Базовые технологии, использованные для реализации новой версии Microsoft Windows Azure (2013)

Новые возможности .NET Framework 4.5

Как и Windows Azure, платформа .NET – основа ее реализации – постоянно эволюционирует: улучшается производительность, реализуются новые возможности параллельных вычислений, сетевой коммуникации и т.п. Отметим, что многие нововведения в .NET 4.5, несомненно, вызваны в значительной степени потребностями развития и совершенствования Windows Azure и оказывают положительное влияние на производительность облака. Эти новые возможности мы и рассмотрим.

Основные новые возможности .NET 4.5. Следующие нововведения .NET 4.5 весьма важны для реализации Windows Azure:

• Поддержка разработки приложений .NET для магазина Windows
• Поддержка разработки переносимых библиотек классов (в том числе – для Windows Phone и для магазина Windows)
• Поддержка больших массивов (более 2 Гб)
• Фоновая сборка мусора для серверов
• Фоновая JIT-компиляция для многоядерных процессоров
• Улучшенная производительность при извлечении ресурсов приложений
• Новые возможности для параллельных вычислений.

Новые возможности ASP.NET 4.5. ASP.NET – набор библиотек для поддержки разработки Web-приложений и Web-сайтов. Следующие новые возможности ASP.NET, реализованные в версии 4.5, особенно важны для реализации Windows Azure:

• Поддержка новых типов форм HTML5 (напомним, что HTML 5 специально разработан для поддержки облачных вычислений)
• Поддержка связывателей моделей в веб-формах. Они позволяют привязать элементы управления данными непосредственно к методам доступа к данным и автоматически преобразуют ввод данных пользователем в типы данных платформы .NET Framework и из них.
• Поддержка "ненавязчивого" JavaScript в клиентских скриптах проверки.
• Улучшенная обработка клиентского скрипта посредством связывания и минимизации, обеспечивающих повышенную производительность при работе со страницами.
• Интегрированные подпрограммы кодировки из библиотеки AntiXSS (ранее - внешняя библиотека) для защиты от атак межсайтовых скриптов.
• Поддержка протокола WebSockets.
• Поддержка чтения и записи HTTP-запросов и ответов в асинхронном режиме.
• Поддержка асинхронных модулей и обработчиков.
• Поддержка резервирования сети распределения содержимого (Content Delivery Network - CDN) в элементе управления ScriptManager.

Новые сетевые возможности .NET 4.5. Следующие новые сетевые возможности .NET наиболее важны для реализации Windows Azure:

.NET Framework 4.5 обеспечивает новый интерфейс программирования для приложений HTTP.Дополнительные сведения приведены в описании пространства имен System.Net.Http и System.Net.Http.Headers.

Также предусмотрена поддержка нового интерфейса программирования для приема и взаимодействия с соединением WebSocket с помощью существующего класса HttpListener и связанных с ним классов.Дополнительные сведения приведены в новом пространстве имен System.Net.WebSockets и классе HttpListener.

Кроме того, в .NET Framework 4.5 сетевые функции усовершенствованы следующим образом:

• RFC-совместимая поддержка URI. Дополнительные сведения см. в описании Uri и соответствующих классов.
• Поддержка синтаксического анализа интернационализированных доменных имен (Internationalized Domain Name, IDN). Дополнительные сведения см. в описании Uri и соответствующих классов.
• Поддержка интернационализации адресов электронной почты (Email Address Internationalization, EAI). Дополнительные сведения см. в описании пространства имен System.Net.Mail.
• Улучшенная поддержка протокола IPv6 (новой версии Интернет-протокола), Дополнительные сведения см. в описании пространства имен System.Net.NetworkInformation.
• Поддержка сокета с двойным режимом. Дополнительные сведения см. в описаниях классов Socket и TcpListener.

Новые возможности Windows Communication Foundation (WCF) в версии 4.5. В .NET Framework 4.5 были добавлены следующие функции, чтобы упростить создание и сопровождение приложений Windows Communication Foundation (WCF).

Следующие новые возможности WCF наиболее важны для облачных вычислений в Windows Azure:

• Упрощение созданных файлов конфигурации.
• Поддержка разработки "с контракта", т.е. контракт сервиса становится отправной точкой разработки.
• Возможность более простой настройки режима совместимости ASP.NET.
• Изменения значений свойств транспорта по умолчанию для снижения вероятности необходимости их настройки.
• Проверка файлов конфигурации WCF за счет Visual Studio как часть процесса построения, поэтому можно обнаружить ошибки конфигурации перед запуском приложения.
• Новая поддержка асинхронной потоковой передачи.
• Новое сопоставление протокола HTTPS, облегчающее предоставление конечной точки по HTTPS с помощью служб IIS.
• Возможность создавать метаданные в одном документе WSDL путем добавления ?singleWSDL к URL-адресу службы.
• Поддержка Websockets, чтобы включить истинно двунаправленную связь по портам 80 и 443 с характеристиками производительности, схожими с транспортом TCP.
• Поддержка настройки служб в коде.
• Всплывающие подсказки редактора XML
• Поддержка кэширования ChannelFactory.
• Поддержка сжатия двоичным кодировщиком.
• Поддержка транспорта UDP, которая позволяет разработчикам писать службы, использующие обмен сообщениями по принципу "отправить и забыть". Клиент отправляет сообщение службе и не ожидает ответа от службы.
• Возможность поддерживать несколько режимов аутентификации на одной конечной точке службы WCF при использовании транспорта HTTP и безопасности транспорта.
• Поддержка служб WCF, использующих интернационализированные доменные имена (IDN).

Архитектура Windows Azure и реализация облачных Web-сервисов

Перейдем теперь собственно к предмету рассмотрения – архитектуре Azure и реализации облачных Web-сервисов средствами .NET.

Архитектура Azure представлена на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Архитектура Windows Azure

Fabric - это сеть взаимосвязанных узлов: Commodity –серверы, высокоскоростные раутеры, переключатели, волоконно-оптические коннекторы.

Azure Fabric Controller – сервис, который осуществляет мониторинг и предоставляет виртуальные машины для исполнения облачных приложений.

Главные сервисы Windows Azure следующие:

- Compute: Хостинг масштабируемых сервисов на платформе Windows Server 2008 R2.

- Storage: управление данными (не реляционными).

- Network: Ресурсы для взаимодействия со внешними приложениями (Service Bus).

Функции Fabric Controller:

• Fault Domains: Единица обработки ошибок в ЦОД (например, кластер машин).
• Update Domains: модификация областей при апгрейдах (ОС, сервисы).

Владельцы приложений описывают требуемые ресурсы в виде дескрипторов ресурсов (моделей сервисов).

Fabric Controller автоматически предоставляет требуемые ресурсы.

Fabric Controller обеспечивает устойчивость ресурсов к ошибкам и быстрый доступ к ним, раннее обнаружение ошибок в приложениях, создание дополнительных экземпляров по требованию. Экземпляры размещаются поверх fault и update domains.

В Azure различаются роли Web и Worker (см. рис. 4.6). По существу, каждая роль в Azure – это определенная разновидность приложения.

Рис. 4.6. Роли Web и Worker