Tworzenie aplikacji dla Windows Azure  

Autor: Tomasz Kopacz

Opublikowano: 2010-09-21

Windows Azure to nowa platforma do uruchamiania rozwiązań informatycznych działających w chmurze (ang. Cloud Computing). Architekt projektujący rozwiązanie dysponuje zwirtualizowanym środowiskiem oferującym praktycznie nieograniczone możliwości skalowania, olbrzymią wydajność i gigantyczny pojemnik do przechowywania danych. Jest to rozwiązanie klasy tzw. Platform As a Service  (PaaS), oferujące programiście specjalną platformę do budowy rozwiązań informatycznych.

Fizycznym utrzymaniem Windows Azure zajmuje się organizacja Microsoft Global Foundation Services, część Microsoft odpowiedzialna za utrzymywanie centrów danych.

W przypadku zastosowania tej platformy opłaty są proporcjonalne do stopnia wykorzystania platformy (tzw. model pay as you go), czyli zajętej przestrzeni dyskowej, mocy obliczeniowej i pasma (transfer danych do i z chmury). Taki system opłat zapewnia bardzo dużą elastyczność i nie wymaga inwestowania we własną serwerownię (sprzęt, licencje, obsługę itp.). Na przykład sklep internetowy, planując promocje, może na chwilę (nawet na moment rzędu pojedynczych minut czy godzin) zwiększyć używane zasoby, a po okresie intensywnego ruchu oddać je (i opłaty będą niższe).

Platforma Azure składa się z następujących głównych elementów:

• Windows Azure – środowisko, w którym uruchamiane są poszczególne aplikacje (hostujące kod). Może to być aplikacja ASP.NET, usługa WCF, kod PHP czy po prostu – proces Windows. Płaci się za czas zarezerwowanych zasobów sprzętowych używanych do uruchomienia danego kodu oraz za dane przesłane do/z datacenter Windows Azure.
• Azure Storage zapewniające niezawodne i niesamowicie skalowalne mechanizmy przechowywania informacji. Płaci się za czas przechowywania danych i transfer poza datacenter Windows Azure. Dostępne są trzy typy pojemników:
  • Azure Table – do przechowywania miliardów wierszy,
  • Azure Blob – do przechowywania danych binarnych,
  • Azure Queue – kolejki do szybkiej wymiany informacji.
• SQL Azure – relacyjna baza danych (w dużej części zgodnej z Microsoft SQL Server). Płaci się stałą opłatę za bazę o ustalonym maksymalnym rozmiarze oraz za transfer.
• Windows Azure AppFabric (dawniej .NET Services) – komponent odpowiadający za połączenie chmury publicznej i usług lokalnych. Składa się on z dwóch składników:
  • Access Control – umożliwia definiowanie mechanizmów kontroli dostępu, autoryzacji, uprawnień itp. w oparciu o federację;
  • Service Bus – pozwala w elegancki, bezpieczny, ale prosty sposób udostępnić usługi z lokalnej serwerowni czy wręcz laptopa. Obsługuje wiele gotowych wzorów komunikacyjnych (publish-subscribe, multicast, buforowane itp.), a także pozwala nie martwić się tym, że usługa znajduje się za NAT-em czy firewallem.
• Microsoft Codename „Dallas” – usługa pozwalająca sprzedawać i kupować dane przechowywane w chmurze (np. dane analityczne).

Pełny cennik Windows Azure znajduje się tutaj (w Polsce obowiązują ceny w euro). Warto zapoznać się z jego podstawowymi pozycjami, i tak:

mała instancja (small) – $ 0.12 / 0,0852 € za godzinę rezerwacji zasobu (np. godzinę obliczeń z obciążeniem procesora 100% lub godzinę przy średnim obciążeniu 11%);

• $ 0.15 / 0,1064 € za przechowanie gigabajta w Azure Storage (w dowolnej postaci);
• $ 0.10 / 0,071€ za 1 GB danych wysłanych do Azure;
• $ 0.15 / 0,1064 € za 1 GB pobrany z Azure;
• $ 9.99 / 7,085 € miesięcznie za SQL Azure o rozmiarze do 1 GB;
• $ 49.95 / 35,425 € miesięcznie za SQL Azure o rozmiarze do 5 GB (i proporcjonalnie dalej; największa baza może mieć 50 GB).

Poniższa tabela pokazuje standardowe rozmiary instancji obliczeniowych Windows Azure.

Warto dodać, że pewna „ilość” platformy Azure jest też dostępna za darmo dla subskrybentów MSDN (czyli np. uczestników programu BizSpark). W ciągu 16 miesięcy dostępne są następujące parametry (do użycia każdego miesiąca!):

Dokładny opis tej oferty można znaleźć na tej stronie. W przypadku potrzeby użycia większej ilości zasobów Windows Azure, są one rozliczanie na normalnych zasadach „pay as you go” lub można skorzystać z odpowiednich promocji – wszystkie elementy są opisane tutaj. Warto zwrócić uwagę, że 750 h to na przykład ok. 31 dni ciągłej pracy (24h/dobę) jednej małej instancji Azure. Ale to też na przykład ponad 4 małe instancje uruchamiane w czasie normalnych godzin pracy każdego dnia roboczego w miesiącu (zakładamy 20 dni roboczych po 8 h). Jest to również na przykład 10 h ciągłej pracy 75 instancji! Albo 15 dni ciągłej pracy średniej (Medium) instancji.

Aby zacząć pracę z Windows Azure, należy ściągnąć Windows Azure Tools for Microsoft Visual Studio 1.2 – dodatek do Visual Studio 2010 pozwalający pisać i automatycznie wgrywać aplikację w “chmurę”. Jeżeli ktoś nie posiada Visual Studio, narzędzie będzie działać z darmowym Microsoft® Visual Web Developer® 2010 Express. Jednak ze względu na duże ułatwienie, jakie daje mechanizm IntelliTrace przy śledzeniu aplikacji, warto pobrać wersję testową Visual Studio Ultimate (lub skorzystać z oferty MSDN w BizSpark).

W tej serii artykułów przedstawione zostaną podstawy tworzenia aplikacji dla Windows Azure. Ta platforma to „prawie” normalny Windows. Działa na tym ASP.NET, ASP.NET MVC .NET 4.0 (z wszystkimi mechanizmami, np. związanymi z programowaniem równoległym), czy nawet technologie takie jak PHP czy Java. Słowem – wszystko to, co da się uruchomić na Windows. Z tego punktu widzenia migracja rozwiązań niemal nie wymaga żadnych zmian.

Ale jak każda platforma programistyczna, także Windows Azure ma swoją specyfikę. Dostosowanie rozwiązania do jego możliwości przyniesie jednak duże zyski – zarówno jeśli chodzi o wydajność/skalowalność, jak i o koszty. W kolejnych artykułach poruszane będą zagadnienia przybliżające platformę Azure i możliwości, jakie daje ona programiście czy architektowi.

• [Windows Azure SDK 1.3](gg477429(v=msdn.10).md) - artykuł zawiera krótkie podsumowanie nowych elementów dostępnych na platformie Azure wraz z wprowadzeniem SDK 1.3.
• Pierwsza aplikacja w Windows Azure  – artykuł, w którym czytelnik zostanie przeprowadzony krok po kroku od założenia konta Azure po wgranie tam prostej aplikacji ASP.NET.
• Debugowanie aplikacji Azure – Intellitrace - w artykuł pokazuje, w jaki sposób wykorzystać mechanizm IntelliTrace z Visual Studio 2010 w połączeniu z aplikacjami uruchomionymi na Windows Azure, czyli - jak zobaczyć instrukcje, jakie wykonała chmura.
• SQL Azure – jak wykorzystać we własnej aplikacji - w tym artykule pokazane będą podstawowe różnice w stosunku do dużego SQL Server, a także  jak podejść do migracji rozwiązań bazujących na SQL do chmury.
• Różne pojemniki Windows Azure – który wybrać i kiedy. W przypadku każdej aplikacji internetowej to sposób realizacji dostępu do danych i wybór pojemnika decyduje o maksymalnej skalowalności i wydajności rozwiązania. Z drugiej strony, chcąc dany projekt zrealizować w jak najkrótszym czasie, warto skorzystać z rozwiązań dysponujących bogatszym API. W tym artykule omówione będą zastosowania poszczególnych typów pojemników oraz w jaki sposób można (i warto) je połączyć, by współpracowały ze sobą.
  • Tutorial: Azure Storage – Queue – przegląd API pozwalającego na pracę z kolejkami,
  • Tutorial: Azure Storage – Blob – przegląd API pozwalającego na pracę z Azure Blob,
  • Tutorial: Azure Storage – Table – przegląd API pozwalającego  na pracę z tabelami.
• Jak napisać naprawdę skalowalną aplikację, wykorzystując Windows Azure, Queue,Blob, Table. W tym artykule omówiony zostanie podstawowy schemat architektoniczny zapewniający wysoką skalowalność rozwiązania na Windows Azure.
• Zarządzanie i diagnostyka Windows Azure. Co prawda Windows Azure samodzielnie zarządza infrastrukturą i np. restartuje role w razie potrzeby, ale zawsze warto mieć „własną” warstwę monitorującą i zarządzającą konkretną aplikacją. W tym artykule omówione będą dwa elementy Azure – Management i Diagnostics API.
• Samoskalująca się aplikacja na Windows Azure.  Ten artykuł pokaże, w jaki sposób można, wykorzystując mechanizmy diagnostyki Azure, automatycznie zwiększać lub zmniejszać liczbę instancji obsługujących ruch przychodzący z Internetu.
• Tomcat na Windows Azure - na Windows Azure można uruchomić niemal dowolne rozwiązanie działające na Windows Server. W tej publikacji opisano sposób uruchomienia Javy (pojemnika servletów/JSP, Tomcat) na Windows Azure.
• Możliwości Windows Azure AppFabric. W tym artykule omówione będą możliwości AppFabric – zarówno jeśli chodzi o łączność, jak i autoryzację.
• Jak czytać ze zrozumieniem cennik Azure? I jak planować architekturę aplikacji? Windows Azure to pierwsza platforma, w której tak wyraźnie widać związek między decyzjami architektonicznymi a kosztami utrzymania aplikacji. Od tego, jak będzie zorganizowana warstwa dostępu do danych, logika czy interfejs użytkownika zależy opłata miesięczna! W tym artykule prześledzimy na przykładzie, w jaki sposób można podejmować decyzje wyważając z jednej strony czas realizacji zadania, a z drugiej – przybliżoną cenę utrzymania rozwiązania i wydajność bazowych elementów Azure.
• PHP oraz platforma Azure - w tym artykule pokazano, w jaki sposób można tworzyć rozwiązania wykorzystujące PHP i uruchamiać je na Windows Azure.
• Azure Drive - w artykule omówiony został mechanizm Azure Drive, pozwalający montować pliki VHD umieszczone w Azure Blob jako dyski w instancji roli.
• IIS w Windows Azure - Jednym z nowych elementów w Azure SDK 1.3 jest możliwość użycia standardowego IIS - takiego samego jak w Windows Server. W tym artykule pokazano, jak można wykorzystać ten mechanizm do hostowania w jednej roli typu Web różnych witryn.
• OData – nowy standard udostępniania i korzystania z danych - Ta seria artykułów ma na celu przedstawienie protokołu począwszy od informacji o samym protokole, sposobów korzystania z takiego źródła danych, manipulowania tymi danymi oraz tworzenia własnych źródeł, które będą udostępnione za pomocą nowego mechanizmu.
• Zdalny pulpit w Azure - W artykule omówiony jest sposób podłączenia się do instancji Windows Azure za pomocą mechanizmu zdalnego pulpitu (Remote Desktop). Jest to jedna z nowości, jaka pojawiła się w listopadowym Azure SDK (w 2010 roku).
• [Azure AppFabric](gg650380(v=msdn.10).md) – artykuł zawiera przegląd Azure AppFabric - komponentu pozwalającego budować hybrydowe aplikacje, z których część działa we własnej serwerowni, a część w Windows Azure.
• [Multicasting w Azure AppFabric](gg697592(v=msdn.10).md) - Jedną z ciekawszych cech Azure AppFabric Service Bus jest możliwość równoczesnego rozsyłania komunikatu do wielu klientów (oczywiście rozproszonych po całym świecie). W tym artykule pokazano, w jaki sposób można taką usługę zaimplementować.
• [Płatności Windows Azure](gg710570(v=msdn.10).md) - Artykuł ma na celu wyjaśnienie sposobu płatności za wykorzystywanie zasobów Azure. Po przeczytaniu artykułu temat płatności nie powinien budzić żadnych wątpliwości.
• [Azure AppFabric i Access Control Service](gg715575(v=msdn.10).md) - Mechanizm Access Control Services pozwala zbudować aplikację wykorzystującą zewnętrzne mechanizmy autoryzacji. W tym artykule przedstawiono, w jaki sposób wykorzystać ACS do zabezpieczenia aplikacji ASP.NET (w tym przypadku działającej na lokalnym IIS).
• [Windows Azure AppFabric - połączenia bezpośrednie](gg723681(v=msdn.10).md) - Połączenia hybrydowe w Azure AppFabric, w których, dzięki specjalnej konfiguracji, nawiązywanie połączenia odbywa się za pośrednictwem Service Bus, ale podczas przesyłania danych pakiety są transmitowane tylko w sieci lokalnej.
• [Windows Azure AppFabric Cache – wprowadzenie](gg998755(v=msdn.10).md) - Mechanizm Azure AppFabric Cache, dzięki któremu programista ma do dyspozycji gigantyczną, rozproszoną farmę serwerów cache . W odróżnieniu od CDN - tu dane przechowywane są w pamięci, a z poziomu aplikacji traktuje się cache niemal jak normalną kolekcję w C#.
• [Windows Azure AppFabric – autoryzacja dostępu do operacji WCF za pomocą tokenów SWT](gg191223(v=msdn.10).md) - ACS może służyć również do autoryzacji użytkowników chcących wywołać konkretne metody na usłudze WCF. Mechanizm ACS jest oparty na żądaniach (claim-based security).
• Integracja Windows Azure AppFabric Caching z sesjami ASP.NET - W klasycznym ASP.NET sesja może być przechowywana w InProc, StateServer lub SQLServer. Dzięki AppFabric Caching, programiści otrzymują czwartą możliwość stanowiącą rozproszoną i skalowalną pamięć, która z pewnością nadaje się dla skomplikowanych aplikacji webowych.
• [ASP.NET MVC 3.0 w Azure](hh204606(v=msdn.10).md) - Nowa wersja ASP.NET MVC dostarcza wiele usprawnień, a prosta składnia Razor z pewnością ułatwia tworzenie aplikacji webowych. Niestety, aktualnie Azure nie zawiera bibliotek ASP.NET MVC 3.0 – należy samodzielnie zainstalować wymagane pliki.