12622

Практичне вивчення Windows Azure

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторна работа6: Практичне вивчення Windows Azure Метою лабораторної роботи є практичне освоєння Windows Azure– новітньої платформи Microsoft для хмарних обчислень cloud computing.. Робота в Windows Azure вимагає наявності академічного доступу до Windows Azure або платної реєстрації в ній. Альтернат...

Украинкский

2013-05-02

1.63 MB

16 чел.

Лабораторна работа6: Практичне вивчення Windows Azure

Метою лабораторної роботи є практичне освоєння Windows Azure– новітньої платформи Microsoft для хмарних обчислень (cloud computing).. Робота в Windows Azure вимагає наявності академічного доступу до Windows Azure, або платної реєстрації в ній. Альтернативою є використовування безкоштовної хмарної системи Windows Live [20], заснованої на Windows Azure, що і враховано в даній лабораторній роботі. При підготовці лабораторної роботи використані матеріали [17-20].

Зміст

  •  Апаратура і програмні інструменти, необхідні для лабораторної роботи
  •  Тривалість лабораторної роботи
  •  Огляд Windows Azure
  •  Вхід на сайт платформи Windows Azure
  •  Огляд платформи Azure на її сайті
  •  Використовування, архітектура і перспективи Windows Azure
  •  Ознайомлення з Windows Live

Апаратура і програмні інструменти, необхідні для лабораторної роботи

Настільний або портативний комп'ютер з однією з нових версій операційної системи Microsoft Windows, в якій інстальований браузер Internet Explorer 8 або Internet Explorer 9.

Тривалість лабораторної роботи

2 академічні години

Огляд Windows Azure

Windows Azure – платформа для хмарних обчислень фірми Microsoft.

Хмарні обчислення (cloud computing) - нова парадигма обчислень, заснована на ідеї використовування через Web-браузер з будь-якого комп'ютера набору спеціалізованих сервісів, розгорнених і доступних для використовування через Web на комп’ютерах могутнього центру обробки даних.

Користувач повинен лише мати браузер і бути зареєстрованим на сайті для хмарних обчислень.

Все інше забезпечується хмарними сервісами, які надають програми, пам'ять для зберігання даних користувача, доступ до СУБД і інші обчислювальні послуги.

Перевагою такого підходу є мінімальні вимоги до комп'ютера користувача (для використовування достатньо нетбука). Недолік – повна залежність користувача від "хмари", яка є єдиним способом доступу не тільки до тих, що запускаються програм, але і до власних даних користувача.

Вхід на сайт платформи Windows Azure

Зверніться через браузер по Web-посиланню [18] до сайту платформи Windows Azure.

Структура початкової сторінки показана на мал. 38.1 .

Мал. 38.1.   Початкова сторінка веб-сайта платформи Windows Azure

На сайті доступна інформація про продукти, ресурси, приклади використовування, покупці (арендувати) у фірми Microsoft доступу до платформи Azure, а також посилання для входу в Azure, реєстрації в ній, викачування інструментів і повчальних матеріалів по Azure.

Огляд платформи Azure на її сайті

Натискуйте Products (зліва вгорі). Візуалізується web-сторінка з коротким введенням в платформу Azure (мал. 38.2):

Мал. 38.2.   Введення в платформу Azure на її веб-сайті 

Схема на мал. 38.2 пояснює особливості Windows Azure. Користувачі можуть звертатися до неї через браузери з настільних, портативних комп'ютерів і мобільних пристроїв. Додатки, що працюють на платформі Azure, розробляються в середовищі Visual Studio. Їх робота заснована на платформі .NET, що забезпечує надійне і безпечне виконання коду. Зокрема, основою реалізації Azure є компоненту Windows Communication Foundation (WCF) і що надаються нею web-сервіси. Технологіями (стандартами), що використовуються при реалізації Azure, є XML (стандарт представлення даних), SOAP (стандарт передачі даних через мережу з помощью "конвертів" у форматі XML; REST – один із стандартів для управління web-сервісами.

Використовування, архітектура і перспективи Windows Azure

Схема використовування Windows Azure зображена на мал. 38.3 .


Мал. 38.3.   Схема використовування Windows Azure

Восени 2008 р. Microsoft оголосила про створення нової хмарної операційної системи Windows Azure, призначеної для розробки хмарних додатків. Тим самим, Microsoft початки третю еру операційних систем [19] в надії повторити успіх DOS в 1980 х рр. і Windows в 1990 х. В 2010 році Windows Azure оголошена комерційною системою. Як і традиційна Ос, Windows Azure дозволяє запускати додатки і берегти дані. Але відбувається це не на комп'ютері користувача, а в обчислювальних хмарах.

Операційна система Windows Azure є частиною Windows Azure Platform — групи хмарних технологій для розробки ПО, яка включає наступні елементи:

  •  Windows Azure - забезпечує Windows-середовище для роботи додатку і зберігання даних в дата-центрах Microsoft.
  •  SQL Azure - забезпечує роботу з реляційними базами даних на основі SQL-серверу. Дані можуть зберігатися як в хмарному середовищі, так і на комп'ютерах підприємства, проте, взаємодіючи з додатками Windows Azure.
  •  Windows Azure Platform AppFabric - об'єднує додатки, що працюють як в хмарній, так і в традиційному середовищі, забезпечуючи захищену передачу даних. Не дивлячись на схожість назв, поняття fabric і AppFabric —не одне і те ж. Перше відноситься до об'єднання фізичних машин усередині хмарної Ос, друге — до з'єднання додатків, що працюють в різних середовищах.

Безпосередньо операційна система Windows Azure також складається з декількох взаємозв'язаних частин: Compute Service, Storage Service і Fabric.

Компоненту Compute Service відповідає за обчислення. Основна мета хмарної платформи полягає в тому, щоб забезпечити підтримку додатку, що запускає величезне число користувачів в один і той же час. Windows Azure підтримує декілька копій одного і того ж коду на різних фізичних серверах. У свою чергу, додаток може працювати відразу в декількох версіях на декількох віртуальних машинах, кожна з яких забезпечується гіпервізором на основі Hyper-V, модифікованим для використовування в хмарних обчисленнях.

Існують два типи робочих версій хмарного додатку: веб-роль (Web role) і робоча роль (Worker role). Перша уміє обробляти HTTP- або HTTPS-запити, і на її віртуальній машині (ВМ) запущений сервер Internet Information Services (IIS). Програміст має нагоду створити версію веб-ролі за допомогою ASP.NET або Windows Communication Foundation (WCF), а також скористатися будь-якою іншою технологією .NET, що працює з IIS. Додаток може бути створений на будь-якій мові програмування.

Навпаки, робоча роль не припускає запуску IIS. Вона виконує задачі у фоновому режимі. Наприклад, веб-роль може бути застосований для отримання запиту від користувача. Але його обробка буде запущена пізніше за допомогою версії робочої ролі.

Архітектура Windows Azure зображена на мал. 38.4 .


Мал. 38.4.   Архітектура Windows Azure

Компоненту Storage Service забезпечує зберігання даних. Ос Windows Azure підтримує три способи роботи з даними. Найпростіший з них — BLOB (binary large object), що містить бінарні дані з нескладною ієрархією. Цей тип організації інформації призначений для зберігання зображень, аудио- і відеоінформації.

Якщо необхідно структурувати однотипні дані, то використовуються таблиці, в яких для кожної одиниці інформації відведений осередок з певним номером рядка і номером стовпця. Така проста організація дозволяє діставати доступ до даних за допомогою методів ADO.NET. У такому вигляді хмарна Ос розподіляє зберігання даних на дещо фізичних комп'ютерів, що більш ефективно, ніж при використовуванні реляційної бази даних.

Розглянуті способи забезпечують зберігання даних і доступ до них, а для їх зв'язку необхідний третій спосіб – черга (FIFO). Цей спосіб допомагає різним версіям додатку обмінюватися між собою повідомленнями. Так зв'язуються веб-роль і робоча роль, оскільки синхронізація в хмарному середовищі неможлива. Припустимо, користувач через веб-інтерфейс викликає задачу, що вимагає істотних обчислювальних потужностей. Веб-роль записує отриманий запит в чергу. Робоча роль, звертаючись до цієї черги, приймає запит і виконує його. Результати виконання (відповідь) передаються за тим же принципом, через чергу.

Незалежно від методу організації даних, інформація в Windows Azure Storage репліцюється 3 рази, що забезпечує стійкість системи: втрата даних в одній з копій не фатальна. Крім того, існують архівні копії, що зберігаються в іншому дата-центрі Microsoft. Це означає, що навіть якщо весь дата-центр знищений, інформація буде відновлена з архівів іншого центру.

Остання складова Ос — Fabric — дозволяє організувати набір комп'ютерів, на яких зберігаються додатки і дані Windows Azure. Управління такою "комп'ютерною тканиною" здійснює програмне забезпечення, зване fabric controller.

Fabric здійснює моніторинг всіх працюючих додатків, управляє взаємодією з Ос на різних комп’ютерах і вибирає фізичний сервер для запуску додатку, тим самим оптимізуючи використовування устаткування.

Управління додатками виконується за допомогою конфігураційних файлів, що містять XML-опис всього, що необхідне додатку, наприклад, потрібної кількості віртуальних машин з веб-ролями і робочими ролями. Fabric controller створює ці віртуальні машини і відстежує стан кожній з них, щоб при необхідності замінити ту, що вийшла з ладу або запустити її на іншому фізичному сервері.

Компоненти Windows Azure дозволяють будувати додатки різних типів. Так, для створення інтернет-додатку програмісту, що масштабується, достатньо спожити необхідну кількість веб-ролей, зберігаючи дані в таблицях. А для додатку з паралельними обчисленнями будуть потрібно веб-роль, черга для збереження запитів, необхідна кількість робочих ролей і таблиці (або BLOB) для зберігання даних. У свою чергу, SQL Azure і AppFabric дають можливість з'єднати рішення Windows Azure з програмами і базами даних, що функціонують в рамках локальної мережі або з хмарними системами інших провайдерів.

Додатки, створені на основі Windows Azure, надаються як сервіси фізичним особам, корпоративним користувачам або і тим, і іншим одночасно. Орієнтовні ціни на деякі хмарні послуги Microsoft приведені в статті [19] .

Розглянемо приклади хмарних додатків, створених за допомогою Windows Azure і розрахованих на різні типи користувачів.

Рішення для корпоративних користувачів. За допомогою Windows Azure незалежний розробник програмного забезпечення може створювати додатки для бізнес-користувачів, застосовуючи принципи програмного забезпечення як сервісу (SaaS — Software as а Service).

Прикладом може послужити рішення, розроблене американською компанією Alinean, Inc. Її сфера діяльності — надання по запиту аналітичних засобів в області аналізу продажів і маркетингу. Системи Alinean дозволяють оцінити потреби і можливості бізнесу в майбутньому, запропонувати рішення для нарощування потужностей і підрахувати, коли почнуть окупатися інвестиції. Користувачами Alinean є корпоративні клієнти, що знаходяться в різних куточках земної кулі. Серед них IBM, HP, Microsoft, Intel, AT&T, VMware, Oracle, Siemens, Symantec і ін. В дата-центрі Alinean, що знаходиться в Орландо (Флоріда, США), сервіс за запитом надавали 20 серверів, що працюють 24 години в доби сім днів в тиждень. Об'єм бізнесу ріс, і потужностей стало не вистачати, та і зміст внутрішнього ЦОД ставав все дорожче.

Тому було ухвалено рішення перенести розроблене раніше програмне забезпечення під дах Windows Azure. В результаті було потрібно 28 віртуальних серверів з Azure і 20 SQL Azure (по 10 Гбайт кожний). Завдяки цьому, Alinean вдалося добитися скорочення витрат по обслуговуванню на 60% в порівнянні з попередньою, традиційною моделлю. Крім того, керівництво оцінює в 160% відношення середнього збільшення прибутку до об'єму інвестицій (ROI — Return On Investment) в Windows Azure в порівнянні з вкладеннями в колишню конфігурацію (100%)

Рішення для фізичних осіб. Завдяки масштабованості Windows Azure дозволяє вести облік величезної кількості користувачів. Створюючи хмарне рішення, компанія-розробник може розраховувати не тільки на корпорації, але і на фізичних осіб.

Такий додаток був зроблений новозеландською компанією TicketDirect International, яка, працюючи в режимі онлайна, здійснює 45?% всіх продажів квитків на культурні і спортивні заходи Нової Зеландії. Попередня, традиційна, система продажу квитків, що функціонувала на базі Microsoft SQL Server 7 і SQL Server 2000, була написана на Visual Basic 6. Додаток обслуговував декілька сотень продажів протягом години. Але в дні розпродажів, коли оголошувалася знижка на відвідини популярного заходу, в систему намагалися ввійти тисячі людей. Не дивно, що комп'ютерний центр продавця квитків не витримував такого напливу користувачів.

Windows Azure надала TicketDirect інфраструктуру як сервіс, що масштабується, з можливістю оплати по факту. В результаті у момент розпродажів додаток починає використовувати додаткові потужності. Тепер компанії TicketDirect не буде потрібно закупляти устаткування тільки для того, щоб покрити тимчасові сплески активності. Обмежень практично не існує. В хмарах компанія здатна обслужити декілька популярних заходів, що починають свої розпродажі в одну і ту ж хвилину. Windows Azure надасть будь-які потужності, необхідні для бізнесу, досліджень, навчання.

Внутрішнє рішення. В середовищі Windows Azure можуть бути створений внутрішні додатки, користувачами яких є працівники даного підприємства. В цьому випадку масштабованість не така важлива.

Наведемо як приклад саму компанію Microsof - її відділ інформаційних технологій, де знайшла своє застосування Windows Azure. В рамках щорічної добродійної кампанії ІТ-відділ проводить онлайн-аукціон на користь добродійної організації United Way. Раніше устаткування і ПО для нього підтримувалися круглий рік, тоді як захід проводився протягом одного місяця усього лише раз в році. Крім того, в самому кінці аукціону звичайно виникала ще одна проблема, з якою стикалися технічні працівники. Кожного разу в цей час спостерігався сплеск активності, і система виявлялася переобтяженою.

Відділ ІТ ухвалив рішення мігрувати в обчислювальні хмари. Були використані Windows Azure і Microsoft SQL Azure для зберігання даних. Тепер в останні дні аукціону ІТ-команда програмує систему на використовування більшої кількості ресурсів, щоб обслужити потік запитів, що збільшується. Коли аукціон закінчується, потужності скорочуються відповідно навантаженню. Хмарна модель готова обслужити стільки користувачів, скільки необхідно. Усередині величезної компанії, якою є Microsoft, система тепер дозволяє зібрати більше засобів, що йдуть на добродійність.

Наведені приклади ілюструє можливості створення систем за запитом. Але для того, щоб попрацювати в середовищі Windows Azure, не обов'язково програмувати свій власний додаток. Зараз кожний з нас зуміє протестувати хмарну Ос Microsoft у дії. На базі Windows Azure в рамках "живої, працюючої системи" Windows Live [20] доступні офісні додатки за запитом. Windows Live дозволяє створювати документи у форматах Word, Excel і PowerPoint і берегти їх на віртуальному диску, в хмарах. Цікаво, що система дає можливість відкрити онлайн-документ на ПК за допомогою традиційного ПО Microsoft.

В майбутньому Windows Azure вийде за межі дата-центрів її розробника і встановлюватиметься в стінах інших корпорацій. Microsoft оголосила про майбутню взаємодію з такими компаніями, як Dell, HP і eBay. Остання планує використовувати хмарне рішення на основі Windows Azure, завдяки чому абоненти зможуть брати участь в звичному аукціоні eBay, використовуючи iPad.

За словами Стіва Балмера, наступив один з найважливіших моментів комп'ютерної ери. "Всі розуміють, що хмарні обчислення надзвичайно вигідні, і це відкриває великі можливості."

Ознайомлення з Windows Live

Windows Live – безкоштовна хмарна платформа на основі Windows Azure, надаюча хмарні сервіси для користувачів.

Для використовування Windows Live реєструйтеся за допомогою служби Microsoft Passport.

Ввійдіть на сайт Windows Live (мал. 38.5):

Мал. 38.5.   Сайт Windows Live

Потім увійдіть до системи під своїм ім'ям. Візуалізується сторінка сервісів, представлена на мал. 38.6:

Мал. 38.6.   Стартова сторінка сервісів Windows Live

За допомогою цієї сторінки скористайтеся хмарними сервісами. Натискуйте Office для створення офісних документів за допомогою хмарних сервісів (мал. 38.7):

Мал. 38.7.   Створення офісних документів в Windows Live

Помітьте, що для цього Вам немає необхідності інсталювати MS Office: завдяки принципам хмарних обчислень і Windows Azure, Ви можете створити офісний документ.

Виберіть Create а new office document / Word. Система створить Вам порожній документ Document1.docx. Потім Ви потрапляєте на сторінку, за допомогою якої Ви створюєте документ (мал. 38.8):

Мал. 38.8.   Робота з документом MS Word через “хмару” в Windows Live

Наберіть текст документа: Це мій перший хмарний сервіс! (мал. 38.9):

Мал. 38.9.   Ваш перший “хмарний офісний документ”

Потім виберіть File / Save (як Ви зробили б в MS Word – інтерфейс майже ідентичний). Вийдіть з режиму проглядання документа, натискуючи "X". Візуалізуєтся сторінка, що дозволяє Вам продовжити роботу з офісними документами (мал. 38.10):

Мал. 38.10.   Сторінка Windows Live для роботи з Вашими документами

Потім поекспериментуйте з повторним входом в Document1, переконайтеся, що він зберігся на машинах дата-центру Microsoft (в хмарі).

Для виходу з системи Windows Live натискуйте Sign out.

Сподіваємося, що навіть на такому простому прикладі Ви відчули переваги хмарних обчислень. Бажаємо Вам подальшої успішної роботи в хмарах Windows Azure і Windows Live!


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1838. VBScript Scripting Reference 1.3 MB
  Working with the Properties Tables. ExportOptionsIllustrator. PDFSaveOptions. Running JavaScript based Action Manager code from VBScript. Appendix A: Event ID Codes.
1839. ПАРАЛЛЕЛИЗМ ИЗМЕНЕНИЙ ДЕРМАТОГЛИФИКИ, ЭНДОКРИННОГО И ПСИХИЧЕСКОГО СТАТУСА В ПОПУЛЯЦИИ ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ, ПРОЖИВАЮЩЕГО В РАЙОНАХ С ВЫСОКОЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКОЙ 1.3 MB
  Современное состояние окружающей среды (региональные аспекты). Генетические детерминанты формирования рельефа кожи пальцев рук и ладоней человека. Методика исследования кожного узора кисти человека. Методы исследования функционального состояния центральной нервной системы. Особенности эндокринного статуса подростков, проживающих в экологически неблагоприятных условиях.
1840. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЗАПАСАМИ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ 1.29 MB
  Анализ состояния и пути повышения эффективности систем управления запасами на машиностроительных предприятиях. Структуризация процессов управления и производственного процесса. Методика определения оптимального графика поступлений запасов. Применение разработанных методик и оценка эффективности их использования.
1841. ПРОИЗВОДСТВО И ВОСПРОИЗВОДСТВО ЗНАНИЯ: КОГНИТИВНО-АНТРОПОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ 1.29 MB
  Производство и воспроизводство знания: когнитивно-антропологическая модель. Когнитивно-антропологические основания познания. Познание как проблема современной философии. Образование с позиций когнитивно-антропологического подхода.
1842. КОНЦЕПТОСФЕРА ВНУТРИСЕМЕЙНЫХ РОДОСЛОВНЫХ 1.29 MB
  Жанровая и языковая специфика внутрисемейных родословных. Художественные и публицистические реминисценции в языке внутрисемейных родословных. Специфика интертекстуальности. Система концептов, регулирующих жанр внутрисемейных родословных, и их лексическая объективация. Методика исследования частотности языковой объективации концептов и межконцептных связей. Математическое моделирование концептосферы внутрисемейных родословных. Результаты исследования.
1843. Основы маркетинга и современная маркетинговая концепция 1.4 MB
  Основные понятия маркетинга. Маркетинговая концепция. Используемые в маркетинге термины. Уровни маркетинга. Концепции маркетинговой деятельности организаций. Управленческий маркетинг должен показать свою рентабельность. Рыночные факторы, определяющие содержание маркетинг-микса. Основные продуктивные информационные легенды, используемые при проведении исследований конкурентов.
1844. УСЛОВИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МЕТОДИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ В СИСТЕМЕ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ РАБОТНИКОВ ОБРАЗОВАНИЯ 1.27 MB
  Деятельность методической службы системы повышения квалификации работников образования как педагогическая проблема. Организационно-педагогические условия повышения эффективности функционирования методической службы в структуре региональной системы повышения квалификации работников образования. Комплекс условий, обеспечивающих эффективность функционирования методической службы.
1845. СТАНОВЛЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО САМОСОЗНАНИЯ КЛИНИЧЕСКИХ ПСИХОЛОГОВ 1.27 MB
  Профессиональное самосознание и проблема становления личности профессионала. Основные подходы к решению проблемы становления личности профессионала. Модель личности клинического психолога абитуриентов факультета психологии. Модель личности специалиста и особенности профессиональной составляющей самосознания студентов других специализаций. Особенности становления представлений о профессиональной идентичности клинических психологов.
1846. Особенности химического состава бариевых звезд 1.27 MB
  Сравнительный анализ наблюдательного материала, методика определения химического состава атмосфер исследуемых звезд, ошибки, обусловленные неточностью принятых значений параметров модели звездной атмосферы. Исследование умеренных бариевых звезд и нормальных красных гигантов.