Какие технологии использоватль для клиент-серверного приложения .NET?

WCF

Голые сокеты это самый гибкий вариант — напишите именно то, что вам нужно! Задача довольно сложная, но вполне решаемая, особенно если сначала подумать, а потом писать код.

WCF очень неплохой вариант — всё написано за вас, но максимума производительности не получить, да и с взаимодействием с не .Net могут быть проблемы, если об этом не задумываться. Я бы посоветовал на начальном этапе использовать именно его.

Посмотрите также в сторону google protocol buffers в качестве подспорья по оптимизации сетевого обмена. Его можно использовать как с WCF, так и на голых сокетах. Снимает головняк по вопросам подготовки данных перед отправкой в канал.

Webservice тоже может быть сойдет — проблем с разными платформами тут точно не будет, объекты прозрачно сериализуются в понятный глазу XML.
Но, нужно смотреть ваш протокол обмена — все-таки webservice не заточен под непрерывное удержание канала связи с клиентом.
По масштабированию, если все-таки будет тормозить фронт — просто поставите несколько серверов.
А Mono вам зачем — на лицензии Windows сэкономить?

Возможно, вам подойдет .NET Remoting, хоть он и считается устаревшим.
С ним проблем на Mono поменьше, чем с WCF. Хоть WCF всяко предпочтительнее выглядит.