Vývojář a (Azure) cloud

1

Michael JuřekSoftware ArchitectMicrosoft s.r.o.

Agenda

Aplikační vrstva

Databáze

Úložiště

Ostatní služby

2

Ostatní služby

Některé důležité aspekty

Aplikační vrstva pohledem vývojáře

Azure nabízí hostovaný operační systém Windows Server 2008 a 2008 R2

Prakticky cokoliv, co běží na Windows Serveru lze spustit na Windows Azure:

ASP.NET, ASP, PHP, Java, Ruby, …, nativní kód

3

ASP.NET, ASP, PHP, Java, Ruby, …, nativní kód

Libovolný web server běžící na Windows (IIS předinstalován ve web roli)

Něco mezi IaaS a PaaS

Zlatá střední cesta?Čisté IaaS(Amazon)

WindowsAzure

Čisté PaaS(Google)

Flexibilita Vysoká Střední Nízká

Náklady na správu OS

Ano Ne Ne

Izolace aplikací Vysoká Vysoká Nízká

4

Izolace aplikací Vysoká Vysoká Nízká

Symetrie mezi cloud a on-premise

Ano Ano Ne

Jednoduchýupgrade

Ne Ano Ano

Rozdělení kompetencí

My pro vás připravíme operační systém

Vy dodáte balíček se „zaZIPovanou“ aplikací

My balíček nasadíme do OS a spustíme aplikaci

My aktualizujeme a spravujeme virtuální počítač

5

My aktualizujeme a spravujeme virtuální počítač

Vaše aplikace nemá administrativní práva k OS Pokud chcete, tak může mít, ale není to z hlediska bezpečnosti doporučená praxe

Vy můžete OS modifikovat, ale na vlastní riziko

My můžeme kdykoliv vytvořit nový virtuál

Rozdíly mezi během lokálně a v cloudu

Téměř stejná aplikace běží v cloudu i na vašem serveru

Velká výhoda – flexibilita do budoucna

Některé aspekty je třeba řešit různě:

6

Některé aspekty je třeba řešit různě:Logování, diagnostika – různé mechanismy on-premise a cloud

Lokální souborový přístupPouze do deklarovaných složek a bez záruky zachování dat

Veškerá trvalá data nutno ukládat mimo (SQL Azure, Azure Storage)

Cíl:MASIVNÍ ŠKÁLOVATELNOSTŠkáluje „out” – nikoli „up“ –replikováním worker instancí podle potřeby.

Umožňuje škálovat uživatelské a výpočetní aktivity nezávisle.

Instance dvou typů: Web Role & Worker RoleWindows Azure aplikace se mohou skládat zweb role instancí, worker role instancí nebo kombinací obou.

Architektura „velké“ aplikace

7

Každá instance běží ve svém vlastním VM, replikovaném podle potřeby.

WEB ROLE WORKER ROLE

Interaguje s koncovým uživatelem nebo web službou

Příchozí dotazy přes zvolený protokol

Web a worker role

8

nebo web službou

Zpracovává příchozíHTTP/HTTPS dotazy

Vyvinuty s Microsoft anon-Microsoft nástroji:

ASP.NET, WCF, jiné .NET nástroje Java, PHP, atd.

dotazy přes zvolený protokol

Iniciuje své vlastní dotazy na data nebo

úkoly z fronty

Podobné jako "batch job"nebo Windows service.

Konfigurace - detaily

Velikost VM – impl. S = 1 CPU, 1.7 GB, 250 GBM = 2/3.5/500, L = 4/7/1000, XL = 8/14/2000

Connection stringsSpeciální nastavení pro DevStorage

Počet instancí služeb

Verze OS

9

Verze OSImplicitně – poslední verze s automatickým update

Lokální souborový systémDefinuje alokovanou kapacitu z lokálního souborového systému

EndpointsWeb role 1 (HTTP/S), Worker role 5 (HTTP/S, TCP)

Interní / Externí

Nasazení aplikace

Aplikace přeložena do balíčku (*.cspkg) + konfigurace (*.cscfg)

Vytvoření ve VS, Eclipse, z příkazové řádky (cspack)

Upload přímo do role některým z nástrojůWeb provisioning portál – windows.azure.com

Visual Studiem*

10

Visual Studiem*

Eclipse*

MMC*

PowerShell*

Nástroje třetích stran*

Alternativní upload do Azure Storage

*nutné instalovat/registrovat admin certifikát

Upgrade vaší aplikace

Dva modely: VIP Swap a In-Place Upgrade

VIP Swap:Používá Staging a Production prostředí

Umožňuje rychlé přepnutí prostředí

11

Produkční: v1 � Staging: v2, po přepnutí Produkční: v2 Staging: v1.

In-Place UpgradeProvádí vystavení upgradu do živé služby

Celá služba nebo jedna role

Manuálně nebo automaticky napříč doménami

Hello, Azure

12

13

14

15

16

17

21

22

23

Agenda

Aplikační vrstva

Databáze

Úložiště

Ostatní služby

24

Ostatní služby

Některé důležité aspekty

Databáze pohledem vývojáře

Bez relační databáze se většina aplikací neobejde, „No SQL DB“ ji nenahradí

„Jiný připojovací řetězec k databázi“Ve většině aspektů nerozlišitelná od klasické relační databáze

25

databáze

Ale pozor na rozdíly:Ne všechny schopnosti klasické databáze jsou podporovány

Server není jenom pro vás, proto nelze využívat funkce, které by byly rizikem pro bezpečnost, výkonnost, stabilitu celého serveru

Výhody databáze jako služby

Nižší náklady (TCO)Nulové pořizovací náklady – nekupujete hardware ani licencePředvídatelné provozní náklady

Automatická vysoká dostupnostTři servery s aktuální replikou vašich dat

26

Tři servery s aktuální replikou vašich datAutomatická odolnost proti selháníAutomatická aktualizace a údržba (téměřnulový výpadek)Vysoká symetrie s klasickým SQL serverem:

Stejné znalostiStejný kódStejné nástroje

Síťová topologieAplikace

Load Balancer

TDS (tcp:1433)

Aplikace používající standardní knihovny: ODBC, ADO.NET, …

Load balancer se snaží směrovat vždy na stejnou TDS gateway

27

TDS (tcp: 1433)

TDS (tcp: 1433)

Data Node Data Node Data Node Data Node Data NodeData Node

Gateway Gateway Gateway Gateway Gateway Gateway

Škálovatelnost a dostupnost: překlenutí výpadku, replikace, rozkládání zátěže

Databázové repliky

Replika 1

Replika 2

!

28

Replika 2

Replika 3

DB

Replika 4

Model služby

Každý účet vlastní jeden nebo více serverůSpráva pomocí portálu

Subjekt pro účtování

Každý server má jednu nebo více databázíEkvivalent SQL instance, má DNS jméno

master databáze – metadata o ostatních databázích,

ÚčetÚčet

ServerServer

29

master databáze – metadata o ostatních databázích, uživatelské účty apod.

Jednotka autentizace

Jednotka umístění (různá datová centra v oblasti)

Každá databáze má standardní SQL objektyTabulky, pohledy, indexy, ...

Jednotka účtování

Jednotka izolace a konzistence

ServerServer

DatabázeDatabáze

Správa serveru

Prostřednictvím portáluVytvoření/zrušení serveruVytvoření/zrušení databázeAdministrátorský účetKonfigurace síťových pravidelReportování o provozu a nákladechEditace schématu i dat v tabulce

Master DB

30

Editace schématu i dat v tabulceSpuštění libovolného SQL dotazu

Prostřednictvím T-SQL Např. pomocí SQL Management Studia 2008 R2Správa uživatelských účtů a rolíVytvoření/zrušení databázeKonfigurace firewalluReporty o provozu a nákladechVeškerá další standardní funkčnost SQL serveru

Správa SQL Azure

31

Portál pro správuPřipojení z SQL Management Studia

32

33

34

35

36

Pozor na omezení

Nelze překročit hranice jedné databáze:Příkaz USE

Distribuované transakce

Distribuované dotazy

Nelze ovlivnit fyzické atributy databáze:

37

Nelze ovlivnit fyzické atributy databáze:Umístění souborů, mirroring, obnova, …

Chybí funkce, které nejde dobře izolovat od ostatních databází:

Fulltext v databázi

Nasazení vlastního kódu do databáze

A řada dalších (zdokumentováno)

Agenda

Aplikační vrstva

Databáze

Úložiště

Ostatní služby

38

Ostatní služby

Některé důležité aspekty

Úložiště pohledem vývojáře

Náhrada souborového systému v cloudu

HTTP/REST přístup

Knihovny pro .NET, Javu, PHP zapouzdřují REST protokol objektovým modelem

39

Konkurenční nabídky jsou poměrně podobné

Datové možnosti ve Windows Azure

Relační databáze

Strukturované úložiště

Nestrukturované úložiště

Servisní komunikace

NTFS disk

Poskytuje strukturované úložištěAutomaticky škáluje na tisíce serverů podle nárůstu provozu (použitím partition klíče)

Není relační databázeNemá Foreign Keys, Joins, Aggregation, apod.

Azure Table

Nemá Foreign Keys, Joins, Aggregation, apod.Pouze jeden indexMožnosti transakcí pouze v rámci partice

Známá a jednoduchá programová rozhraní.NET třídy a LINQREST na libovolné platformě a v jazyce

Azure BlobÚložiště rozsáhlých souborů (mapové podklady, média, obrázky, apod.) společně s jejich metadaty

Block Blob

Vytvořen pro streamovací scénáře

Každý blob se sestává ze sekvence bloků [až do 4MB na blok]

Velikostní limit 200GB na blob

42

Velikostní limit 200GB na blob

Page Blob

Vytvořen pro náhodné read/write scénáře na úrovni stránek

Každý blob se skládá z pole stránek

Velikostní limit 1TB na blob

Komunikace mezi službami pomocí zprávZajišťuje škálovatelnost aplikaceOdděluje Front End (uživatelské rozhraní) od Back End (business logika)Zajistí korektní funkci v exponovaných momentech

Azure Queue

Zajistí korektní funkci v exponovaných momentechNení vhodné pro dlouhodobé ukládání dat nebo objemná data

Zprávy mohou být do 8KB s životností max. 7 dníDůležité si uvědomit

Zprávy jsou zpracovávány v libovolném pořadíZpráva může být zpracována vícekrát

Azure BLOB

44

… pomocí Azure MMC konzole

45

46

47

48

49

50

51

52

53

Dvojklik na jménu containeru !!!

54

55

SQL Azure vs. Azure Storage 1/2Charakteristika SQL Azure Azure Storage

Přístup k datům ADO.NET/ODBC + T-SQL REST, LINQ

„Velikost“ dotazu Neomezená velikost, zpracování max. 5 minut

Maximálně 1000 entit a 5 s, stránkování výsledku

Zpracování na straně serveru

Uložené procedury, relace, funkce, triggery apod.

Neserveru funkce, triggery apod.

Indexy 1 clustrovaný, až 999 neclustrovaných

Jediný podle primárníchklíčů

Transakce Nad jedinou databází, max. 5 minut

Pouze nad daty ve stejném oddílu, max. 100 operací a 4 MB dat

Izolace uživatelů Celá škála možností nabízených databází

Optimistický přístup

SQL Azure vs. Azure Storage 2/2Charakteristika SQL Azure Azure Storage

Škálovatelnost Omezena na jeden virtuální server, případně možno dělit zátěž již v aplikaci

Prakticky neomezená

Max. kapacita 50 GB 100 TB

Max. velikost 1 položky 2 GB 1 TBMax. velikost 1 položky 2 GB 1 TB

Redundance a vysoká dostupnost

Ano Ano

Platba za uložení 9.99 USD/GB/měsíc(podle naalokovanévelikosti)

0.15 USD/GB/měsíc(podle skutečné spotřeby)

Platba za používání GB přenesené do/z Azure serverovny

GB přenesené do/z Azure serverovny + transakce nad daty

Asynchronní komunikace pomocí fronty trvalých zpráv -> Azure Queue

Velké soubory (videa, obrázky apod.) s jasným identifikátorem -> Azure BLOB

Praktické vodítko – co použít?

identifikátorem -> Azure BLOB

Relační data:Mimořádná velikost a zátěž -> Azure Table

Všechny ostatní případy -> SQL Azure, nerelační úložištím chybí kritické schopnosti pro běžné aplikace

Agenda

Aplikační vrstva

Databáze

Úložiště

Ostatní služby

59

Ostatní služby

Některé důležité aspekty

Další služby platformy Azure

Nejsou typickou součástí každé aplikace

Jsou nezbytné v některých scénářích

Z časových důvodů pouze výčet:Service Bus – bezpečné propojení cloud a on-premise aplikací

60

premise aplikací

Access Control – bezpečnost pomocí SAML známek, integrace s Active Directory, Live ID, Google ID, Facebook ID

Cache – distribuovaná paměťová cache

Připravují se i další

Agenda

Aplikační vrstva

Databáze

Úložiště

Ostatní služby

61

Ostatní služby

Některé důležité aspekty

Platba za spotřebu

SQL Azure

čas x počet serverů objem dat

počet transakcí

velikost x počet databázíAzure AppFabricpočty připojení

62

velikost x počet databází

počty ověření

objem dat dovnitř+ ven z cloudu

Metriky pro měření spotřebyPočítají se podle spotřeby a platí na měsíční bázi

Platba za spotřebu

Zcela jiný model, než na jaký jsou vývojáři zvyklíPřestože za svůj mobil platí podle spotřeby a nevadí jim to

Pozitivní i negativní důsledky:Chyba je drahá (nechat něco běžet je jako nezavěsit

63

Chyba je drahá (nechat něco běžet je jako nezavěsit telefon)

Experimentování je levné – prostředí si lze pronajmout krátkodobě – nedocenitelné při nasazování nové verze

BezpečnostFYZICKÁ:• Microsoft datacentra s nejnovějšími

bezpečnostními procesy• Redundantní napájení od oddělených

poskytovatelů, baterií a záložních diesel agregátů, klimatizace a ochrana proti požáru

KONTINUITA: • Datová centra v různých geo-lokacích• Uživatelé si mohou vybrat místo hostingu, jedno

místo nebo geo-distribuované• Úložiště je vícekrát replikováno• Fabric je navržen pro zálohování a obnovení z

checkpoints

64

Logická:• Kódování a autentikace úložiště• Po drátu přes zabezpečený HTTPS• Windows Azure běží na modifikovaném Windows

2008 Server, optimalizovaném pro cloud přístup bez admin přístupu k hostům nebo aplikacím

• Aplikace nebo uživatelé neupdatují OS

COMPLIANCE & CERTIFIKACE:• Microsoft je zavázán k splnění všech právních

předpisů.• Průmyslové certifikace jsou základem.• Cílem je dosažení certifikací a standardů jako

SAS70 a dalšími.• Uživatelé jsou plně odpovědni za bezpečnost a

standardy svých služeb a aplikací - Windows Azure je platformou.

Závěrem

PaaS – platform as a service

Šetří vám starosti s infrastrukturou

Umožňuje provozovat aplikace alternativním způsobem s jinou strukturou nákladů

Aplikace vyžadují relativně malé úpravy a lze je

65

Aplikace vyžadují relativně malé úpravy a lze je napsat tak, aby běželi v cloudu i na vlastním hardware

Vývojářská soutěž pro WINDOWS AZUREdo konce dubna 2011

- 25 000 Kč na marketing- logo a výrazné zviditelnění na trhu- pro celkového vítěze cesta a pobyt na WW Partner Conference v LA

Dosavadně vybraní výherci/aplikace:

GETMORE, s.r.o. Implementace systému pro obchodníky spol. AFD nad Windows Azure

66

Implementace systému pro obchodníky spol. AFD nad Windows Azure

The KITE, s.r.o.The KITE Homeport System - systém pro půjčování kol

A&&L soft, s. r. o. eCobra - autentizační server

Více na http://www.microsoft.com/cze/azure-contest/fame.aspx

67

© 2008 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries.The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS,

IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.