【.NET 6】gRPC入門：localhostの壁を越え、外部からアクセス可能なサーバー＆クライアントを構築する

どうやら、一筋縄ではいかない砂の迷宮に迷い込んだらしい。この顛末を書き残しておくか。

かつて、.NET Framework（Microsoftの従来型開発フレームワーク）という大地で、我々はWCF(Windows Communication Foundation：.NET通信フレームワーク)という名の、万能にして偉大な魔法を操っていた。しかし、時代は流れ、.NET 6（Microsoftの最新開発フレームワーク）という新たな大地では、その古の魔法はもはや使えない。神々（Microsoft）は、その後継者として「gRPC」（高性能RPC通信フレームワーク）という、より強力で、より高速な、新たな王を我々に示した。

崩れゆく、古き神殿の、玉座。そこに、新たな王の、紋章が、光と共に、降臨する、決定的な「瞬間」を描き出す。

今回は、Windows（Microsoft製OS）という故郷の大地で、この新たな王gRPCの力を借り、ゴーレムを錬成する。そして、localhost（自端末のみアクセス可能な特殊アドレス）という名の安息所から、IPアドレス（ネットワーク識別番号）という広大な世界へ、その魂を解き放つ儀式を執り行う。これは、古き王への追悼と、新たなる王への忠誠を誓う、魂の継承儀式の記録である。

この羊皮紙のあらまし

この羊皮紙のあらまし
この羊皮紙が導く者
砂漠の道標
第一の儀式：gRPCサーバという名の、王の神殿を築く
- 魂の設計図を書き換える：launchSettings.json（開発設定ファイル）
- 王の降臨
第二の儀式：王と対話する、使徒を創る（gRPCクライアント）
羊皮紙を巻く前に
砂漠で見つけた魔法のランプ
ラクダの独り言

この羊皮紙が導く者

gRPCという、HTTP/2の光の道を駆ける、新たな魔法体系に興味がある者
WCFという古の魔法の終焉に戸惑い、次なる力を求める探求者
.NET 6への移行を検討しているレガシーシステム開発者
マイクロサービス間通信の高速化を目指す実務家

砂漠の道標

WCF - Windows Communication Foundationの略。.NET Frameworkの通信フレームワーク。.NET 6では非推奨。
gRPC - Google開発の高性能RPC（Remote Procedure Call）フレームワーク。HTTP/2ベース。
.NET 6 - Microsoftのオープンソースなクロスプラットフォーム開発フレームワーク。
ASP.NET Core - Webアプリケーション・API開発のためのフレームワーク。クロスプラットフォーム対応。
HTTP/2 - HTTPプロトコルの第2版。多重化により高速通信が可能。
NLog - .NET用の高機能ログ出力ライブラリ。ファイル、コンソール等へのログ出力が可能。
launchSettings.json - ASP.NET Coreのローカル開発設定ファイル。起動URL等を定義。
0.0.0.0 - 全てのネットワークインターフェースで待ち受けることを示す特殊なIPアドレス。
自己署名証明書 - 認証局を介さず自身で発行したSSL/TLS証明書。開発・テスト環境で使用。

第一の儀式：gRPCサーバという名の、王の神殿を築く

Visual Studio 2022（Microsoft製統合開発環境）という名の魔法の工房で、新たなプロジェクトを創造する。テンプレートから「ASP.NET Core gRPC サービス」（gRPCサーバプロジェクトテンプレート）を選び、GrpcGreeterという名の、王の神殿を築き始める。

新たな王の神殿を、ここに築く

神殿には、王の声を聴くための魔法の耳「NLog」（.NET用ログ出力ライブラリ）を、NuGet（.NETパッケージ管理システム）という名の宝物庫から授ける。

王の声を聴くための、魔法の耳

魂の設計図を書き換える：`launchSettings.json`（開発設定ファイル）

ここが、今回の儀式で最も重要な秘儀だ。神殿の設計図であるlaunchSettings.json（ASP.NET Core開発設定ファイル）を開き、applicationUrl（アプリケーション起動URL）に記されたlocalhost（自端末のみアクセス可能な特殊アドレス）という内なる言葉を、0.0.0.0（全ネットワークインターフェースで待ち受け）という、全世界に向けた開かれた言葉へと書き換える。

{
  "profiles": {
    "GrpcGreeter": {
      "applicationUrl": "http://0.0.0.0:5217;https://0.0.0.0:7217",  // 全てのIPで待ち受け
      // ...
    }
  }
}

この一文こそが、王が自らの神殿に閉じこもるのをやめ、広大な世界からの呼びかけに応えるための、最も重要な呪文である。

王の降臨

神殿を起動すると、初回に限り、SSL証明書（暗号化通信用デジタル証明書）という名の「聖なる結界」を信頼するかの信託を問われる。これを承認すれば、王はついに、我々の世界に降臨する。

聖なる結界を、信頼せよ

第二の儀式：王と対話する、使徒を創る（gRPCクライアント）

王と対話するためには、その言葉を理解し、伝えるための「使徒（クライアントアプリケーション）」が必要だ。新たなコンソールアプリ（コマンドライン実行アプリケーション）のプロジェクトを創り、サーバと同様に、gRPCとNLogに必要なパッケージ（ライブラリ）を授ける。

使徒の心得：`greet.proto`（gRPC通信仕様定義ファイル）

王との対話の作法を記した、greet.proto（Protocol Buffers定義ファイル）という名の聖典を、サーバの神殿からコピーする。ただし、csharp_namespace（C#の名前空間）は、この使徒自身の名であるGrpcGreeterClientへと書き換えねばならない。

魂の接続：`Program.cs`（メインプログラム）

いよいよ、使徒が王と対話する、感動の瞬間だ。 ipconfig（Windows用ネットワーク情報表示コマンド）で突き止めた、王の神殿の座標（IPアドレス：ネットワーク識別番号）を指定する。そして、自己署名証明書（開発用SSL証明書）という結界を信頼する、という誓いを立てることを忘れてはならない。

// 王の神殿の座標（WindowsのIPアドレスとHTTPSポート）
var server = "https://172.18.149.227:7217";

var option = new GrpcChannelOptions()
{
    HttpClient = new HttpClient(new HttpClientHandler
    {
        // 自己署名証明書という結界を、信頼する（開発環境専用設定）
        ServerCertificateCustomValidationCallback = HttpClientHandler.DangerousAcceptAnyServerCertificateValidator,
    })
};
var channel = GrpcChannel.ForAddress(server, option);
var client = new Greeter.GreeterClient(channel);

// 使徒が王へ、最初の言葉を投げかける
var response = await client.SayHelloAsync(new HelloRequest { Name = "World" });

対話の記録：Log2Console（ログビューアアプリケーション）

Log2Console（ログビューアツール）という名の真実の鏡を覗き込めば、王と使徒、二つの魂が交わした、荘厳な対話の記録を、その目で確かめることができる。

真実の鏡に映る、王と使徒の対話

羊皮紙を巻く前に

WCF（.NET Framework通信フレームワーク）の時代は終わった。しかし、我々はgRPC（高性能RPC通信フレームワーク）という、より強力な魔法を手に入れた。古き王への追悼と、新たなる王への忠誠を誓う、この魂の継承儀式は、思いのほか明快なものだった。

gRPCがもたらす新時代の恩恵

劇的なパフォーマンス向上 - HTTP/2ベースの多重化により、WCFと比較して数倍の高速通信を実現。マイクロサービス間通信の遅延を大幅に削減
真のクロスプラットフォーム対応 - Windows、Linux、macOSで完全に同一のコードが動作。.NET 6のクロスプラットフォーム思想を完璧に体現
Protocol Buffersによる型安全性 - .protoファイルで通信仕様を厳密に定義。コンパイル時の型チェックでランタイムエラーを防止
双方向ストリーミング対応 - クライアント・サーバ間の双方向リアルタイム通信が可能。チャットやリアルタイムダッシュボードに最適

この儀式で学んだ重要な呪文

localhost（自端末のみアクセス可能）の壁を越え、IPアドレス（ネットワーク識別番号）で世界と繋がるためのlaunchSettings.json（開発設定ファイル）の書き換えは、たった一行の変更だが、決定的に重要な儀式だった。applicationUrlを0.0.0.0に設定することで、王の神殿は外界からの呼びかけに応えられるようになる。

また、自己署名証明書（開発用SSL証明書）を信頼するためのServerCertificateCustomValidationCallback設定も、開発環境では必須の呪文である。本番環境では正式な証明書を使用すべきだが、開発段階ではこの呪文が我々を多くの苦労から救ってくれる。

まとめ

この旅で得た知見は、次の冒険、すなわち「Linux」（UNIXベースのOS）という異世界でのゴーレム錬成へと繋がっていく。Windows版で基本を押さえたことで、異なる大地でも同じ魔法が使えることを実感できるだろう。

この羊皮紙が、同じように古き王との別れを悲しみ、新たなる王への忠誠を誓う、未来の冒険者の助けとなることを願う。

おっと、どうやら相棒が腹を空かせたようだ。今日はこのへんで筆を置くとしよう。

砂漠で見つけた魔法のランプ

ASP.NET Core gRPC チュートリアル - Microsoft Docs | Microsoft公式のgRPC実装ガイド。最も信頼できる古文書
NLog with ASP.NET Core 6 - GitHub | NLogによるログ管理の実践的な古文書
DangerousAcceptAnyServerCertificateValidator - Microsoft Docs | 自己署名証明書の信頼設定に関する公式解説
Log2Console 日本語対応版 - GitHub | ログを可視化する真実の鏡。たびとのアトリエで改良版を公開中
WCFから gRPCへの移行 - Microsoft Docs | WCFからgRPCへの移行を詳細に解説した公式の移行ガイド

ラクダの独り言

ご主人が「古き王は死んだ、新しい王の時代だ！」なんて、一人で興奮している。俺に言わせりゃ、王様なんてのは、誰だっていいんだ。ちゃんと俺に、美味い干し草と、新鮮な水をくれる王様ならな。それに、王が変わったからって、俺の仕事が楽になるわけでもねえ。相変わらず荷物運びだ。まったく、人間の忠誠心ってやつは、よく分からんぜ。王より干し草の方が大事だろうが。やれやれだぜ。

たびとの旅路～電脳砂漠の冒険譚～