Назначение компонента Compute в Windows Azure

| Воскресенье, 24 февраля, 2013

Компонент Compute позволяет выполнять различные типы приложений в Windows Azure. Чтобы приложение ни делало, оно должно быть реализовано в одной или нескольких ролях. Windows Azure запускает несколько экземпляров приложения для каждой роли, используя устройство балансировки нагрузки (Load Balancer), чтобы равномерно распределить запросы между ними.

На данный момент разработчики могут использовать три роли:

• Web-роли, предназначены в основном для создания веб-приложений. Каждый экземпляр Web-роли имеет встроенный сконфигурированный сервис IIS (Internet Information Services). Таким образом, создание приложений с ASP.NET, WCF (Windows Communication Foundation) и других веб-технологий Microsoft не представляет никаких сложностей. Но также разработчики могут создавать приложения и с неуправляемым кодом, то есть использование среды с управляемым кодом .NET не обязательно. Это значит, что можно с таким же успехом устанавливать приложения и не-Microsoft технологий, включая PHP и Java.
• Worker-роли, спроектированы для выполнения различных видов Windows-приложений. Основное отличие Worker-роли от Web-роли в том, что у Worker-роли нет внутри сконфигурированного IIS. Worker-роль может быть использована для приложений выполняющих какие-то внутренние операции, например, для обработки видео и подобных задач. Это типичная схема работы для приложений, которые взаимодействуют с пользователями через Web-роль, получают какое-то задание и выполняют его уже отдельно в Worker-роли. И здесь также, разработчики могут свободно использовать .NET, любые другие приложения, выполняемые на операционных системах Windows, а также не-Microsoft технологии.
• VM-роли обслуживают, поставляемые пользователями, образы операционной системы Windows Server 2008 R2. Также эти роли могут быть полезны для переноса приложений из собственного сервера предприятия (on-premise Windows Server) в платформу Windows Azure.

Для размещения приложений в Windows Azure, разработчики могут использовать портал Windows Azure. Вместе с приложением отсылается конфигурационная информация, которая указывает платформе, сколько и какие экземпляры каждой роли должны быть запущены. И если указаны VM-роли, то дополнительно контроллером Fabric создаются виртуальные машины для каждого экземпляра приложения с VM-ролью.

Запросы от приложений пользователей могут проходить по протоколам HTТP, HTTPS и TCP. Принятые запросы распределяются между всеми экземплярами роли. Так как устройство балансировки не может привязаться к конкретному экземпляру роли, то нет гарантии, что запросы от одного пользователя будут обработаны одним и тем же экземпляром роли. Это значит, что экземпляры роли не сохраняют свои состояния между запросами. Состояния могут быть записаны в хранилище Windows Azure (Storage), которое находится в другом компоненте — SQL Azure.

Для создания Windows Azure приложения можно использовать любую комбинацию экземпляров Web, Worker и VM ролей. Так как платформа не масштабирует автоматически приложения в зависимости от нагрузки, то если нагрузка на приложение возрастает, через портал можно создать больше экземпляров ролей. При снижении нагрузки – уменьшить их количество. Windows Azure также имеет API для программной реализации этих операций, тогда не потребуется вручную управлять ролями.

При создании приложений для Windows Azure разработчики могут использовать те же самые языки программирования и инструменты, что и для обычных Windows-приложений. Например, приложение Web-роли может быть написано с использованием ASP.NET и Visual Basic или WCF и C#. Аналогично, Worker-роль может быть реализована на любом языке .NET, а также и без .NET, прямо на С++ или Java. Для этого есть специальные плагины к Visual Studio, так что специальной среды разработки не потребуется.

Для мониторинга и отладки Windows Azure приложений существует программный интерфейс (API) для ведения логов, который пишет информацию в общий журнал приложений. Разработчик, может настроить систему для сбора информации о производительности приложения, измерять загруженность процессора, хранить отчеты об сбоях, если они случались. Эта информация помещается в хранилище Windows Azure, и разработчик может писать код для доступа к ней. Например, если в Worker-роли больше трех раз за час случаются сбои, то администратору приложения высылается email.

Возможность выполнять приложения фундаментальная часть облачной платформы, но этого недостаточно. Приложениям нужны и постоянные хранилища.

Windows Azure Compute

Цель лекции: Ознакомление с Windows Azure Compute – основной компонентой Windows Azure для управления вычислениями; с компонентами самой Azure Compute и их возможностями для пользователей.

Презентацию к данной лекции Вы можете скачать здесь.

7.1. Введение

Windows Azure Compute – компонента для управления вычислениями в Windows Azure.

Компонента Windows Azure Compute предоставляет разработчикам платформу для размещения и управления приложениями, выполняемыми в центрах обработки данных (ЦОД) корпорации Microsoft.

Архитектура компоненты Compute изображена на рис. 7.1.

7.2. Роли

Приложение в Windows Azure строится из одной или более компонент , называемых ролями. Сразу отметим некоторую терминологическую путаницу: в . NET термин роль означает совершенно иное – группу пользователей с определенными полномочиями. Это вызывает определенные трудности при начальном ознакомлении с платформой Azure, которая как раз и реализована на основе . NET . Итак, подчеркнем еще раз: в Azure, в отличие от .NET, роль – это программная компонента приложения.

Роли в Azure бывают трех различных типов: Web-роль, Worker-роль, и роль Virtual Machine (VM). Такая классификация адекватно отражает различные архитектуры программ: Web-роль – это Web-приложение (как правило, ASP.NET – приложение); Worker-роль – это обычный независимый процесс; VM-роль – это приложение (задача), исполняемая в своей отдельной виртуальной машине.

Windows Azure Web-роль используется для хостинга web-приложений, использующих Internet Information Services ( IIS ). Worker-роль может выполнять любое приложение , но обычно используется для хостинга фоновых процессов для web-роли. Windows Azure Web- и Worker-роли предоставляют разработчикам возможности для развертывания и управления программными сервисами, выполняемыми в той же виртуальной машине. Для всех приложений общепринятым методом взаимодействия является взаимодействие через Web-роль, а затем распределение задач в виде Worker-ролей для их решения.

Разработчики свободны в принятии решения об использовании . NET Framework или другого программного обеспечения в среде Windows в качестве Worker-роли или Web-роли.

7.3. Функции и преимущества Windows Azure Compute

Удобство для хостинга приложений. Благодаря тому, что Windows Azure Web-роль предконфигурирована для использования с IIS 7 ( Internet Information Service 7), облегчается создание приложений, использующих ASP . NET , Windows Communication Foundation (WCF) или другие web-технологии. Разработчики могут также создавать приложения, используя такие языки, как PHP и Java .

Акцент на обработке приложения, а не на ограничениях функциональности. Автоматическое управление сервисами предоставляет пользователям Windows Azure следующие преимущества:

Что такое Microsoft Azure и как ее можно использовать

Если Вы следили за новостями Microsoft, есть большая вероятность, что Вы слышали о Microsoft Azure, ранее известном как Windows Azure. Этот сервис облачных вычислений является большой частью бизнеса Microsoft, и он конкурирует с аналогичными сервисами от Amazon и Google.

Понятие облачных вычислений

Microsoft Azure — это сервис облачных вычислений, который работает аналогично Amazon Web Services (AWS) и облачной платформе Google .

Под «облачными вычислениями» мы не подразумеваем туманный термин, который часто применяется к потребительским сервисам, которые хранят Ваши данные на удаленном сервере. Мы имеем в виду фактические вычисления как услугу для компаний, организаций и даже частных лиц, которые хотят этим воспользоваться.

Традиционно предприятия и другие организации размещают свою собственную инфраструктуру. У бизнеса будет собственный веб-сервер (или почтовый сервер, или что-то еще) на своем собственном оборудовании. Если бы потребовалось больше мощности, бизнесу пришлось бы покупать больше серверного оборудования. Компании также придется платить кому-то за администрирование этого оборудования и платить за надежное подключение к Интернету для обслуживания своих клиентов. Кроме того, есть хостинговые компании, которые размещают Ваши сервисы на некоторых из своих аппаратных средств в своих центрах обработки данных, за деньги.

Облачные вычисления работают немного по-другому. Вместо того, чтобы запускать собственное оборудование или платить за использование определенного оборудования в чужом центре обработки данных, Вы просто платите за доступ к огромному пулу вычислительных ресурсов, предоставляемых Microsoft (или Amazon, или Google). Это позволяет Вам размещать веб-серверы, серверы электронной почты, базы данных, серверы хранения файлов, виртуальные машины, пользовательские каталоги или все, что Вам может понадобиться. Когда Вам нужно больше вычислительных ресурсов, Вам не нужно приобретать физическое оборудование. «Облако» разделяет аппаратное обеспечение и автоматически назначает работу по мере необходимости. Вы платите за столько вычислительных ресурсов, сколько Вам нужно, а не за определенное количество аппаратных серверов в стойке.

Службы, которые Вы развертываете таким образом, могут быть либо общедоступными серверами, доступными для всех, либо частью «частного облака», которое используется только в организации.

В чем смысл

При использовании облачных вычислений значительно снижаются первоначальные затраты. Вам не нужно вкладывать кучу денег в создание собственного центра обработки данных, приобретать оборудование для него и оплачивать услуги персонала. Нет риска переплачивать за слишком много оборудования или покупать слишком мало и не иметь того, что Вам нужно.

Вместо этого Вы размещаете все необходимое для размещения «в облаке», предоставляемом такой службой, как Microsoft Azure. Вы платите только за те вычислительные ресурсы, которые используете. Если Вам нужно больше, он может мгновенно масштабироваться для удовлетворения спроса. Если Вам нужно меньше, Вы не платите больше, чем нужно.

По этой причине все, от внутренней почтовой системы компании до общедоступных веб-сайтов и сервисов для мобильных приложений, все чаще размещается на облачных платформах.

Что может сделать Microsoft Azure

Веб-сайт Microsoft Azure предоставляет каталог сотен различных сервисов , которые Вы можете использовать, включая полноценные виртуальные машины, базы данных, хранилище файлов, резервные копии и сервисы для мобильных и веб-приложений.

Первоначально эта служба называлась «Windows Azure», но была переименована в «Microsoft Azure», поскольку она может делать гораздо больше, чем просто Windows. Например, Вы можете запускать виртуальные машины Windows или Linux в Azure — в зависимости от того, что Вы предпочитаете.

Копаясь в этих сотнях сервисов, Вы увидите, что можете делать практически все, что угодно. И для всего, что Azure не предлагает в простом обслуживании, Вы можете настроить виртуальную машину Windows или Linux, на которой размещено любое программное обеспечение, которое Вы хотите использовать. Вы даже можете разместить на виртуальной машине рабочий стол Windows или Linux в облаке и подключаться к нему удаленно. Это просто еще один способ использовать удаленные вычислительные ресурсы.

Многое из того, что делает Azure, не является эксклюзивным для Azure. Amazon, Microsoft и Google конкурируют. Например, Amazon Web Services является лидером в этой области, опережая предложения Microsoft и Google.

Azure Active Directory и Windows 10

Microsoft также использует Azure для расширения Windows несколькими важными способами. Традиционно организациям, которые хотели иметь центральный пользовательский каталог и управление своими ПК, требовалось запустить собственный сервер Microsoft Active Directory. Теперь, в дополнение к традиционному программному обеспечению Active Directory, которое может быть установлено на сервере Windows, организация может использовать Azure Active Directory.

Azure AD — то же самое, но размещено в Microsoft Azure. Это позволяет организациям иметь все эти функции централизованного администрирования, не требуя от них размещения собственного сервера Active Directory (и настройки зачастую сложной инфраструктуры и разрешений доступа, необходимых для его удаленной работы).

Эти сервисы не идентичны, но Microsoft однозначно делает ставку на то, что Azure AD — это будущее. Пользователи Windows 10 могут присоединиться к Azure Active Directory через функцию «Рабочий доступ», а служба Microsoft Office 365 использует Azure Active Directory для проверки подлинности пользователей.

Как каждый может использовать Azure

Любой может использовать Microsoft Azure. Просто зайдите на веб-сайт Azure , и Вы сможете зарегистрировать новую учетную запись. Каждая учетная запись имеет кредит в размере 12 500 рублей, который Вы можете использовать в течение первых 30 дней, чтобы Вы могли начать и посмотреть, как работает Azure. Вы также получаете определенное количество бесплатных услуг в течение первого года, включая доступ к виртуальным машинам Linux, виртуальным машинам Windows, хранилищу файлов, базам данных и пропускной способности.

Compute

Access cloud compute capacity, virtualization, and scale on demand—and only pay for the resources you use

Whether you’re building new applications or deploying existing ones, Azure compute provides the infrastructure you need to run your apps. Tap in to compute capacity in the cloud and scale on demand. Containerize your applications, deploy Windows and Linux virtual machines (VMs), and take advantage of flexible options for migrating VMs to Azure. With comprehensive support for hybrid environments, deploy how and where you want to. Azure compute also includes a full-fledged identity solution, so you gain managed end-point protection, and Active Directory support that helps secure access to on-premises and cloud apps. Deploy great apps and save with pay-as-you-go pricing, and the Azure Hybrid Benefit.

Find the compute product you need

If you want to	Use this
Provision Linux and Windows virtual machines in seconds with the configurations of your choice	Virtual Machines
Achieve high availability by autoscaling to create thousands of VMs in minutes	Virtual Machine Scale Sets
Simplify the deployment, management, and operations of Kubernetes	Azure Kubernetes Service (AKS)
Accelerate app development using an event-driven, serverless architecture	Azure Functions
Develop microservices and orchestrate containers on Windows and Linux	Service Fabric
Quickly create cloud apps for web and mobile with fully managed platform	App Service
Containerize apps and easily run containers with a single command	Container Instances
Cloud-scale job scheduling and compute management with the ability to scale to tens, hundreds, or thousands of virtual machines	Batch
Create highly available, scalable cloud applications and APIs that help you focus on apps instead of hardware	Cloud Services
Deploy your Azure virtual machines on a physical server only used by your organization	Azure Dedicated Host

Customers are doing great things with Azure compute products

Powering risk compute grids in the cloud

«I can now manage 750 machines in Azure on weekdays and a thousand on weekends. Plus an extra 300 production machines on-prem. And that’s all done by one person.»

Robert Griffiths, Director

E-commerce challenger eyes the top spot, runs on the Microsoft cloud

«Being able to leverage so many off-the-shelf services and tools from Azure enabled us to go from zero to a full- fledged e-commerce marketplace in just about 12 months.»

Adaptive Biotechnologies transforms data stream into new immune medicine platform with Azure

«We use Azure cloud computing resources and machine learning capabilities to power our immune medicine platform, so we can rapidly map the adaptive immune system to the many different diseases it recognizes. Armed with this map, we can develop novel diagnostics for diseases, including COVID-19, and fuel the next generation of diagnostics.»

Mark Adams, Chief Technical Officer, Adaptive Biotechnologies