¿ServiceStack debe ser la capa de servicio en una aplicación MVC o debe llamar a la capa de servicio?

No haría ninguna de las dos cosas.

Idealmente tanto MVC como ServiceStack deberían usar y compartir dependencias puras de C#. Un buen ejemplo de un sitio web MVC + ServiceStack viviendo armoniosamente juntos es en el proyecto de demostración SocialBootstrapApi , que se ha desplegado en AppHarbor en: http://bootstrapapi.apphb.com

Registraría todas sus dependencias en su ServiceStack AppHost y luego registraría un MVC Controller factory para que tanto sus Controladores MVC como Los servicios ServiceStack se conectan automáticamente con estas dependencias.

En su AppHost:

void Configure(Funq.Container container) {
    container.Register<IGreeter>(c => new Greeter());
    //Set MVC to use the same Funq IOC as ServiceStack
    ControllerBuilder.Current.SetControllerFactory(
       new FunqControllerFactory(container));
}

Ejemplo de servicio ServiceStack usando IGreeter

public class HelloService : Service {
    public IGreeter Greeter { get; set; } //Autowired

    public HelloResponse Get(Hello request) {
        return new HelloResponse { 
           Result = Greeter.SayHelloTo(request.Name) };
    }
}

Ejemplo de Controlador MVC usando el mismo IGreeter:

public HelloController : ServiceStackController {
    public IGreeter Greeter { get; set; } //Autowired

    public void Index(string name) {
       ViewBag.GreetResult = Greeter.SayHelloTo(name);
       return View();
    }        
}

La idea general es para la lógica dentro de los controladores MVC y los servicios ServiceStack deben preocuparse por la capa HTTP/punto de integración, es decir, recopilar la entrada del usuario de las variables QueryString o FORM POST'ed y llamar a la lógica C # pura / comprobable con ella preparando la Respuesta, en ServiceStack que estaría rellenando el DTO de respuesta mientras que para un Controlador MVC estaría rellenando el ViewModel.

Llamando a servicios ServiceStack desde un Controlador MVC

Aunque tendría la funcionalidad de compartir Controladores + ServiceStack a través de un servicio de saludo C # anterior, también puede llamar a un servicio ServiceStack desde un controlador MVC como:

public HelloController : ServiceStackController {

  public void Index(string name) 
  {
    using (var helloService = AppHostBase.ResolveService<HelloService>())
    {
       ViewBag.GreetResult = helloService.Get(name).Result;
       return View();
    }
  }        
}

Compartir Sesión / almacenamiento en caché con el ServiceStackController

Aunque el MVC Los ejemplos de controladores heredan del ServiceStackController, no es necesario pero le permite compartir los mismos atributos Session / Caching / Authentication + RequiredRole/RequiredPermission en MVC y ServiceStack.

Ver el MVC PowerPack para otros beneficios que ServiceStack trae a MVC.