Microsoft Azure 雲端服務

Microsoft Azure 雲端服務 (Cloud Service) 是 Microsoft Azure 最早開始供應的服務之一，它提供了抽象化的運算資源給雲端應用程式 (Cloud Application) 使用，開發人員可以部署雲端應用程式到 Azure 雲端服務，以獲取所需的執行環境與運算能力，是一種 PaaS 服務，而它也是 Azure 供應的 PaaS 服務中彈性最大，客制能力最高的服務。

它也是早期Azure虛擬機器所使用的邏輯管理單位，Azure虛擬網路的原型 Azure Connect 服務也是由雲端服務所起，因此它被稱為 Azure 運算與網路服務的源頭也不為過。

架構與開發方法

雲端服務一開始的設計是給開發人員部署其雲端應用程式為概念，因此設計上較針對開發人員的需求，使得 Azure 虛擬機器服務在推出時就有一些不便性存在，但這是雲端服務本身的限制使然。

3 sources

角色類型

雲端服務提供了兩種服務角色：

Web Role: 用來代管以 HTTP/HTTPS (SSL) 為主的服務，包含網站、Web Service、WCF HTTP Service 或 Web API 等，早期以 Hosted Web Component (HWC) 為主 HTTP 服務，2011年起回歸到IIS。
Worker Role: 用來處理背景工作，它也可以利用 WCF 或 Web API Self-hosting Service 掛用 HTTP 的服務，沒有 IIS，因此可用的系統資源比 Web Role 要多。

另外，早期還沒有虛擬機器服務時，雲端服務有提供另一個角色，稱為 VM Role，它可以產生可用遠端桌面控制的虛擬機器，是虛擬機器服務的原型實作，後來 VM Role 演化成虛擬機器服務。

開發支援

雲端服務由於需要較多的組態設定，因此無法以很簡單的方式開發與部署，微軟在早期就開始提供 Azure SDK 以及雲端服務的模擬器 (包含運算模擬器與儲存模擬器，早期名稱為 Development Fabric 與 Development Storage，後來定名為 Compute Emulator 與 Storage Emulator)，以及 Microsoft Azure Tools for Visual Studio，給 Visual Studio 的開發人員充分的支援。

但隨著 Azure 平台的開放程度愈來愈高，PHP ^[1]、node.js ^[2] 以及 Java ^[3] 的開發人員也可以使用雲端服務來代管其應用程式。

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運算資源

雲端服務的運算資源是由虛擬機器提供，虛擬機器依照運算能力區分為數種類型 ^[4]，共分為一般性運算能量的 A 類型、經效能提升的 D 類型以及擁有最強運算效能的 G 類型，未來也會推出使用GPU運算的 N 類型。

不過雲端服務可用的虛擬機器類型只有 A 類型和 D 類型^[5]。

2 sources

A 類型

A 類型是 Azure 一開始就提供的標準虛擬機器類型，使用 AMD 的 CPU 以及傳統 SATA 介面的硬碟，提供最標準不需太高運算能量的應用，早期是以五種規格推出，分別是 Extra Small (XS)、Small (S)、Medium (M)、Large (L) 以及 Extra Large (XL) 五種，除了 XS 記憶體使用 0.75GB 記憶體外，其他是以 1.75GB 記憶體，每晉一級就會加倍，可作為衡量運算資源與成本的標準之一。不過在虛擬機器種類愈來愈多的情況下，A 類型也做了擴充，現在除了原有的五類外，還多加了 A5~A7、A8~A11等七種規格。

A5~A7 與 A8~A11 均使用 Intel Xeon E5 系列 CPU，但 A5~A7 的記憶體量比 A2~A4 高；A8~A9 與 A10~A11 規格相同，但 A8~A9 有支援 HPC 的 InfiniBand 網路介面與 RDMA 技術，A10~A11 則無。

更多信息 規格, CPU核心數 ...

規格	CPU核心數	記憶體量	暫存硬碟大小 (SATA)	可用網卡數	可用資料磁碟數	最高IOPS	說明
Standard_A0	1	0.75GB	20GB	1	1	1x500	Extra Small
Standard_A1	1	1.75GB	70GB	1	2	2x500	Small
Standard_A2	2	3.5GB	135GB	1	4	4x500	Medium
Standard_A3	4	7GB	285GB	2	8	8x500	Large
Standard_A4	8	14GB	605GB	4	16	16x500	Extra Large
Standard_A5	2	14GB	135GB	1	4	4x500
Standard_A6	4	28GB	285GB	2	8	8x500
Standard_A7	8	56GB	605GB	4	16	16x500
Standard_A8	8	56GB	382GB	2	16	16x500	支援 InfiniBand 與 RDMA
Standard_A9	16	112GB	382GB	4	16	16x500	支援 InfiniBand 與 RDMA
Standard_A10	8	56GB	382GB	2	16	16x500
Standard_A11	16	112GB	382GB	4	16	16x500

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D 類型

D 類型是 Azure 在 2013 年推出的類型，它使用比 A 類型更好的 CPU，並且在實體伺服器上使用固態硬碟 (SSD)，以加速在本地運算時的 I/O 速度，另外，為滿足提升虛擬機器本身的 I/O 量的需求，微軟開發了高階儲存體 (Premium Storage) 用來保存虛擬機使用的 VHD (稱為 OS Disk)，而使用高階儲存體的 D 類型虛擬機器，稱為 DS 類型。

更多信息 規格, CPU核心數 ...

規格	CPU核心數	記憶體量	暫存硬碟大小 (SSD)	可用網卡數	可用資料磁碟數	最高IOPS	最高IOPS (DS類型)
Standard_D1 Standard_DS1	1	3.5GB	50GB	1	2	2x500	3,200
Standard_D2 Standard_DS2	2	7GB	100GB	2	4	4x500	6,400
Standard_D3 Standard_DS3	4	14GB	200GB	4	8	8x500	12,800
Standard_D4 Standard_DS4	8	28GB	400GB	8	16	16x500	25,600
Standard_D11 Standard_DS11	2	14GB	100GB	2	4	4x500	6,400
Standard_D12 Standard_DS12	4	28GB	200GB	4	8	8x500	12,800
Standard_D13 Standard_DS13	8	56GB	400GB	8	16	16x500	25,600
Standard_D14 Standard_DS14	16	112GB	800GB	8	32	32x500	50,000

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2015年，微軟利用新的 Intel Xeon E5-2673 v3 CPU 的伺服器組建了 D 類型的第二版，稱為 Dv2，可獲取 D 類型虛擬機高 35% 的效能。

更多信息 規格, CPU核心數 ...

規格	CPU核心數	記憶體量	暫存硬碟大小 (SSD)	可用網卡數	可用資料磁碟數	最高IOPS
Standard_D1_v2	1	3.5GB	50GB	1	2	2x500
Standard_D2_v2	2	7GB	100GB	2	4	4x500
Standard_D3_v2	4	14GB	200GB	4	8	8x500
Standard_D4_v2	8	28GB	400GB	8	16	16x500
Standard_D5_v2	16	56GB	800GB	8	32	32x500
Standard_D11_v2	2	14GB	100GB	2	4	4x500
Standard_D12_v2	4	28GB	200GB	4	8	8x500
Standard_D13_v2	8	56GB	400GB	8	16	16x500
Standard_D14_v2	16	112GB	800GB	8	32	32x500

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作業系統

雲端服務提供的虛擬機器都是標準的作業系統虛擬機，其可用作業系統稱為客座作業系統 (Guest Operating System, Guest OS)，依照作業系統世代不同分為四個版本 (後續 Windows Server 2016 推出時也會新增 5.0 版) ^[6]。

更多信息 版本, 基礎作業系統 ...

版本	基礎作業系統	現行客座作業系統的版本
4.x	Windows Server 2012 R2	4.29 (.NET Framework 4.5.2)
3.x	Windows Server 2012	3.35 (.NET Framework 4.5.2)
2.x	Windows Server 2008 R2	2.48 (.NET Framework 3.5 & 4.5.2)
1.x	Windows Server 2008 with SP2	已淘汰 ^[7]

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雲端服務使用的客座作業系統能在服務組態檔中的 osFamily 項設定版本 (例如 osFamily="4" 表示使用第四版的客座作業系統)，osVersion 設定版本號 (或是 "*"，表示直接用取新版本)。

2 sources

組態架構

雲端服務使用兩個主要的設定檔來組態服務功能，一個是服務定義檔 (ServiceDefinition.csdef)，它定義了一個雲端服務要使用到的雲端基礎資源，包含使用的虛擬機器角色類型 (Web Role 或 Worker Role)、虛擬機器的大小、使用的網路組態、負載平衡器組態、憑證資訊、使用的組態項目、IIS 使用的網站繫結資訊等，這些資訊在部署雲端服務之後不可改變。例如下列 XML：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<ServiceDefinition name="AzureWebFarm.Example.Cloud" xmlns="http://schemas.microsoft.com/ServiceHosting/2008/10/ServiceDefinition" schemaVersion="2012-10.1.8">
  <LoadBalancerProbes>
    <LoadBalancerProbe name="WebDeploy" protocol="http" port="80" path="Probe.aspx" intervalInSeconds="5" timeoutInSeconds="100" />
  </LoadBalancerProbes>
  <WebRole name="AzureWebFarm.Example.Web" vmsize="Small">
    <Runtime executionContext="elevated" />
    <Sites>
      <Site name="Web">
        <Bindings>
          <Binding name="HttpIn" endpointName="HttpIn" />
          <Binding name="HttpsIn" endpointName="HttpsIn" />
        </Bindings>
      </Site>
    </Sites>
    <Endpoints>
      <InputEndpoint name="HttpIn" protocol="http" port="80" localPort="80" />
      <InputEndpoint name="HttpsIn" protocol="https" port="443" localPort="443" certificate="HTTPS" />
      <InputEndpoint name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.WebDeploy.InputEndpoint" protocol="tcp" port="8172" localPort="8172" loadBalancerProbe="WebDeploy" />
      <!-- unused, just there so instance discovery works -->
      <InternalEndpoint name="UnusedInternal" protocol="http" port="88" />
    </Endpoints>
    <Imports>
      <Import moduleName="Diagnostics" />
      <Import moduleName="RemoteAccess" />
      <Import moduleName="RemoteForwarder" />
      <Import moduleName="WebDeploy" />
    </Imports>
    <LocalResources>
      <LocalStorage name="Sites" cleanOnRoleRecycle="true" sizeInMB="2500" />
      <LocalStorage name="TempSites" cleanOnRoleRecycle="true" sizeInMB="2500" />
      <LocalStorage name="Execution" cleanOnRoleRecycle="true" sizeInMB="2500" />
      <LocalStorage name="Config" cleanOnRoleRecycle="true" sizeInMB="10" />
    </LocalResources>
    <ConfigurationSettings>
      <Setting name="DataConnectionString" />
      <Setting name="SyncEnabled" />
      <Setting name="SitesContainerName" />
      <Setting name="DirectoriesToExclude" />
      <Setting name="SyncIntervalInSeconds" />
    </ConfigurationSettings>
    <Certificates>
      <Certificate name="HTTPS" storeLocation="LocalMachine" storeName="My" />
    </Certificates>
  </WebRole>
</ServiceDefinition>

另一個是服務組態檔 (ServiceConfiguration.cscfg)，用來設定使用的 VM 作業系統類型與版本、虛擬機器數量、角色的設定值、憑證的使用等，這些設定在服務部署後仍然可以修改。如下列XML：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<ServiceConfiguration serviceName="AzureWebFarm.Example.Cloud" xmlns="http://schemas.microsoft.com/ServiceHosting/2008/10/ServiceConfiguration" osFamily="3" osVersion="*" schemaVersion="2012-10.1.8">
  <Role name="AzureWebFarm.Example.Web">
    <Instances count="2" />
    <ConfigurationSettings>
      <Setting name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.Diagnostics.ConnectionString" value="UseDevelopmentStorage=true" />
      <Setting name="DataConnectionString" value="UseDevelopmentStorage=true" />
      <Setting name="SyncEnabled" value="true" />
      <Setting name="SitesContainerName" value="sites" />
      <Setting name="DirectoriesToExclude" value="App_Data/TEMP;TEMP" />
      <Setting name="SyncIntervalInSeconds" value="60" />
      <Setting name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.RemoteAccess.Enabled" value="true" />
      <Setting name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.RemoteAccess.AccountUsername" value="admin" />
      <Setting name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.RemoteAccess.AccountEncryptedPassword" value="MIIBnQYJKoZIhvcNAQcDoIIBjjCCAYoCAQAxggFOMIIBSgIBADAyMB4xHDAaBgNVBAMME1dpbmRvd3MgQXp1cmUgVG9vbHMCEEF7rZmMJyaEREi+EJC4WpUwDQYJKoZIhvcNAQEBBQAEggEAQrruo8G67TRXvYsMWJQsLywZTz1X7KvEeyrCH2OtgmAzw/LoNrrD8xZMCuTcExlueCsiMjCn1utf3/Zvs+6CnyeZCpRfE3Px8giMEg2qDLJYY9Q85qnSYaU8Z1VEwZLtWH2FG9lgsXYaGyd2/GWeITCFOiPjBvRheB6dfG2LMXaj7gYe0MOinqqTpAbsdE1yRsU55iUmCpTbuGjXpQzUsOQtW5ZriQR3JfSEtXVWBhWnRVRVInCtxI/vlAHiLbtjwOiyCQOTlgjOvnz2ovb1Ykzi9dzrLGEMYTldeJffKD/OzJHdGBIkdjW/4BJORc7ZO4+7tLXqe7h9MBzaw2AEATAzBgkqhkiG9w0BBwEwFAYIKoZIhvcNAwcECDHnafJ4LBBbgBBpTi79EDhW34Woo0JED7Xx" />
      <Setting name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.RemoteAccess.AccountExpiration" value="2013-01-30T23:59:59.0000000-08:00" />
      <Setting name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.RemoteForwarder.Enabled" value="true" />
    </ConfigurationSettings>
    <Certificates>
      <Certificate name="Microsoft.WindowsAzure.Plugins.RemoteAccess.PasswordEncryption" thumbprint="B6E8A99CB3B0174C053DAF5A48DACB504C5889EC" thumbprintAlgorithm="sha1" />
      <Certificate name="HTTPS" thumbprint="B6E8A99CB3B0174C053DAF5A48DACB504C5889EC" thumbprintAlgorithm="sha1" />
    </Certificates>
  </Role>
</ServiceConfiguration>

參考

[1]
How to create PHP web and worker roles. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2016-07-17）.
[2]
Build and deploy a Node.js application to an Azure Cloud Service. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2016-07-17）.
[3]
How to Migrate Java Applications to Azure Cloud. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2020-11-28）.
[4]
虛擬機器的大小. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2015-09-21）.
[5]
Sizes for Cloud Services. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2016-11-09）.
[6]
Azure 客體 OS 版次與 SDK 相容性矩陣. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2019-10-18）.
[7]
客體作業系統系列 1 淘汰通知. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2019-10-18）.

[1] [1]
How to create PHP web and worker roles. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2016-07-17）.

[2] [2]
Build and deploy a Node.js application to an Azure Cloud Service. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2016-07-17）.

[3] [3]
How to Migrate Java Applications to Azure Cloud. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2020-11-28）.

[4] [4]
虛擬機器的大小. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2015-09-21）.

[5] [5]
Sizes for Cloud Services. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2016-11-09）.

[6] [6]
Azure 客體 OS 版次與 SDK 相容性矩陣. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2019-10-18）.

[7] [7]
客體作業系統系列 1 淘汰通知. [2016-03-19]. （原始內容存檔於2019-10-18）.

[1]

[2]

[3]

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[5]

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[7]