Microsoft Azure 雲端服務

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Microsoft Azure 雲端服務 (Cloud Service) 是 Microsoft Azure 最早開始供應的服務之一,它提供了抽象化的運算資源給雲端應用程式 (Cloud Application) 使用,開發人員可以部署雲端應用程式到 Azure 雲端服務,以獲取所需的執行環境與運算能力,是一種 PaaS 服務,而它也是 Azure 供應的 PaaS 服務中彈性最大,客制能力最高的服務。

它也是早期Azure虛擬機器所使用的邏輯管理單位,Azure虛擬網路的原型 Azure Connect 服務也是由雲端服務所起,因此它被稱為 Azure 運算與網路服務的源頭也不為過。

架構與開發方法[编辑]

雲端服務一開始的設計是給開發人員部署其雲端應用程式為概念,因此設計上較針對開發人員的需求,使得 Azure 虛擬機器服務在推出時就有一些不便性存在,但這是雲端服務本身的限制使然。

角色類型[编辑]

雲端服務提供了兩種服務角色:

  • Web Role: 用來代管以 HTTP/HTTPS (SSL) 為主的服務,包含網站、Web Service、WCF HTTP Service 或 Web API 等,早期以 Hosted Web Component (HWC) 為主 HTTP 服務,2011年起回歸到IIS
  • Worker Role: 用來處理背景工作,它也可以利用 WCF 或 Web API Self-hosting Service 掛用 HTTP 的服務,沒有 IIS,因此可用的系統資源比 Web Role 要多。

另外,早期還沒有虛擬機器服務時,雲端服務有提供另一個角色,稱為 VM Role,它可以產生可用遠端桌面控制的虛擬機器,是虛擬機器服務的原型實作,後來 VM Role 演化成虛擬機器服務。

開發支援[编辑]

雲端服務由於需要較多的組態設定,因此無法以很簡單的方式開發與部署,微軟在早期就開始提供 Azure SDK 以及雲端服務的模擬器 (包含運算模擬器與儲存模擬器,早期名稱為 Development Fabric 與 Development Storage,後來定名為 Compute Emulator 與 Storage Emulator),以及 Microsoft Azure Tools for Visual Studio,給 Visual Studio 的開發人員充分的支援。

但隨著 Azure 平台的開放程度愈來愈高,PHP [1]node.js [2] 以及 Java [3] 的開發人員也可以使用雲端服務來代管其應用程式。

運算資源[编辑]

雲端服務的運算資源是由虛擬機器提供,虛擬機器依照運算能力區分為數種類型 [4],共分為一般性運算能量的 A 類型、經效能提升的 D 類型以及擁有最強運算效能的 G 類型,未來也會推出使用GPU運算的 N 類型。

不過雲端服務可用的虛擬機器類型只有 A 類型和 D 類型[5]

A 類型[编辑]

A 類型是 Azure 一開始就提供的標準虛擬機器類型,使用 AMD 的 CPU 以及傳統 SATA 介面的硬碟,提供最標準不需太高運算能量的應用,早期是以五種規格推出,分別是 Extra Small (XS)、Small (S)、Medium (M)、Large (L) 以及 Extra Large (XL) 五種,除了 XS 記憶體使用 0.75GB 記憶體外,其他是以 1.75GB 記憶體,每晉一級就會加倍,可作為衡量運算資源與成本的標準之一。不過在虛擬機器種類愈來愈多的情況下,A 類型也做了擴充,現在除了原有的五類外,還多加了 A5~A7、A8~A11等七種規格。

A5~A7 與 A8~A11 均使用 Intel Xeon E5 系列 CPU,但 A5~A7 的記憶體量比 A2~A4 高;A8~A9 與 A10~A11 規格相同,但 A8~A9 有支援 HPC 的 InfiniBand 網路介面與 RDMA 技術,A10~A11 則無。

規格 CPU核心數 記憶體量 暫存硬碟大小 (SATA) 可用網卡數 可用資料磁碟數 最高IOPS 說明
Standard_A0 1 0.75GB 20GB 1 1 1x500 Extra Small
Standard_A1 1 1.75GB 70GB 1 2 2x500 Small
Standard_A2 2 3.5GB 135GB 1 4 4x500 Medium
Standard_A3 4 7GB 285GB 2 8 8x500 Large
Standard_A4 8 14GB 605GB 4 16 16x500 Extra Large
Standard_A5 2 14GB 135GB 1 4 4x500
Standard_A6 4 28GB 285GB 2 8 8x500
Standard_A7 8 56GB 605GB 4 16 16x500
Standard_A8 8 56GB 382GB 2 16 16x500 支援 InfiniBand 與 RDMA
Standard_A9 16 112GB 382GB 4 16 16x500 支援 InfiniBand 與 RDMA
Standard_A10 8 56GB 382GB 2 16 16x500
Standard_A11 16 112GB 382GB 4 16 16x500

D 類型[编辑]

D 類型是 Azure 在 2013 年推出的類型,它使用比 A 類型更好的 CPU,並且在實體伺服器上使用固態硬碟 (SSD),以加速在本地運算時的 I/O 速度,另外,為滿足提升虛擬機器本身的 I/O 量的需求,微軟開發了高階儲存體 (Premium Storage) 用來保存虛擬機使用的 VHD (稱為 OS Disk),而使用高階儲存體的 D 類型虛擬機器,稱為 DS 類型。

規格 CPU核心數 記憶體量 暫存硬碟大小 (SSD) 可用網卡數 可用資料磁碟數 最高IOPS 最高IOPS (DS類型)
Standard_D1
Standard_DS1
1 3.5GB 50GB 1 2 2x500 3,200
Standard_D2
Standard_DS2
2 7GB 100GB 2 4 4x500 6,400
Standard_D3
Standard_DS3
4 14GB 200GB 4 8 8x500 12,800
Standard_D4
Standard_DS4
8 28GB 400GB 8 16 16x500 25,600
Standard_D11
Standard_DS11
2 14GB 100GB 2 4 4x500 6,400
Standard_D12
Standard_DS12
4 28GB 200GB 4 8 8x500 12,800
Standard_D13
Standard_DS13
8 56GB 400GB 8 16 16x500 25,600
Standard_D14
Standard_DS14
16 112GB 800GB 8 32 32x500 50,000

2015年,微軟利用新的 Intel Xeon E5-2673 v3 CPU 的伺服器組建了 D 類型的第二版,稱為 Dv2,可獲取 D 類型虛擬機高 35% 的效能。

規格 CPU核心數 記憶體量 暫存硬碟大小 (SSD) 可用網卡數 可用資料磁碟數 最高IOPS 說明
Standard_D1_v2 1 3.5GB 50GB 1 2 2x500
Standard_D2_v2 2 7GB 100GB 2 4 4x500
Standard_D3_v2 4 14GB 200GB 4 8 8x500
Standard_D4_v2 8 28GB 400GB 8 16 16x500
Standard_D5_v2 16 56GB 800GB 8 32 32x500
Standard_D11_v2 2 14GB 100GB 2 4 4x500
Standard_D12_v2 4 28GB 200GB 4 8 8x500
Standard_D13_v2 8 56GB 400GB 8 16 16x500
Standard_D14_v2 16 112GB 800GB 8 32 32x500

作業系統[编辑]

雲端服務提供的虛擬機器都是標準的作業系統虛擬機,其可用作業系統稱為客座作業系統 (Guest Operating System, Guest OS),依照作業系統世代不同分為四個版本 (後續 Windows Server 2016 推出時也會新增 5.0 版) [6]

版本 基礎作業系統 現行客座作業系統的版本
4.x Windows Server 2012 R2 4.29 (.NET Framework 4.5.2)
3.x Windows Server 2012 3.35 (.NET Framework 4.5.2)
2.x Windows Server 2008 R2 2.48 (.NET Framework 3.5 & 4.5.2)
1.x Windows Server 2008 with SP2 已淘汰 [7]

雲端服務使用的客座作業系統能在服務組態檔中的 osFamily 項設定版本 (例如 osFamily="4" 表示使用第四版的客座作業系統),osVersion 設定版本號 (或是 "*",表示直接用取新版本)。

組態架構[编辑]

雲端服務使用兩個主要的設定檔來組態服務功能,一個是服務定義檔 (ServiceDefinition.csdef),它定義了一個雲端服務要使用到的雲端基礎資源,包含使用的虛擬機器角色類型 (Web Role 或 Worker Role)、虛擬機器的大小、使用的網路組態、負載平衡器組態、憑證資訊、使用的組態項目、IIS 使用的網站繫結資訊等,這些資訊在部署雲端服務之後不可改變。例如下列 XML:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<ServiceDefinition name="AzureWebFarm.Example.Cloud" xmlns="http://schemas.microsoft.com/ServiceHosting/2008/10/ServiceDefinition" schemaVersion="2012-10.1.8">
  <LoadBalancerProbes>
    <LoadBalancerProbe name="WebDeploy" protocol="http" port="80" path="Probe.aspx" intervalInSeconds="5" timeoutInSeconds="100" />
  </LoadBalancerProbes>
  <WebRole name="AzureWebFarm.Example.Web" vmsize="Small">
    <Runtime executionContext="elevated" />
    <Sites>
      <Site name="Web">
        <Bindings>
          <Binding name="HttpIn" endpointName="HttpIn" />
          <Binding name="HttpsIn" endpointName="HttpsIn" />
        </Bindings>
      </Site>
    </Sites>
    <Endpoints>
      <InputEndpoint name="HttpIn" protocol="http" port="80" localPort="80" />
      <InputEndpoint name="HttpsIn" protocol="https" port="443" localPort="443" certificate="HTTPS" />
      <InputEndpoint name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.WebDeploy.InputEndpoint" protocol="tcp" port="8172" localPort="8172" loadBalancerProbe="WebDeploy" />
      <!-- unused, just there so instance discovery works -->
      <InternalEndpoint name="UnusedInternal" protocol="http" port="88" />
    </Endpoints>
    <Imports>
      <Import moduleName="Diagnostics" />
      <Import moduleName="RemoteAccess" />
      <Import moduleName="RemoteForwarder" />
      <Import moduleName="WebDeploy" />
    </Imports>
    <LocalResources>
      <LocalStorage name="Sites" cleanOnRoleRecycle="true" sizeInMB="2500" />
      <LocalStorage name="TempSites" cleanOnRoleRecycle="true" sizeInMB="2500" />
      <LocalStorage name="Execution" cleanOnRoleRecycle="true" sizeInMB="2500" />
      <LocalStorage name="Config" cleanOnRoleRecycle="true" sizeInMB="10" />
    </LocalResources>
    <ConfigurationSettings>
      <Setting name="DataConnectionString" />
      <Setting name="SyncEnabled" />
      <Setting name="SitesContainerName" />
      <Setting name="DirectoriesToExclude" />
      <Setting name="SyncIntervalInSeconds" />
    </ConfigurationSettings>
    <Certificates>
      <Certificate name="HTTPS" storeLocation="LocalMachine" storeName="My" />
    </Certificates>
  </WebRole>
</ServiceDefinition>

另一個是服務組態檔 (ServiceConfiguration.cscfg),用來設定使用的 VM 作業系統類型與版本、虛擬機器數量、角色的設定值、憑證的使用等,這些設定在服務部署後仍然可以修改。如下列XML:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<ServiceConfiguration serviceName="AzureWebFarm.Example.Cloud" xmlns="http://schemas.microsoft.com/ServiceHosting/2008/10/ServiceConfiguration" osFamily="3" osVersion="*" schemaVersion="2012-10.1.8">
  <Role name="AzureWebFarm.Example.Web">
    <Instances count="2" />
    <ConfigurationSettings>
      <Setting name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.Diagnostics.ConnectionString" value="UseDevelopmentStorage=true" />
      <Setting name="DataConnectionString" value="UseDevelopmentStorage=true" />
      <Setting name="SyncEnabled" value="true" />
      <Setting name="SitesContainerName" value="sites" />
      <Setting name="DirectoriesToExclude" value="App_Data/TEMP;TEMP" />
      <Setting name="SyncIntervalInSeconds" value="60" />
      <Setting name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.RemoteAccess.Enabled" value="true" />
      <Setting name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.RemoteAccess.AccountUsername" value="admin" />
      <Setting name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.RemoteAccess.AccountEncryptedPassword" value="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" />
      <Setting name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.RemoteAccess.AccountExpiration" value="2013-01-30T23:59:59.0000000-08:00" />
      <Setting name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.RemoteForwarder.Enabled" value="true" />
    </ConfigurationSettings>
    <Certificates>
      <Certificate name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.RemoteAccess.PasswordEncryption" thumbprint="B6E8A99CB3B0174C053DAF5A48DACB504C5889EC" thumbprintAlgorithm="sha1" />
      <Certificate name="HTTPS" thumbprint="B6E8A99CB3B0174C053DAF5A48DACB504C5889EC" thumbprintAlgorithm="sha1" />
    </Certificates>
  </Role>
</ServiceConfiguration>

參考[编辑]

  1. ^ How to create PHP web and worker roles
  2. ^ Build and deploy a Node.js application to an Azure Cloud Service
  3. ^ How to Migrate Java Applications to Azure Cloud
  4. ^ 虛擬機器的大小
  5. ^ Sizes for Cloud Services
  6. ^ Azure 客體 OS 版次與 SDK 相容性矩陣
  7. ^ 客體作業系統系列 1 淘汰通知