近兩年IT領(lǐng)域里沒有任何一項技術(shù)能夠像云計算（Cloud Computing）一樣引起如此多的關(guān)注，Google、Amazon、IBM、HP、Dell、Sun、Intel、Oracle和Microsoft等巨頭們以前所未有的速度和規(guī)模推動云計算技術(shù)和產(chǎn)品。作為傳統(tǒng)軟件領(lǐng)域巨頭，微軟帶來的Windows Azure Platform云計算技術(shù)有什么特別之處呢？

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高陽

微軟最有價值專家(2007～2010)，TechEd2009講師。復(fù)旦大學(xué)軟件碩士，曾任微軟開發(fā)經(jīng)理、大展信息科技（北京）有限公司技術(shù)總監(jiān)、北方躍龍科技（北京）有限公司CTO等職務(wù)。著有《我也能做CTO之程序員職業(yè)規(guī)劃》、《.NET軟件設(shè)計新思維——像搭積木一樣搭建軟件》、《深入體驗Microsoft Office SharePoint Server實踐開發(fā)》、《Windows Powershell 2.0 應(yīng)用編程最佳實踐》等圖書。

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蔣建華

北京亞士帝公司高級程序員/ 項目經(jīng)理，具有多年的軟件開發(fā)和項目管理經(jīng)驗，2010年4月合著出版圖書《構(gòu)筑敏捷的開發(fā)團隊——微軟Visual Studio 2010實戰(zhàn)兵法》。
 

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云計算究竟是什么？

2007年3月，Google首次提出了云計算的概念，但是直到現(xiàn)在云計算都沒有一個統(tǒng)一的定義。各大廠商甚至每個人對云計算的理解都可能不同，不過筆者認(rèn)為Forester Research(一家獨立的技術(shù)和市場調(diào)研公司，針對技術(shù)給業(yè)務(wù)和客戶所帶來的影響提供務(wù)實和具有前瞻性的建議。)給出的定義更能概括廠商的目的：云計算是一種標(biāo)準(zhǔn)化的IT能力，將軟件、應(yīng)用平臺、基礎(chǔ)設(shè)施整合建立起一個系統(tǒng)，通過Internet技術(shù)以按需和自助的方式提供服務(wù)。

云計算是網(wǎng)格計算( Grid Computing)、分布式計算(Distributed Computing)、并行計算(Parallel Computing)、效用計算( Utility Computing)、網(wǎng)絡(luò)存儲(Network Storage Technologies)、虛擬化(Virtualization)、負(fù)載均衡(Load Balance)等計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合的產(chǎn)物。它將所有的計算資源集中起來，并由軟件實現(xiàn)自動管理，無需人為參與。這使得企業(yè)、組織機構(gòu)和個人無需為計算能力和存儲以及對這些資源的管理而煩惱，能夠更加專注于自己的業(yè)務(wù)流程，有利于創(chuàng)新和降低成本。云計算提供了可靠、安全的數(shù)據(jù)存儲中心，用戶不用再擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等麻煩；同時云計算對用戶端的設(shè)備要求低，電腦、手機、電視等終端均可接入；此外，云計算可以輕松實現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享。更重要的是云計算為我們使用網(wǎng)絡(luò)提供了幾乎無限多的可能。因此云計算具有超大規(guī)模、使用虛擬化技術(shù)、高可靠性、可擴展性、通用性、按需服務(wù)、高性價比等特點。

2009年3月，Amteam.org根據(jù)多方數(shù)據(jù)采集與分析將“云”產(chǎn)品劃分為三大類：云計算基礎(chǔ)設(shè)施、平臺、服務(wù)

微軟的張亞勤曾經(jīng)給出過一個云計算公式：云計算=(數(shù)據(jù)軟件+平臺+基礎(chǔ)設(shè)施)×服務(wù)。此公式表明了云最重要的是服務(wù)，基于云計算服務(wù)的三種模式，微軟云計算采用了“軟件+服務(wù)”、“云+端”的策略。Windows Azure Platform正是這一策略的具體實現(xiàn)：一方面提供了可靠的軟件平臺；另一方面通過提供服務(wù)或者開放的系統(tǒng)運營企業(yè)服務(wù)。那么，Windows Azure Platform究竟是怎么一回事兒呢？下面我們就為大家介紹一下它的核心技術(shù)和實現(xiàn)原理。

云計算的分類

從部署方式來說，云計算可以分為：私有云、公共云和混合云。從提供服務(wù)的模式來說，云計算可以分為：基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)IaaS（Infrastructure as a Service）、平臺作為服務(wù)PaaS（Platform as a Service）和軟件作為服務(wù)SaaS（Software as a Service）。

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Windows Azure Platform

Windows Azure Platform運行在微軟數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上，通過公共互聯(lián)網(wǎng)對外提供服務(wù)。從其在微軟整個產(chǎn)品線中的定位來看，Windows Azure Platform無疑處于最頂端。
 

Windows Azure Platform的產(chǎn)品定位

了解Windows Azure Platform在微軟產(chǎn)品線中的定位，有助于我們將云計算的產(chǎn)品和桌面、服務(wù)器產(chǎn)品區(qū)分開來，如Windows Azure AppFabric和Windows Server AppFabric就是不同的產(chǎn)品。對Windows Azure Platform的進一步了解，將從構(gòu)成、基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)和特性這四個方面展開。

構(gòu)成：微軟云計算的“三駕馬車”

以“三”為要素的詞語在漢語里常常意味著穩(wěn)定、有沖擊力，像我們常說的三足鼎立、三劍客……Windows Azure Platform同樣有“三駕馬車”：Windows Azure、SQL Azure、Windows Azure AppFabric(或者說Windows Azure Platform AppFabric，以下簡稱AppFabric；注意在一些文章中Windows Server AppFabric也簡稱為AppFabric，而在本文中除非特別說明，AppFabric都是指Windows Azure AppFabric)。Windows Azure可看成是云計算服務(wù)的操作系統(tǒng)；SQL Azure可看成云端的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫；AppFabric則是一個基于Web的開放服務(wù)，可以把現(xiàn)有應(yīng)用和服務(wù)與云平臺的連接和互操作變得更為簡單。

Windows Azure Platform的組成

Windows Azure是一個云服務(wù)的操作系統(tǒng)，它提供了一個可擴展的開發(fā)、托管服務(wù)和服務(wù)管理環(huán)境。SQL Azure(之前被稱為SQL Server Data Services)是以SQL Server 2008為主，構(gòu)建在Windows Azure之上，運行云計算的關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)，是一種云存儲的實現(xiàn)，并提供網(wǎng)絡(luò)型的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，簡單地說就是SQL Server的云端版本。AppFabric作為中間件層，起到連接非云端程序與云端程序的橋梁功能，它讓開發(fā)人員可以把精力放在他們的應(yīng)用邏輯上而不是在部署和管理云服務(wù)的基礎(chǔ)架構(gòu)上。

Windows Server AppFabric和Windows Azure AppFabric

Windows Server AppFabric和Windows Azure AppFabric之間的關(guān)系類似于SQL Server和SQL Azure之間的關(guān)系，即帶“Server”的是服務(wù)器產(chǎn)品，帶Azure的是云端產(chǎn)品，我們甚至可以把Windows Server AppFabric理解為一款主要面向私有云計算的系統(tǒng)。
 

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基礎(chǔ)：透明的虛擬化

在介紹Windows Azure Platform的基礎(chǔ)之前，我們需要先了解一下微軟云計算的參考架構(gòu)。從圖中我們可以看到Windows Azure Platform是一個PaaS類和IaaS類的平臺，為什么說還是IaaS類平臺呢？這是因為Windows Azure提供了存儲、管理功能，SQL Azure提供了關(guān)系型數(shù)據(jù)的存儲，而Windows Azure AppFabric則是連接了Windows Azure和SQL Azure的中間件，將安全連接作為一項服務(wù)提供，幫助開發(fā)人員在云部署、內(nèi)部部署和托管部署之間架起橋梁。這座橋梁提供了兩種服務(wù)：Service Bus(服務(wù)總線)和Access Control(訪問控制)。
 

微軟云計算的參考架構(gòu)

Windows Azure Platform的基礎(chǔ)是虛擬化，虛擬化架起了硬件資源(主機、存儲、網(wǎng)絡(luò)、其它硬件)和基礎(chǔ)服務(wù)之間的橋梁，PaaS通過基礎(chǔ)服務(wù)和虛擬化來使用資源層的資源。虛擬化對用戶來說是透明的，同時虛擬化也是動態(tài)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)核心層?？梢哉f，沒有虛擬化技術(shù)，想要實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)中心幾乎是不可能的，但是虛擬化不是云計算。

Microsoft Hyper-V虛擬化技術(shù)

Microsoft Hyper-V虛擬化技術(shù)是Windows Server 2008的一個關(guān)鍵組成部分。Hyper-V提供了將服務(wù)器資源虛擬化并在Windows管理框架中管理這些資源的能力，對于核心基礎(chǔ)設(shè)施主要構(gòu)建在Windows Server 和其它Microsoft應(yīng)用程序技術(shù)的用戶而言，Hyper-V是一個理想的選擇。通過虛擬化，用戶可以共享內(nèi)存、硬盤、CPU等硬件資源。
 

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結(jié)構(gòu)：“三駕馬車”細(xì)解析

了解了Windows Azure Platform的構(gòu)成和基礎(chǔ)以后，相信大家對微軟云計算平臺已經(jīng)有了一個總體的認(rèn)識，接下來我們就要對Windows Azure Platform的三駕馬車進行分解了。

Windows Azure：云計算服務(wù)的操作系統(tǒng)

Windows Azure主要包括三個部分：一是運營應(yīng)用的計算服務(wù)，二是數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，三是基于云平臺進行管理和動態(tài)分配資源的控制器( Fabric Controller)。Windows Azure提供了一個可擴展的開發(fā)、托管服務(wù)和服務(wù)管理環(huán)境，這其中包括提供基于虛擬機的計算服務(wù)和基于Blobs、Tables、Queues、Drives等的存儲服務(wù)。
 

Windows Azure的功能

Windows Azure是一個開放的平臺，支持微軟和非微軟的語言和環(huán)境。開發(fā)人員在構(gòu)建Windows Azure應(yīng)用程序和服務(wù)時，不僅可以使用熟悉的Microsoft Visual Studio、Eclipse等開發(fā)工具，同時Windows Azure還支持各種流行的標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議，包括SOAP、REST、XML和HTTPS等。

SQL Azure：云中的數(shù)據(jù)庫

SQL Azure是一個云的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，它可以在任何時間提供客戶數(shù)據(jù)應(yīng)用。它基于SQL Server技術(shù)構(gòu)建，但并非簡單地將SQL Server安裝在微軟的數(shù)據(jù)中心，而是采用了更先進的架構(gòu)設(shè)計，由微軟基于云進行托管，提供的是可擴展、多租戶、高可用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)。
 

SQL Azure在架構(gòu)上分為4個層次

SQL Azure幫助用戶簡化多數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和部署，開發(fā)人員無需安裝、設(shè)置數(shù)據(jù)庫軟件，也不必為數(shù)據(jù)庫打補丁或進行管理；為用戶提供了內(nèi)置的高可用性和容錯能力，且無需客戶進行實際管理；支持TDS和Transact-SQL(T-SQL)，客戶可以使用現(xiàn)有技術(shù)在T-SQL上進行開發(fā)，也可以使用與現(xiàn)有的客戶自有數(shù)據(jù)庫軟件相對應(yīng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)模型。SQL Azure目前不完全支持SQL Server上的所有功能，如分析服務(wù)、鏡像、報表服務(wù)以及能夠選擇不同的服務(wù)提供者提供不同的服務(wù)。這是因為當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況和云計算平臺部署需求所決定的，在將來肯定會提供更多功能，例如Dallas。

AppFabric：云的基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)

AppFabric是基于Web的開放服務(wù)，它可以把現(xiàn)有應(yīng)用和服務(wù)與云平臺的連接和互操作變得更為簡單，為本地應(yīng)用和云中應(yīng)用提供了分布式的基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)。在云計算中存儲數(shù)據(jù)與運行應(yīng)用都很重要，但是我們還需要一個基于云的基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)。這個基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)應(yīng)該既可以被客戶自有軟件應(yīng)用，又能被云服務(wù)應(yīng)用，AppFabric就是這樣一個基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)。AppFabric最常用的一個場景是Web Role和Worker Role之間的通信，而AppFabric最強大的地方在于能夠跨平臺。

Web Role和Worker Role

Windows Azure提供了一個叫做“Role”的概念，每個Role可以被認(rèn)為是一段程序，與普通的應(yīng)用程序不同的是這段程序可以同時在一臺或者多臺機器上運行。每個Role可以有多個實例（Instance），每個實例就對應(yīng)一臺虛擬機。對同一個Role而言，它所有的實例執(zhí)行的程序都是相同的?，F(xiàn)在有兩種類型的Role：Worker Role(工作者角色)和Web Role(Web角色)。Web Role：是一個Web應(yīng)用程序，它可以通過HTTP或HTTPS與外界通信，一般來說，Web角色響應(yīng)請求，執(zhí)行一個動作，然后等待下一個請求的到來。Worker Role：是一種后臺執(zhí)行(Running On Background)的應(yīng)用程序，運行.Net框架代碼的后臺進程應(yīng)用程序。
 

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特性

綜合性平臺

Windows Azure Platform既是運營平臺，又是開發(fā)、部署平臺；開發(fā)人員創(chuàng)建的應(yīng)用既可以直接在該平臺中運行，也可以使用該云計算平臺提供的服務(wù)；平臺上既可運行微軟的自有應(yīng)用，也可以開發(fā)部署用戶或ISV(Independent Software Vendors，獨立軟件開發(fā)商)的個性化服務(wù)；平臺既可以作為SaaS等云服務(wù)的應(yīng)用模式的基礎(chǔ)，也可以與微軟線下的系列軟件產(chǎn)品相互整合和支撐(如現(xiàn)在已經(jīng)提供了在線服務(wù)的Office 2010，這是微軟云計算平臺最具特色的一面和強大之處)。由于平臺的綜合性，在這個平臺上，既可以使用公有云，也可以部署混合云，甚至現(xiàn)在微軟正在提供一些新的服務(wù)器級產(chǎn)品，將來可以部署私有云。

應(yīng)用程序遷移容易

在云計算時代之前，已經(jīng)有了很多的基于.Net平臺下的C/S、B/S應(yīng)用系統(tǒng)，這些應(yīng)用系統(tǒng)尤其是B/S應(yīng)用系統(tǒng)(Web應(yīng)用程序)，可以很容易地遷移到云中去。對于Web應(yīng)用程序的遷移，可以分成兩個部分來進行：一部分是應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的遷移，另一部分是應(yīng)用程序的遷移。應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的遷移，我們可以使用SQL Server和SQL Azure遷移工具很容易地把原本存儲在SQL Server上的數(shù)據(jù)遷移到SQL Azure上去。即使數(shù)據(jù)存儲在My SQL上也比較容易，微軟同樣提供了工具，先把My SQL上的數(shù)據(jù)庫遷移到SQL Server上，再從SQL Server上遷移到SQL Azure。對應(yīng)用程序的遷移就更容易了，直接使用向?qū)降慕缑婢涂梢赃w移到Windows Azure上。

開發(fā)人員的優(yōu)勢

對于開發(fā)者而言，Windows Azure已經(jīng)建立起一個簡單而快速的系統(tǒng)，最重要的是它擁有著標(biāo)準(zhǔn)的模型，是我們步入“云計算”時代的捷徑。開發(fā)者可以根據(jù)自己的需要選擇功能來使用，比如數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)工具，甚至是第三方軟件提供的功能。對.Net平臺下的開發(fā)者來說，無需學(xué)習(xí)更多的專業(yè)知識和技能，使用現(xiàn)有的技能、工具和技術(shù)，比如微軟.NET框架和Visual Studio 2008，下載安裝Windows Azure Tools for Visual Studio以后就可以體驗云應(yīng)用程序的開發(fā)了。同時，也為開發(fā)者提供了更靈活的開發(fā)平臺和程序語言的選擇與支持，如提供了對PHP、Java、Ruby語言的SDK。微軟最近發(fā)布的Visual Studio 2010為Windows Azure提供了專門的項目模型，我們可以利用Visual Studio 2010將我們創(chuàng)建的服務(wù)打包，然后通過Windows Live Developer Portal部署到Windows Azure云計算平臺上。當(dāng)然，除了這些優(yōu)勢，微軟云計算平臺也有自己的一些不足，如價格問題，微軟云計算平臺現(xiàn)在已經(jīng)商用，全都是收費的，而且價格不低，而Google云計算的平臺則根據(jù)流量和容量來收費，在一定流量和容量下是免費的。

微軟云計算的應(yīng)用

微軟的云計算應(yīng)用既有針對消費者的服務(wù)，也有針對企業(yè)的服務(wù)。微軟針對消費者提供了包括Windows Live、Office Live、Live Messenger、Bing以及 Xbox Live等在內(nèi)的多種服務(wù)。上述服務(wù)用戶都已在大量使用，比如Live Meeting每年用戶使用的在線會議時長達50億分鐘；Windows Live ID每天用戶登錄使用人數(shù)達10億人；Exchange Hosted Services每天處理電子郵件信息20～40億條等。微軟針對企業(yè)用戶的服務(wù)為Microsoft Online Services，這是一整套由微軟托管運行的向用戶提供訂閱服務(wù)的企業(yè)溝通協(xié)作解決方案，該企業(yè)級服務(wù)解決方案能夠幫助各種經(jīng)營規(guī)模的企業(yè)提高業(yè)務(wù)經(jīng)營效率，而無需企業(yè)自己維護管理復(fù)雜的IT基礎(chǔ)架構(gòu)。針對企業(yè)的服務(wù)主要包括Exchange Online、SharePoint Online、Office Communicator Online、Office Live Meeting、Dynamics CRM Online等。

寫在最后

從2008年11月微軟發(fā)布Windows Azure Platform到現(xiàn)在，將近2年的時間里，微軟及其云計算平臺開始慢慢發(fā)力、加大投入，目前在全球已經(jīng)建立了6個數(shù)據(jù)中心，花費數(shù)十億美元構(gòu)建服務(wù)器集群，開放資源為開發(fā)者提供更多支持，Office Online開啟網(wǎng)絡(luò)辦公，快速部署、降低總體擁有成本、易于遷移、按需服務(wù)及付費、開發(fā)資源豐富等都是微軟云計算平臺的優(yōu)點。但是微軟云計算平臺也有不足，在價格方面，商用后所有應(yīng)用和服務(wù)都不是免費的，這對技術(shù)愛好者和試用者來說缺少了一些吸引力；在云計算安全方面，賬戶的控制權(quán)在云計算服務(wù)提供商手中；自行托管和整合也面臨著一些問題和挑戰(zhàn)。有優(yōu)勢、有不足，但是微軟聲稱在云計算領(lǐng)域會“全力以赴(all in)”，在將來“Dallas”平臺會商用，Dynamics CRM Services也會移植到云計算平臺上。不僅如此，微軟生產(chǎn)和銷售的所有軟件將會被重新寫到Azure平臺的云中運行，這是一項浩大的工程，更是微軟轉(zhuǎn)變商業(yè)模式、迎接云時代做出的重大轉(zhuǎn)變。結(jié)果如何，我們拭目以待！
 

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