了。

在 AppFabric 中，每一项服务都有一个服务命名空间 (service namespace)，这个命名空间会作为应用程序调用 AppFabric 时所使用的 URL 的一部分[1]，

服务

AppFabric 目前包含两种服务：访问控制以及服务总线，作为开发企业服务导向架构 (SOA) 应用程序的基础平台，同时可与其他不同的验证服务集成，形成邦联化验证与访问控制服务 (Federated Access Control)。 在2010年10月28日举办的PDC 2010中，微软宣布将会在 Windows Azure Platform AppFabric 中加入像 Cache, Integration 与 Composite Applications 等功能，让 Windows Azure AppFabric 在云端应用程序上的作为中介应用程服务器的角色更明确[2]。

访问控制

访问控制是 AppFabric 中作为应用程序用户身份验证的数据库，并作为服务总线服务与其他 AppFabric 上的身份验证服务。

v1.0

Access Control v1.0 遵循 OAuth Web Resource Authorization Protocol (WRAP)v0.9 的规格，可作为企业的单一签入 (Single Sign On) 服务的资料存储地，当用户在系统中发出登录指令时，要求会先送到 AppFabric，由 AppFabric 验证身份后，回传以安全权标服务 (Security Token Service; STS) 协议格式传回身份验证的资料后，再由应用程序转送给授权程序，检查权标的资料内容 (会包含部分授权信息) 后，授予用户系统访问权限。

访问控制是由四个部分组成[3]：

  • Token Policy (权标原则)：这是验证的根信息，有了它，才可以建立范围信息。
  • Scope (范围)：在这里会要求记录应用程序或服务的 URL，以作为授权凭据之一。
  • Issuer (用户)：这是用户账户与密码的组成，IssuerName 是用户名，Key 则是密码，算法目前支持 SHA256 散列算法，以及使用证书的 X.509 算法。
  • Rule (规则)：这是 Scope 和 Issuer 组合的配对规则，以登录用户是否具有访问指定范围的权利。

应用程序开发人员要利用 AppFabric SDK 中的 acm.exe 或是 AppFabric Management Services 将应用程序访问控制的四个部分都建立起来后，再改写 Web 应用程序，将验证信息送到 AppFabric 中验证： 

private static string GetTokenFromACS()
{
    WebClient acsClient = new WebClient();
    acsClient.BaseAddress = "https://myservice.accesscontrol.windows.net";
    NameValueCollection values = new NameValueCollection();
    values.Add("wrap_name", "myserviceconsumer");
    values.Add("wrap_password", "jC1n221++AXhzvvZtzQZO7ohsqKR6491N51B6A0UHZE=");
    values.Add("wrap_scope", "http://localhost/myservice");

    byte[] acsResponseInBytes = acsClient.UploadValues("WRAPv0.9", values);
    string acsResponse = Encoding.UTF8.GetString(acsResponseInBytes);
}

当 AppFabric 验证后传回 STS 授权信息，再由应用程序将它转给应用程序内的验证与授权单元进行分析与授权即可。

v2.0

为了实行单一签入并与社群等主要身份验证提供者 (Identity Provider, IdP) 相互介接，Access Control v2.0 开始支持 Google, Yahoo, Facebook, Windows Live ID 等支持 Open ID 或 OAuth 等主流的身份认证服务，并进一步针对企业内环境的身份认证，提供了介接 Active Directory Federation Service (ADFS) v2.0 的功能，Access Control v2.0 的用户先在管理接口中建立桥接机制，当用户向 IdP 要求认证通过后，会得到 IdP Token，而透过 IdP Token 可在 Access Control Service 中交换成 ACS Token 再送交客户端程序，之后的流程就和 v1.0 相同。

ACS v2.0 可支持下列协议：

  • OAuth WRAP v0.9
  • OAuth v1.0a
  • WS-Security
  • WS-Federation

虽然 ACS v2.0 只支持 Google, Yahoo, Facebook, Windows Live ID 等验证服务，但如果有新的 Open ID 认证服务，ACS v2.0 也允许由开发人员手动加入。

服务总线

服务总线是要让 Windows Azure 可作为企业服务应用程序前端 (显露服务与转接消息等) 的一个服务，它本身是由 WCF 所组成，同时由于服务总线是负责处理用户调用的前端接口，基于服务总线的特性，AppFabric Service Bus 会将要求消息转送给服务应用程序，这个程序被称为 Relay，因此 AppFabric SDK 中内含了一个 Microsoft.ServiceBus.dll 组件，它封装了改写 WCF 通信协议的各项必要组件，像是 TCP 与 HTTP 均可以透过 Service Bus 进行转传，但并不是所有的 WCF 协议都可以被转传，像是 MSMQ 以及具名管道等都不在受支持之列[4]。

AppFabric Service Bus 由于是利用 WCF 进行通信，因此使用它的服务应用程序也需要以 WCF 来开发。

下列程序是一个 AppFabric Service Bus 服务应用程序的简单示例： 

using System;
using System.ServiceModel;
using System.ServiceModel.Description;
using Microsoft.ServiceBus;
using Microsoft.ServiceBus.Description;
using System.Text;

namespace Microsoft.ServiceBus.Samples
{

#region Service Contract

    [ServiceContract(Name = "IEchoContract", Namespace = "http://samples.microsoft.com/ServiceModel/Relay/EchoV1")]

    public interface IEchoContract
    {
        [OperationContract]
        String Echo(string text);
    }

    public interface IEchoChannel : IEchoContract, IClientChannel { };

#endregion

#region Echo Service

    [ServiceBehavior(Name = "EchoService", Namespace = "http://samples.microsoft.com/ServiceModel/Relay/EchoV1")]

    public class EchoService : IEchoContract
    {
        public string Echo(string text)
        {
            Console.WriteLine("Echoing: {0}", text);
            return text;
        }
    }

#endregion

#region Host Service

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            ServiceBusEnvironment.SystemConnectivity.Mode = ConnectivityMode.AutoDetect;

            
            // Hard-code the service namespace, issuer name, and issuer secret into the application.
            // Note: The credentials are hard-coded in this sample for simplicity purposes but doing so is not considered a secure programming practice.
            string serviceNamespace = "putServiceNamespaceHere";
            string issuerName= "putIssuerNameHere";
            string issuerSecret = "putIssuerSecretHere";

            // Create the service URI based on the solution name.
            Uri address = ServiceBusEnvironment.CreateServiceUri("sb", serviceNamespace, "EchoService");



           // create the credentials object for the endpoint
            TransportClientEndpointBehavior sharedSecretServiceBusCredential = new TransportClientEndpointBehavior();
            sharedSecretServiceBusCredential.CredentialType = TransportClientCredentialType.SharedSecret;
            sharedSecretServiceBusCredential.Credentials.SharedSecret.IssuerName = issuerName;
            sharedSecretServiceBusCredential.Credentials.SharedSecret.IssuerSecret = issuerSecret;

            // create the service host reading the configuration
            ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(EchoService), address);

            // create the ServiceRegistrySettings behavior for the endpoint
            IEndpointBehavior serviceRegistrySettings = new ServiceRegistrySettings(DiscoveryType.Public);

            // add the Service Bus credentials to all endpoints specified in configuration
            foreach (ServiceEndpoint endpoint in host.Description.Endpoints)
            {
                endpoint.Behaviors.Add(serviceRegistrySettings);
                endpoint.Behaviors.Add(sharedSecretServiceBusCredential);
            }
            
            // open the service
            host.Open();

            Console.WriteLine("Service address: " + address);
            Console.WriteLine("Press [Enter] to exit");
            Console.ReadLine();

            // close the service
            host.Close();
        }
    }

    #endregion

}

AppFabric Service Bus 除了基本的服务通信转送之外，它还支持了服务登录 (Service Registration)，服务搜索 (Service Discovery) 以及消息缓冲器 (Message Buffer，类似 queue 服务) [5] 等功能。

缓存服务

Windows Azure AppFabric 的缓存服务 (Caching Services)，是以微软的 Windows Server AppFabric 内的 Cache Service (研发代号为 Velocity) 为核心所组成，它是与memcached相同能力的分布式缓存服务 (Distributed Cache Services)，现阶段会直接支持 ASP.NET 的缓存 API (Cache API)，不过基于云端的特殊环境，它不支持所有在 Windows Server AppFabric Cache Service 上支持的缓存功能，Caching Service 在2011年4月正式投入商转，并以缓存容量 (Cache Capability) 为单位计费。

Caching Service 的 API 相当直觉，以 ASP.NET 来说，只要设置 Cache Provider (ASP.NET v4.0 以后的版本) 即可直接取用 Caching Service 的服务，或是如下代码，直接以 API 来访问 Caching Service。 

// Declare array for cache host.
DataCacheServerEndpoint[] servers = new DataCacheServerEndpoint[1];
servers[0] = new DataCacheServerEndpoint("mytest.cache.int4.windows-test.net", 22233);

// Setup DataCacheSecurity configuration.
string strACSKey = "YWNzOmh0dHBzzzzvanJvdGhkb2N1bWVudGF0aW9udGVzdGluZy111WNoZS5hY2Nlc3Njb250cm9sLmlud" +
    "DMud2luZG93cy1pbnQubmV0L1dSQVB2MC45LyZvd25lciY0eDhHZTA5SlZTTUQ2VWIyWkNiaWlES1c0NXNzOFIxZjdWZVp0Y3lF" +
    "T2FFPSZodHRwOi8vSnJvdGhEb2N1bWVudGF0aW9uVGVzdGluZy5jYWNoZS5pbnQzLndpbmRvd3MtaW50Lm5ldA==";
var secureACSKey = new SecureString();
foreach (char a in strACSKey)
{
   secureACSKey.AppendChar(a);
}
secureACSKey.MakeReadOnly();
DataCacheSecurity factorySecurity = new DataCacheSecurity(secureACSKey);

// Setup the DataCacheFactory configuration.
DataCacheFactoryConfiguration factoryConfig = new DataCacheFactoryConfiguration();
factoryConfig.Servers = servers;
factoryConfig.SecurityProperties = factorySecurity;

// Create a configured DataCacheFactory object.
DataCacheFactory cacheFactory = new DataCacheFactory(factoryConfig);

// Get a cache client for the default cache.
DataCache defaultCache = cacheFactory.GetDefaultCache();

// Add and retrieve a test object from the default cache.
defaultCache.Add("testkey", "testobject");
string strObject = (string)defaultCache.Get("testkey");

集成服务

集成服务 (Integration Services) 是以 BizTalk Server 的核心引擎为主，透过 Windows Azure AppFabric Integration Services 的功能，企业可以很快的将应用程序与合作伙伴或第三方应用程序集成。

复合式应用程序

复合式应用程序 (Composite Application) 是 Windows Azure AppFabric 身为中间层应用程序服务器服务的最重要组件，它除了能让企业在云端上实现工作流程应用程序 (Workflow Application)，更可以集成现有在云端上的应用程序，不论是 Windows Azure 本身的或是 Windows Azure AppFabric 内的各项服务，都可以运用这个复合式应用程序模型 (Composition Model) 来发展复杂的企业应用。

应用程序开发支持

AppFabric 的访问控制以及 Service Bus 的必要功能，都显露了 REST API 供不同的客户端访问，开发人员只需要利用这些 API 即可访问 AppFabric 中的服务，尤其是 Access Control 在建立账户这个程序上，若利用 REST API 会较使用 acm.exe 工具快很多。

同时，AppFabric SDK 也包含了文件以及 Service Bus 所必要的组件 (即 Microsoft.ServiceBus.dll)，以供开发人员使用[6]。

参考

  1. ^ Add Service Namespace to AppFabric. [2010-06-20]. （原始内容存档于2010-04-30）. 
  2. ^ Windows Azure AppFabric Middle Software Services. [2010-11-06]. （原始内容存档于2010-11-01）. 
  3. ^ Access Control Management Tool. [2010-06-20]. （原始内容存档于2010-07-19）. 
  4. ^ MSDN 边做边学 Windows Azure AppFabric Service Bus：打造服务导向应用程序[永久失效链接]
  5. ^ AppFabric Service Bus Message Buffer Overview. [2010-06-20]. （原始内容存档于2010-01-16）. 
  6. ^ Windows Azure AppFabric SDK. [2010-06-20]. （原始内容存档于2020-07-29）. 

外部链接

  1. MSDN Windows Azure AppFabric Developer Center
  2. Windows Azure AppFabric Team Blog （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  3. Windows Azure AppFabric Announcement Blog
  4. Windows Azure AppFabric SDK Documentation （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  5. Windows Azure AppFabric Lab Enviroment[永久失效链接]
  6. Windows Azure AppFabric Management Portal[永久失效链接]
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