探索云计算与WindowsAzure的世界

### 探索云计算与Windows Azure的世界 #### 1. 云计算的发展与趋势 云计算并非新兴概念，而是技术自然演进的结果。其发展历程如下： - **大型机时代**：大型机成本高、能耗大，企业通过购买计算时间切片来使用计算资源。 - **个人计算机时代**：计算机体积变小、价格降低，企业和个人开始购买自己的计算机。 - **网络与互联网时代**：网络逐渐形成，互联网诞生，催生了应用服务提供商（ASP）的概念。 - **云计算时代**：经过一段时间的调整，一些公司如Salesforce.com和Amazon开始提供云平台，允许开发者配置和定制应用，云计算应运而生。 云计算具有诸多优势，使其在未来难以被忽视： - **可扩展性**：云计算本质上具有可扩展性，能快速按需扩展或缩减计算资源，成本远低于传统托管服务。 - **缩短上市时间**：传统托管公司或企业数据中心部署应用需要数周甚至数月，而云计算账户通常可在数小时内部署应用并上线。 - **绿色环保**：通过与其他组织共享资源，减少了数据中心的能源浪费，符合企业的绿色IT倡议。 #### 2. Windows Azure简介 Windows Azure是微软推出的云计算平台，它不仅是一个可无限扩展的虚拟托管解决方案，还集成了开发环境、开发工具和一系列强大的服务。与其他云平台相比，Windows Azure在综合服务和功能方面具有显著优势，并且支持Python、Ruby、PHP等开放开发技术以及REST、SOAP、XML等开放协议和标准。 学习Windows Azure平台，你将从以下几个方面入手： - **存储服务**：理解和利用云表、队列和Blob存储服务。 - **集成服务**：使用Windows Communication Foundation（WCF）和Windows Workflow Foundation（WF）进行集成。 - **访问控制与服务总线**：探索Windows .NET访问控制服务、服务总线和工作流，以协调服务并构建分布式连接应用。 - **SQL数据服务**：深入了解SQL数据服务。 - **应用部署**：学习如何将应用部署到生产环境。 #### 3. 创建云表存储 ##### 3.1 表存储规范与实体 表存储规范定义了数据的存储方式，实体是表存储中的基本数据单元。在创建云表存储时，需要考虑以下几点： - **数据类型**：使用可移植的数据类型作为数据列，以确保数据的兼容性和可移植性。 - **分区键和行键**：使用PartitionKey和RowKey来组织要分布的数据，提高数据的查询效率。 以下是一个简单的创建云数据存储的步骤： 1. **使用Windows Azure开发工具生成数据表**：利用开发工具提供的功能，快速生成数据表。 2. **处理非可移植数据类型**：对于非可移植的数据类型，需要找到合适的解决方案，如进行数据转换或使用替代数据类型。 3. **数据上下文类继承**：通过继承数据上下文类，实现对数据的操作和管理。 ##### 3.2 创建不同结构的云数据存储 - **简单数据结构**：创建具有简单数据结构的云数据存储时，重点关注数据的组织和分布，利用PartitionKey和RowKey来优化数据存储。 - **关系数据结构**：创建具有关系数据结构的云数据存储时，需要注意数据实体类的约束和重构，确保数据的一致性和完整性。 以下是创建关系数据结构云数据存储的流程图： ```mermaid graph TD; A[定义数据实体类] --> B[检查是否包含嵌入式实体类]; B -- 是 --> C[处理约束]; B -- 否 --> D[继续下一步]; C --> D; D --> E[重构数据实体类]; E --> F[进行SQL分析]; F --> G[创建云数据存储]; ``` #### 4. 访问云表存储 ##### 4.1 访问单个云数据存储表 访问单个云数据存储表时，需要了解以下几个方面： - **数据实体类构造函数**：正确使用数据实体类构造函数，初始化数据实体。 - **表存储键**：理解Table Storage Keys的作用，用于唯一标识数据实体。 - **调试信息记录**：记录运行时消息和事件信息，方便调试。 以下是一些调试云存储应用的方法： - **利用开发结构服务**：借助开发结构服务提供的功能，进行调试和测试。 - **使用Fiddler 2**：使用Fiddler 2工具来调试云存储应用，监控HTTP请求和响应。 ##### 4.2 查询和操作云存储实体 可以使用LINQ和HTTP REST来查询云存储中的实体： - **LINQ查询**：利用LINQ的强大功能，方便地查询云存储中的实体。 - **HTTP REST查询**：使用HTTP REST接口查询前N个实体，并使用Continuation Tokens来检索分页数据。 在操作云存储实体时，还可以进行删除和更新操作： - **删除实体**：根据实体的键信息，删除指定的实体。 - **更新实体**：更新单个云数据存储表中的实体信息。 以下是访问云表存储的操作步骤列表： 1. 初始化数据实体类。 2. 使用LINQ或HTTP REST查询实体。 3. 记录调试信息。 4. 进行删除或更新操作。 #### 5. 云队列和Blob存储 ##### 5.1 Azure队列 Azure队列是一种可靠的消息传递机制，用于在应用程序组件之间异步传递消息。创建云队列的步骤如下： 1. 在云服务解决方案中添加工作角色。 2. 从工作角色的启动处理程序中创建队列存储容器和命名队列。 3. 使用配置文件中的账户信息或编程方式创建队列。 以下是操作Azure队列的常见操作： - **放入消息**：将消息放入队列中。 - **轮询和删除消息**：从队列中轮询消息并进行处理，处理完成后删除消息。 - **解析消息**：解析从队列中接收到的消息。 - **查询队列**：使用HTTP REST查询队列信息。 ##### 5.2 Azure Blob存储 Azure Blob存储用于存储大量的非结构化数据，如图片、视频、文档等。创建云Blob存储的步骤如下： 1. 创建Blob存储容器。 2. 上传Blob数据。 可以使用Blob存储创建松散耦合的事件驱动系统，并实现客户端应用程序来访问云Blob存储。 以下是云队列和Blob存储的操作对比表格： | 存储类型 | 创建步骤 | 常见操作 | | ---- | ---- | ---- | | Azure队列 | 添加工作角色、创建队列存储容器和命名队列 | 放入消息、轮询和删除消息、解析消息、查询队列 | | Azure Blob存储 | 创建Blob存储容器、上传Blob数据 | 上传、下载、删除Blob数据 | ### 探索云计算与Windows Azure的世界 #### 6. 使用WCF进行Windows Azure应用集成 ##### 6.1 WCF的使用与服务托管 Windows Communication Foundation（WCF）是一种强大的通信框架，可用于在Windows Azure应用中实现服务集成。使用WCF时，首先要在Azure中托管WCF服务。具体步骤如下： 1. **定义服务契约**：明确服务提供的操作和数据类型。 2. **实现服务**：编写服务的具体逻辑。 3. **配置服务**：设置服务的绑定、端点等信息。 4. **在Azure中部署服务**：将服务部署到Azure环境中。 在本地开发环境中，可以通过以下方式验证HostWCFService： - **启动开发环境**：确保Azure开发环境正常运行。 - **访问服务端点**：使用浏览器或工具访问服务的端点，检查是否能正常响应。 ##### 6.2 WCF集成的优势 使用WCF进行Windows Azure应用集成具有以下优势： - **跨平台通信**：支持多种操作系统和编程语言之间的通信。 - **可扩展性**：可以方便地添加新的服务和操作。 - **安全性**：提供多种安全机制，保障数据传输的安全。 以下是使用WCF进行应用集成的流程图： ```mermaid graph TD; A[定义服务契约] --> B[实现服务]; B --> C[配置服务]; C --> D[在Azure中部署服务]; D --> E[本地验证服务]; E --> F[应用集成]; ``` #### 7. Azure .NET服务 - 访问控制 ##### 7.1 .NET访问控制服务的工作原理 .NET访问控制服务用于管理和控制对Azure应用的访问权限。其工作原理如下： - **身份验证**：验证用户或服务的身份。 - **授权**：根据用户或服务的身份，授予相应的访问权限。 - **令牌管理**：生成和管理访问令牌，确保访问的安全性。 构建第一个使用.NET访问控制服务的云应用的步骤如下： 1. **创建服务库**：使用AzureForDotNetDeveloperWCFserviceLibrary创建服务库。 2. **实现服务**：编写服务的具体逻辑。 3. **配置服务**：设置服务的访问控制策略。 4. **实现客户端**：编写客户端应用程序，调用服务。 ##### 7.2 身份验证方式 在.NET访问控制服务中，可以使用以下身份验证方式： - **X.509证书认证**： 1. 安装X.509证书：将证书安装到本地计算机或服务器上。 2. 关联证书到Azure应用URL：将证书与Azure应用的URL关联起来。 - **CardSpace认证**：使用CardSpace进行身份验证，用户可以使用数字身份卡来证明自己的身份。 以下是不同身份验证方式的对比表格： | 身份验证方式 | 优点 | 缺点 | | ---- | ---- | ---- | | X.509证书认证 | 安全性高，适用于企业级应用 | 证书管理复杂 | | CardSpace认证 | 用户体验好，方便快捷 | 依赖特定的客户端软件 | #### 8. Azure .NET服务 - 服务总线 ##### 8.1 服务总线的功能与连接方式 Azure服务总线用于连接远程应用程序，实现分布式系统之间的通信。其主要功能包括： - **服务名称层次系统**：为服务提供统一的命名和管理。 - **服务注册和发布**：方便服务的注册和发现。 - **端点中继连接**：实现不同网络环境下的服务连接。 使用WCF与服务总线结合时，可以通过以下步骤进行操作： 1. **配置服务总线**：设置服务总线的连接信息。 2. **创建服务端点**：在服务中创建与服务总线连接的端点。 3. **发布服务**：将服务发布到服务总线。 4. **客户端连接**：客户端通过服务总线连接到服务。 ##### 8.2 服务总线的应用场景 服务总线适用于以下应用场景： - **分布式系统通信**：连接不同地理位置的应用程序。 - **事件驱动架构**：实现事件的发布和订阅。 - **混合云场景**：连接本地数据中心和云环境中的应用。 以下是使用服务总线进行分布式系统通信的流程图： ```mermaid graph TD; A[服务提供者] --> B[服务总线]; C[服务消费者] --> B; B --> D[消息传递]; D --> A; D --> C; ``` #### 9. Azure .NET服务 - 工作流 ##### 9.1 工作流服务的托管 在Azure云环境中托管工作流服务，可以实现流程的自动化和协调。托管工作流服务的步骤如下： 1. **定义工作流**：使用Windows Workflow Foundation（WF）定义工作流的流程和活动。 2. **配置工作流服务**：设置工作流服务的绑定、端点等信息。 3. **部署工作流服务**：将工作流服务部署到Azure环境中。 4. **启动工作流**：通过客户端或其他服务启动工作流。 ##### 9.2 工作流服务的协调 可以使用HttpWebRequest来协调WF服务，实现不同工作流之间的交互。具体步骤如下： 1. **发送请求**：使用HttpWebRequest发送请求到目标工作流服务。 2. **处理响应**：接收并处理目标工作流服务的响应。 3. **更新状态**：根据响应结果更新当前工作流的状态。 以下是工作流服务协调的操作步骤列表： 1. 定义工作流之间的交互规则。 2. 使用HttpWebRequest发送请求。 3. 处理响应并更新状态。 4. 继续执行工作流。 #### 10. SQL Azure ##### 10.1 SQL Azure的基本操作 SQL Azure是Azure提供的云数据库服务，可用于存储和管理数据。基本操作步骤如下： 1. **创建虚拟服务器**：在Azure中创建SQL Azure的虚拟服务器。 2. **连接数据库**：使用SQL Server Management Studio或ADO.NET连接到SQL Azure数据库。 3. **创建数据表**：在数据库中创建数据表，定义表的结构和约束。 4. **执行查询和操作**：使用SQL语句进行数据的查询、插入、更新和删除操作。 ##### 10.2 SQL Azure的应用开发工具 SQLAzureConnect是一款用于SQL Azure应用开发的工具，其主要功能包括： - **数据访问组件**：提供SQLDataAccessComponent和SQLDataAccessHelper类，方便数据的访问和操作。 - **UI组件设计**：使用XML数据动态定义UI组件，提高开发效率。 以下是SQL Azure开发工具的功能对比表格： | 工具 | 功能 | 适用场景 | | ---- | ---- | ---- | | SQL Server Management Studio | 数据库管理、查询执行 | 数据库管理员 | | SQLAzureConnect | 应用开发、UI设计 | 应用开发人员 | #### 11. 应用部署与生产维护 ##### 11.1 应用部署准备 在部署应用之前，需要准备应用包和配置包。具体步骤如下： 1. **打包应用**：将应用程序的代码和资源打包成应用包。 2. **配置应用**：设置应用的配置信息，如数据库连接字符串、服务端点等。 3. **生成配置包**：将配置信息打包成配置包。 ##### 11.2 应用部署与维护 应用部署的步骤如下： 1. **选择部署方式**：可以选择直接部署或进行暂存部署。 2. **选择应用包和配置包**：上传应用包和配置包到Azure环境。 3. **运行应用**：启动应用程序，检查是否正常运行。 在生产环境中，需要对云应用进行维护，包括： - **实例管理**：根据应用的负载情况，增加或减少实例的数量。 - **配置覆盖**：在不修改配置包的情况下，临时修改应用的配置信息。 - **版本更新**：当应用有新的版本时，重新部署应用。 以下是应用部署与维护的操作流程图： ```mermaid graph TD; A[准备应用包和配置包] --> B[选择部署方式]; B --> C[选择应用包和配置包]; C --> D[运行应用]; D --> E[实例管理]; E --> F[配置覆盖]; F --> G[版本更新]; ``` 通过以上对Windows Azure各个方面的介绍，你可以全面了解如何使用Windows Azure平台来构建和部署云应用，充分发挥云计算的优势，实现高效、可靠的应用开发和运行。