第十一章 分布式應用程式

第十一章分布式應用程式

使用網絡的應用程式，稱為分布式應用程式（distributed applications），現在，已經越來越重要。幸運的是，.NETBCL 和其他的庫提供了許多結構，使得通過網絡通信變得容易，進而，用 F# 建立分布式應用程式也是很簡單。

網絡概述

已有幾類分布式應用程式，通常分為：用戶端－伺服器（client-server）應用程式，其中用戶端向中央伺服器的請求；點對點應（peer-to-peer）用程式，薩滿教這裡，計算機之間互相交換資料。這一章，我們将重點學習用戶端－伺服器應用程式，由于這是目前更常見的。

不管你想建立哪種分布式應用程式，計算機之間的資料交換都是由協定控制的。協定（protocol）是一種标準，定義了通過網絡進行通信的規則。

建構網絡應用程式通常考慮的一項最具挑戰性的任務，程式員有好的理由才可以執行。當建立應用程式時，必須考慮三個重要需求：

可伸縮性（Scalability）：應用程式被許多使用者并行使用時，必須保持響應。通常，這就需要廣泛地測試與分析伺服器代碼，保證能在高負載下的執行。

容錯（Fault tolerance）：網絡本來就不可靠，是以，寫的代碼不應該假定網絡永遠是好的；如果你這樣做了，應用程式對于最終使用者來說可能是令人沮喪的。每個應用程式都應盡力保證通信錯誤能夠順利處理，給使用者适當的回報，顯示出錯資訊，也可提供診斷和重試的機會，不要因為網絡故障而使應用程式崩潰；還應該考慮資料的一緻性（即，能夠保證所有必須的更新在到達目标計算機時保持資料一緻嗎？），使用事務（transactions）和關系型資料庫存儲資料可以幫助做到這一點。根據應用程式的類型不同，也可以考慮種離線模式，為使用者提供通路本地資料的能力，當網絡以後可用時，再響應網絡請求。是大多數的電子郵件的用戶端都提供了這種離線模式。

安全（Security）：每個應用程式都有安全的問題，但是，在網絡程式設計中安全極其重要。這是因為，一理把應用程式公開到網絡上，也就開放了，網絡上的所有使用者可以攻擊；是以，如果應用程式公開到互聯崗上，就會有數千甚至上百萬的潛在攻擊者。通常，需要考慮的包括，需要跨網絡傳輸的資料安全，簽名保證它不被篡改，或者加密確定隻有适當的人可以讀；也要保證連接配接到應用程式的人經過認證和授權，知道他是誰，想做什麼。

幸運的是，現代程式員不需要自己動手，而是由網絡協定幫助解決這些問題。例如，如果我們想發送的資料很重要，不希望網絡其他人讀取，我們并不需要自己來加密資料，相反，應使用網絡協定提供的功能。這些協定以庫中的元件形式公開，為我們實作了這些功能。協定的類型、使用的庫，由應用程式的需求決定。有些協定提供了加密和認證，而有些則沒有；有些是用于用戶端伺服器應用程式，而有些适用于點對點應用程式。在這一章，我們将學習下面的元件和庫，以及它們所實作的協定：

TCP/IP 套接字（sockets:）：為應用程式（用戶端伺服器、點對點）提供了大量的網絡傳遞控制；

HTTP/HTTPS 請求：支援網頁向伺服器的請求，通常隻為用戶端伺服器應用程式；

網站服務：公開應用程式，使其他應用程式可以請求服務，通常隻為用戶端伺服器應用程式；

Windows 通信基礎（WindowsCommunication Foundation，WCF）：擴充網站服務，為現代程式員提供更多功能支援，包括但不限于，安全性、事務，同時為用戶端伺服器、點對點應用程式。

這些協定是彼此相接的，TCP/IP 是最低層的程式設計接口（API），Windows 通信基礎是最高層的程式設計接口，網站服務是獨立于Windows 通信基礎的，但是，由于Windows 通信基礎也實作了網站協定，是以，可以認為網絡服務是Windows 通信基礎的子集。圖 11-1 是這些協定彼此關系的概覽。

圖 11-1 .NET 網絡程式設計應用程式接口概覽

[ 這個圖也太寒碜了，可能是從視訊上截下來的吧 ]

盡管分布式程式設計天生具有挑戰，不這，通常還是值得學習的，因為它可能夠通路我們感興趣的資料，與其他人共享我們程式的結果。到本章結束，我們就能寫出這樣的程式，包括用戶端伺服器式聊天程式，讀 RSS（稱為簡易資訊聚合，或聚合内容）訂閱，通路儲存在谷歌電子表格中的資料，在推特（Twitter）上找出所有的朋友，以及建立網站服務和Windows 通信基礎服務。

在網絡上提供使用者界面的簡單方法是開發網站應用程式，網站應用程式不在這裡讨論，可以參考第八章的“ASP.NET”一節。