 |
Лабораторная работа №5. Практическое изучение Windows Azure
|
|
|
|
Целью лабораторной работы является практическое освоение Windows Azure – новейшей платформы Microsoft для облачных вычислений (cloud computing). Работа в Windows Azure требует наличия академического доступа к Windows Azure, либо платной регистрации в ней. Альтернативой является использование бесплатной облачной системы Windows Live, основанной на Windows Azure, что и учтено в данной лабораторной работе.
Практикум:
1. Вход на сайт платформы Windows Azure
Обратитесь через браузер по Web-ссылке [9] к сайту платформы Windows Azure. На сайте доступна информация о продуктах, ресурсах, примерах использования, покупке (аренде) у фирмы Microsoft доступа к платформе Azure, а также ссылки для входа в Azure, регистрации в ней, скачивания инструментов и обучающих материалов по Azure.
2. Обзор платформы Azure на ее сайте
Нажмите Компоненты. Визуализируется web-страница с кратким введением в платформу Azure. Особенностями Windows Azure являются:
1. Пользователи могут обращаться к ней через браузеры с настольных, портативных компьютеров и мобильных устройств;
2. Приложения, работающие на платформе Azure, разрабатываются в среде Visual Studio. Их работа основана на платформе.NET, обеспечивающей надежное и безопасное исполнение кода. В частности, основой реализации Azure является компонента Windows Communication Foundation (WCF) и предоставляемые ею web-сервисы.
3. Технологиями (стандартами), используемыми при реализации Azure, являются XML (стандарт представления данных), SOAP (стандарт передачи данных через сеть с помощью "конвертов" в формате XML; REST – один из стандартов для управления web-сервисами.
3. Использование, архитектура и перспективы Windows Azure
Схема использования Windows Azure изображена на рисунке 1.1.8.
Рисунок 1.1.8. Схема использования Windows Azure
|
|
|
Операционная система Windows Azure является частью Windows Azure Platform — группы облачных технологий для разработки ПО, которая включает следующие элементы:
1. Windows Azure - обеспечивает Windows-среду для работы приложения и хранения данных в дата-центрах Microsoft;
2. SQL Azure - обеспечивает работу с реляционными базами данных на основе SQL-сервера. Данные могут храниться как в облачной среде, так и на компьютерах предприятия, тем не менее, взаимодействуя с приложениями Windows Azure;
3. Windows Azure Platform AppFabric - объединяет приложения, работающие как в облачной, так и в традиционной среде, обеспечивая защищенную передачу данных. Несмотря на сходство названий, понятия fabric и AppFabric —не одно и то же. Первое относится к объединению физических машин внутри облачной ОС, второе — к соединению приложений, работающих в разных средах.
4. Непосредственно операционная система Windows Azure также состоит из нескольких взаимосвязанных частей: Compute Service, Storage Service и Fabric.
Компонента Compute Service отвечает за вычисления. Основная цель облачной платформы состоит в том, чтобы обеспечить поддержку приложения, запускающего огромное число пользователей в одно и то же время. Windows Azure поддерживает несколько копий одного и того же кода на разных физических серверах. В свою очередь, приложение может работать сразу в нескольких версиях на нескольких виртуальных машинах, каждая из которых обеспечивается гипервизором на основе Hyper-V, модифицированным для использования в облачных вычислениях.
Существуют два типа рабочих версий облачного приложения: веб-роль (Web role) и рабочая роль (Worker role). Первая умеет обрабатывать HTTP- или HTTPS-запросы, и на ее виртуальной машине (ВМ) запущен сервер Internet Information Services (IIS). Программист имеет возможность создать версию веб-роли с помощью ASP.NET либо Windows Communication Foundation (WCF), а также воспользоваться любой другой технологией.NET, работающей с IIS. Приложение может быть создано на любом языке программирования. Напротив, рабочая роль не предполагает запуска IIS. Она выполняет задачи в фоновом режиме. Например, веб-роль может быть применена для получения запроса от пользователя. Но его обработка будет запущена позже с помощью версии рабочей роли.
|
|
|
Архитектура Windows Azure изображена на рисунке 1.1.9.
Рисунок 1.1.9. Архитектура Windows Azure
Компонента Storage Service обеспечивает хранение данных. ОС Windows Azure поддерживает три способа работы с данными. Самый простой из них — BLOB (binary large object), содержащий бинарные данные с несложной иерархией. Этот тип организации информации предназначен для хранения изображений, аудио- и видеоинформации. Если необходимо структурировать однотипные данные, то используются таблицы, в которых для каждой единицы информации отведена ячейка с определенным номером строки и номером столбца. Столь простая организация позволяет получать доступ к данным посредством методов ADO.NET. В таком виде облачная ОС распределяет хранение данных на несколько физических компьютеров, что более эффективно, чем при использовании реляционной базы данных. Рассмотренные способы обеспечивают хранение данных и доступ к ним, а для их связи необходим третий способ – очередь (FIFO). Этот способ помогает разным версиям приложения обмениваться между собой сообщениями. Так связываются веб-роль и рабочая роль, поскольку синхронизация в облачной среде невозможна. Предположим, пользователь через веб-интерфейс вызывает задачу, требующую существенных вычислительных мощностей. Веб-роль записывает полученный запрос в очередь. Рабочая роль, обращаясь к этой очереди, принимает запрос и выполняет его. Результаты выполнения (ответ) передаются по тому же принципу, через очередь.
Независимо от метода организации данных, информация в Windows Azure Storage реплицируется 3 раза, что обеспечивает устойчивость системы: потеря данных в одной из копий не фатальна. Кроме того, существуют архивные копии, хранящиеся в другом дата-центре Microsoft. Это означает, что даже если весь дата-центр уничтожен, информация будет восстановлена из архивов другого центра.
Последняя составляющая ОС — Fabric — позволяет организовать набор компьютеров, на которых хранятся приложения и данные Windows Azure. Управление такой "компьютерной тканью" осуществляет программное обеспечение, называемое fabric controller.
|
|
|
Fabric осуществляет мониторинг всех работающих приложений, управляет взаимодействием с ОС на разных компьютерах и выбирает физический сервер для запуска приложения, тем самым оптимизируя использование оборудования.
Управление приложениями выполняется с помощью конфигурационных файлов, содержащих XML-описание всего, что необходимо приложению, например, нужного количества виртуальных машин с веб-ролями и рабочими ролями. Fabric controller создает эти виртуальные машины и отслеживает состояние каждой из них, чтобы при необходимости заменить вышедшую из строя или запустить ее на другом физическом сервере.
5. Компоненты Windows Azure позволяют строить приложения разных типов. Так, для создания масштабируемого интернет-приложения программисту достаточно употребить необходимое количество веб-ролей, сохраняя данные в таблицах. А для приложения с параллельными вычислениями потребуются веб-роль, очередь для сохранения запросов, необходимое количество рабочих ролей и таблицы (или BLOB) для хранения данных. В свою очередь, SQL Azure и AppFabric дают возможность соединить решения Windows Azure с программами и базами данных, функционирующими в рамках локальной сети или с облачными системами других провайдеров.
Приложения, созданные на основе Windows Azure, предоставляются как сервисы физическим лицам, корпоративным пользователям или и тем, и другим одновременно. Рассмотрим примеры облачных приложений, созданных с помощью Windows Azure и рассчитанных на разные типы пользователей:
1. Решение для корпоративных пользователей
С помощью Windows Azure независимый разработчик программного обеспечения может создавать приложения для бизнес-пользователей, применяя принципы программного обеспечения как сервиса (SaaS — Software as a Service).
2. Решение для физических лиц
Благодаря масштабируемости Windows Azure позволяет вести учет огромного количества пользователей. Создавая облачное решение, компания-разработчик может рассчитывать не только на корпорации, но и на физических лиц.
|
|
|
3. Внутреннее решение
В среде Windows Azure могут быть созданы внутренние приложения, пользователями которых являются работники данного предприятия. В этом случае масштабируемость не столь важна.
Приведенные примеры иллюстрируют возможности создания систем по запросу. Но для того чтобы поработать в среде Windows Azure, не обязательно программировать свое собственное приложение. Сейчас каждый из нас сумеет протестировать облачную ОС Microsoft в действии. На базе Windows Azure в рамках "живой", работающей системы Windows Live доступны офисные приложения по запросу. Windows Live позволяет создавать документы в форматах Word, Excel и PowerPoint и хранить их на виртуальном диске, в облаках. Любопытно, что система дает возможность открыть онлайн-документ на ПК с помощью традиционного ПО Microsoft.
В будущем Windows Azure выйдет за пределы дата-центров ее разработчика и будет устанавливаться в стенах других корпораций. Microsoft объявила о предстоящем взаимодействии с такими компаниями, как Dell, HP и eBay. Последняя планирует использовать облачное решение на основе Windows Azure, благодаря чему абоненты смогут участвовать в привычном аукционе eBay, используя iPad.
4. Ознакомление с Windows Live
Windows Live – бесплатная облачная платформа на основе Windows Azure, предоставляющая облачные сервисы для пользователей. Для использования Windows Live зарегистрируйтесь с помощью службы Microsoft Passport. Войдите на сайт Windows Live.
Затем войдите в систему под своим именем. Визуализируется страница сервисов, представленная на рисунке 1.1.10:
Рисунок 1.1.10. Стартовая страница сервисов Windows Live
С помощью этой страницы воспользуйтесь облачными сервисами. Нажмите Officeдля создания офисных документов с помощью облачных сервисов (рисунок 1.1.11).
Рисунок 1.1.11. Создание офисных документов в Windows Live
Вам нет необходимости инсталлировать MS Office: благодаря принципам облачных вычислений и Windows Azure, Вы можете создать офисный документ. Выберите Create a new office document / Word. Система создаст Вам пустой документ Document1.docx. Затем Вы попадаете на страницу, с помощью которой Вы создаете документ. Наберите текст документа: Это мой первый облачный сервис! Затем выберите File / Save (как Вы сделали бы в MS Word – интерфейс почти идентичен). Выйдите из режима просмотра документа, нажав "X". Визуализируется страница, позволяющая Вам продолжить работу с офисными документами.
Затем поэкспериментируйте с повторным входом в Document1, убедитесь, что он сохранился на машинах дата-центра Microsoft (в облаке).
Для выходаиз системы Windows Live нажмите Sign out.
|
|
|
