微軟SQL Azure云數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)揭秘

作者：蔣建華 2010-10-09 10:34:12

本文將深入SQL Azure云數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)工作，主要從SQL Azure的架構(gòu)、主要功能、訪(fǎng)問(wèn)SQL Azure的數(shù)據(jù)、SQL和SQL Server功能比較這幾個(gè)方面來(lái)介紹。

應(yīng)該沒(méi)有開(kāi)發(fā)者不認(rèn)識(shí)Microsoft SQL Server，但是肯定有開(kāi)發(fā)者不知SQL Azure 為何物。SQL Azure 是微軟云計(jì)算平臺(tái)(Windows Azure Platform)的三大組成部分之一，是一個(gè)部署在云端的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，它支持SQL Server中絕大多數(shù)和開(kāi)發(fā)有關(guān)的功能。也可以簡(jiǎn)單的認(rèn)為SQL Azure就是SQL Server的云端版本，但是還是有一些區(qū)別，我們將在下文進(jìn)行介紹。本文對(duì)SQL Azure做一個(gè)概述，主要從SQL Azure的架構(gòu)、主要功能、訪(fǎng)問(wèn)SQL Azure的數(shù)據(jù)、SQL和SQL Server功能比較這幾個(gè)方面來(lái)介紹，以期大家對(duì)SQL Azure有一個(gè)整體性的認(rèn)識(shí)。

SQL Azure的架構(gòu)

就像微軟云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)(在這里筆者認(rèn)為微軟云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)包含了微軟云計(jì)算平臺(tái)，還包括了構(gòu)建在此平臺(tái)上的服務(wù)，如living Service，當(dāng)然這只是作者的理解，值得商榷。)上的其它服務(wù)一樣，SQL Azure也是一個(gè)高可用性、高可擴(kuò)展性的數(shù)據(jù)實(shí)體服務(wù)，這個(gè)服務(wù)跑在云端，或者說(shuō)是跑在微軟公司在世界各地建立的數(shù)據(jù)中心上。

數(shù)據(jù)中心(Data Center，DC)通過(guò)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義與命名規(guī)范、集中的數(shù)據(jù)環(huán)境，從而達(dá)到數(shù)據(jù)共享與使用的目標(biāo)。一個(gè)典型的數(shù)據(jù)中心常常跨多個(gè)供應(yīng)商和多個(gè)產(chǎn)品的組件，包括：主機(jī)設(shè)備、數(shù)據(jù)備份設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、高可用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等等，當(dāng)前數(shù)據(jù)中心和下一代數(shù)據(jù)中心的參考架構(gòu)如圖1:示：

圖1 數(shù)據(jù)中心架構(gòu)

其實(shí)我們從上圖中的下一代數(shù)據(jù)中心架構(gòu)可以看出來(lái)，目前構(gòu)建云計(jì)算平臺(tái)的數(shù)據(jù)中心是就是上圖中下一代數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。微軟數(shù)據(jù)中心還提供了負(fù)載均衡、數(shù)據(jù)容災(zāi)、備份恢復(fù)功能，當(dāng)然，在未來(lái)它可能支持的功能有：MARS支持、空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)和50GB的容量選項(xiàng)。還會(huì)提供一個(gè)SQL Azure Labs，其中包含一些未來(lái)可能具備的加強(qiáng)功能，比如將要亮相的OData Services。SQL Azure的整體架構(gòu)如圖2所示：

圖2 SQL Azure架構(gòu)

由圖2我們可以看出，SQL Azure是一個(gè)四層架構(gòu)，基礎(chǔ)設(shè)施層(Infrastructure Layer)、平臺(tái)層(Platform Layer)、服務(wù)層(Service Layer)、客戶(hù)端層(Client Layer)，基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺(tái)層和服務(wù)層構(gòu)成了微軟數(shù)據(jù)中心。下面我們分別予以介紹。

基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)置提供了硬件支持和操作系統(tǒng)，以及對(duì)服務(wù)層所運(yùn)行的服務(wù)管理。同時(shí)也是核心數(shù)據(jù)層，可以為一個(gè)數(shù)據(jù)中心提供多個(gè)共享服務(wù)。

平臺(tái)層

平臺(tái)層由三部分組成：SQL Server實(shí)例、SQL Server Fabric、管理服務(wù)。SQL Server實(shí)例就是一個(gè)SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)引擎。每個(gè)SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)引擎實(shí)例各有一套不為其他實(shí)例共享的系統(tǒng)及用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)。由于實(shí)例各有一套不為其他實(shí)例共享的系統(tǒng)及用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，所以各實(shí)例的運(yùn)行是獨(dú)立的，一個(gè)實(shí)例的運(yùn)行不會(huì)受其他實(shí)例運(yùn)行的影響，也不會(huì)影響其他實(shí)例的運(yùn)行。在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上安裝多個(gè)SQL Server實(shí)例，就相當(dāng)于把這臺(tái)計(jì)算機(jī)模擬成多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，而且這些模擬的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器是獨(dú)立且同時(shí)運(yùn)行的。

SQL Server Fabric是一個(gè)底層框架，是一個(gè)分布式的框架，集成了網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器和存儲(chǔ)，因此這個(gè)框架能夠使得SQL Azure自動(dòng)進(jìn)行負(fù)載均衡、數(shù)據(jù)容災(zāi)、備份恢復(fù)。

管理服務(wù)能夠?qū)\(yùn)行在其上的服務(wù)進(jìn)行健康檢查、升級(jí)或者打補(bǔ)丁。并為SQL Server Fabric提供軟硬件支持。

服務(wù)層

服務(wù)層連接了客戶(hù)端層和平臺(tái)層，包含三大功能：數(shù)據(jù)提供(Provisioning)、賬單和計(jì)量(Billing and 、Metering)、連接路由(Connection Routing)，期中Provisioning 列舉了微軟云計(jì)算平臺(tái)賬戶(hù)。服務(wù)層同時(shí)暴露了帶有SSL的列表數(shù)據(jù)流(Tabular Data Stream ，TDS)給客戶(hù)端層。

客戶(hù)端層

客戶(hù)端層是唯一運(yùn)行在微軟數(shù)據(jù)中心之外的一層，不是使用SQL Azure任何特殊的組件，而是使用了當(dāng)前客戶(hù)端上安裝的SQL Server的功能，如ADO.Net、WCF服務(wù)、ODBC、SQL Server管理工具。客戶(hù)端層使用API初始化一個(gè)TDS連接，通過(guò)1433端口連接到SQL Azure上。客戶(hù)端層運(yùn)行我們使用數(shù)據(jù)的工具——SQL Server來(lái)構(gòu)建云應(yīng)用。

SQL Azure的主要功能

SQL Azure目前的不完全支持SQL Server上的所有功能，如分析服務(wù)、鏡像、報(bào)表服務(wù)以及能夠選擇不同的服務(wù)提供者提供不同的服務(wù)。這是因?yàn)楫?dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況和云計(jì)算平臺(tái)部署需求所決定的，在將來(lái)肯定會(huì)提供更多功能，如Dallas。我們SQL Azure的主要功能分成三部分：數(shù)據(jù)庫(kù)功能、應(yīng)用程序功能和管理功能。

數(shù)據(jù)庫(kù)功能

支持的數(shù)據(jù)庫(kù)功能如下：

(1)表的增刪改查(CRUD)，試圖、索引

(2)TSQL query JOIN statements

(3)觸發(fā)器

(4)TSQL functions

(***pplication stored procedures (only TSQL)

(6)Table constraints

(7)基于Session的臨時(shí)表

(8)Table variables

(9)Local transactions

(10)安全角色

(11)SUSER_SNAME函數(shù)，返回當(dāng)前安全登錄名

(12)MARS，多活動(dòng)結(jié)果集

不支持的數(shù)據(jù)庫(kù)功能如下：

(1)分布式查詢(xún)

(2)分布式Transactions

(3)任何 TSQL query and views改變或者恢復(fù)物理資源信息

(4)自定義數(shù)據(jù)類(lèi)型

應(yīng)用程序功能

應(yīng)用程序功能不支持的功能有：

(1)Service Broker

(2)HTTP access

(3)CLR stored procedures

管理功能

SQL Azure支持?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用層程序(Data-tier Applications)，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用層程序是一個(gè)包含了幾乎某一應(yīng)用所需要的數(shù)據(jù)庫(kù)及實(shí)例對(duì)象的實(shí)體，如表、視圖、存儲(chǔ)過(guò)程、登錄等等。有了實(shí)體以后，原本獨(dú)立的登陸、部署、維護(hù)就可以通過(guò)開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行開(kāi)發(fā)來(lái)整合成為一個(gè)統(tǒng)一的整體，這樣的一個(gè)整體又叫應(yīng)用程序包，這樣DBA 就可以把原本獨(dú)立的對(duì)象視為一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用層的程序來(lái)進(jìn)行部署、監(jiān)控和管理。目前支持的數(shù)據(jù)層應(yīng)用程序有刪除、部署、提取和注冊(cè)數(shù)據(jù)層應(yīng)用程序包。不僅如此，還支持的管理功能有：

(1)計(jì)劃和統(tǒng)計(jì)

(2)索引開(kāi)啟

(3)查詢(xún)開(kāi)啟

SQL Azure不支持一下管理功能：

(1)數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制

(2)SQL profiler

(3)SQL trace flag

(4)命令行備份

(5)配置和使用存儲(chǔ)過(guò)程sp_configure

有關(guān)SQL Azure更多不被支持的功能，對(duì)SQL Server 2008(R2)和SQL Server 2005有所不同，可以參考MSDN：

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ff394115.aspx

訪(fǎng)問(wèn)SQL Azure中的數(shù)據(jù)

訪(fǎng)問(wèn)SQL Azure中的數(shù)據(jù)，我們可以通過(guò)APIs訪(fǎng)問(wèn)，如ADO.Net、ODBC或者PHP中的數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)，他們使用TDS+SSL的方式來(lái)訪(fǎng)問(wèn)。也可以通過(guò)基于Web的客戶(hù)端，如瀏覽器、WCF數(shù)據(jù)服務(wù)客戶(hù)端、SilverLight等方式，使用HTTP或HTTPS來(lái)訪(fǎng)問(wèn)云中的數(shù)據(jù)。如圖3所示：

圖3 訪(fǎng)問(wèn)SQL Azure中的數(shù)據(jù)

在上圖所示場(chǎng)景A中，使用應(yīng)用程序代碼存儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，但是數(shù)據(jù)存在于SQL Azure中，應(yīng)用程序可是使用客戶(hù)端庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)SQL Azure。它的優(yōu)點(diǎn)是直接連接到SQL Azure中的數(shù)據(jù)庫(kù)，其缺點(diǎn)是每個(gè)客戶(hù)端必須使用已經(jīng)提供的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)方法如ADO.Net來(lái)訪(fǎng)問(wèn)SQL Azure中的數(shù)據(jù)庫(kù)。

在上圖所示的場(chǎng)景B中，應(yīng)用程序代碼在Windows Azure上，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)在SQL Azure中的數(shù)據(jù)庫(kù)上，可以使用像場(chǎng)景A中的客戶(hù)端數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)庫(kù)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)。場(chǎng)景B中允許了更多的客戶(hù)端類(lèi)型來(lái)訪(fǎng)問(wèn)，如桌面客戶(hù)端應(yīng)用和SilverLight應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)。這種訪(fǎng)問(wèn)方式的優(yōu)點(diǎn)有：業(yè)務(wù)邏輯離數(shù)據(jù)庫(kù)更近、暴露了一些標(biāo)準(zhǔn)接口，如HTTP、SOAP、客戶(hù)端程序不必依賴(lài)SQL Server 客戶(hù)端API。如果使用Windows Azure作為中間層訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)性能是其***缺點(diǎn)。

SQL Azure VS SQL Server

有關(guān)SQL Azure和SQL Server的詳細(xì)功能對(duì)比，這里就不再做出說(shuō)明，感興趣的讀者可以參考微軟云計(jì)算中文博客,其地址是：http://blogs.msdn.com/b/azchina/archive/2010/05/25/sql-azure-vs-sql-server.aspx

或者參考其鏡像站點(diǎn)CSDN博客的關(guān)于SQL Azure和SQL Server的功能對(duì)比。地址：http://blog.csdn.net/azurechina/archive/2010/05/18/5604059.aspx

總結(jié)

本文介紹了SQL Server的云計(jì)算平臺(tái)版本——SQL Azure，但是我們又不能簡(jiǎn)單的把SQL Azure看成是構(gòu)建在云端的SQL Server。SQL Azure是一個(gè)四層結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)架構(gòu)層、平臺(tái)層、服務(wù)層和客戶(hù)端層，前三層構(gòu)成了微軟數(shù)據(jù)中心，客戶(hù)端層使用API或者基于Web的客戶(hù)端來(lái)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)在云中的數(shù)據(jù)。

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