混合云平台技术白皮书

发布时间：2013 年 6 月适用产品：微软 SQL Server、Windows Azure

摘要：云计算带来新的计算模式的转换，通过以更大的规模在云中运行数据库应用程序，来实现更大的成本优势和灵活性。微软 SQL Server 在云计算环境当中运行良好 – 您的组织可以在私有云、混合云或公有云环境当中部署 SQL Server，还可以通过使用熟悉的工具来进行开发和管理。在公有云环境当中，您可以选择在 Windows Azure 虚拟机或是在 SQL Azure 当中运行 SQL Server。Windows Azure 虚拟机当中的 SQL

Server 提供了与在本地服务器上部署的 SQL Server 应用程序一致的功能。Windows Azure SQL 数据库提供了构建基于云计算环境的关系型数据库应用程序的基础，能够支持高达数百万的用户。

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目录混合云：您无处不在的数据库...............................................................................4

关于数据库管理应用程序的组合观点..........................................................................................4

部署在传统的物理服务器上...................................................................................................5

云部署：公有云和私有云......................................................................................................5

微软公有云和 SQL Server...................................................................................8在怎样的条件和时机下部署云平台最合理....................................................................................8

Windows Azure 虚拟机当中的 SQL Server...........................................................................8Windows Azure SQL Database........................................................................................10

在通用的云场景交付功能....................................................................................13Windows Azure 虚拟机场景中的 SQL Server..........................................................................13

迁移整个虚拟机.................................................................................................................14

只迁移数据库....................................................................................................................15

Windows Azure SQL Database 应用场景..............................................................................22

混合云场景...........................................................................................................................25

Code-far 应用程序：实现企业级的数据层的简单方式.............................................................25

偶尔连接到 SQL Data Sync 的应用程序...............................................................................26

通过一个应用程序把 SQL Database 和 Windows Azure 中的 SQL Server连接在一起..............27

结论................................................................................................................28

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混合云：您无处不在的数据库在几乎任意应用程序场景当中 – 包括从最大的公共网站到小型的部门应用程序，您会发现在绝大多数时候这些应用程序都依赖于一些描述性的数据库管理系统。从某些方面来说，开发人员和 IT 专业人员已经对无处不在的关系型数据库变得麻木 – 它只是众多现代应用程序当中的一部分。随着企业越来越多地引入云计算解决方案，通过云计算来提升数据库系统的可用性将成为未来企业成功的关键。本白皮书阐述了在云计算的背景下微软对关系型数据库管理系统的愿景。这是一个混合型的 IT愿景，其充分地利用了基于行业标准的 Microsoft SQL Server 的技术集合，并使之可用于企业目前的各个部署场景中（见图 1）。图 1：现代 IT 部门通过本地服务器和云托管的方式来提供计算资源

关于数据库应用程序的组合观点混合云是在组织存在一系列不同的应用程序的情况下，提出的保持现有的应用程序部署，并引入基于云平台的应用程序的概念，这些不同的应用程序通常有一些特殊的需求，而且组织无法离开这些应用程序。某些应用程序还可能需要非常详细且复杂的硬件配置，并不能部署在通用的商业硬件平台上，混合云提出了“满足所有所有需求”的云计算概念。同样地，对于很多大型企业的工作负载来说，非常适合超大规模的公有云环境，在这种情况下，部署大规模的硬件平台来支持应用程序资源请求的波峰和波谷是非常不经济的。微软提出的混合云旨在帮助企业随时随地运行其应用程序，同时确保他们可以使用通用的、能够在一系列的解决方案当中使用的服务器产品集、工具、以及专业技能（见图 2）。

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图 2：给组织带来特定的收益和挑战的各种数据库部署方法 — 组织正在逐步转移到云计算平台

部署在传统的物理服务器上尽管虚拟化技术在过去 10 年有了大幅的改善，但事实上，虚拟化特定的一些工作负载仍然会产生明显的性能损失。大型的、复杂的和关键任务的联机事务处理系统（OLTP）仍然采用大规模的专用服务器，这些服务器可以直接在本地服务器上安装操作系统和数据库平台。非虚拟化的、专门的硬件设备对于大多数工作负载，虚拟化是一种理想的方法，因为它大幅降低了总体拥有成本（TCO）。然而，在一些情况下，企业需要在本地服务器上运行工作负载。这些情况出现在规模化很重要的时候 – 比如组织需要在大多数情况下从一些最大的服务器上获取最高的性能，或者每一次微小的性能提升都是至关重要的。这一要求在非虚拟化方式运行的必然结果是，应用程序通常具有特定的专门为操作而配置的服务器硬件设备。物理服务器优化运行大规模专用硬件资源的一个主要收益是有很多的物理优化的机会。针对数据库（比如 SQL Server）最为重要的是存储子系统的物理配置。当组织转到云环境中时在本地进行优化的功能会丧失。云部署：公有云和私有云虽然私有云可能拥有公有云的所有特征，但这并不一定意味着它必须拥有所有的特点。例如，许多私有云并未采用完整的计算资源计费机制。然而，随着组织使其私有云战略逐步成熟，私有云提供的服务和服务水平开始与公有云提供商所提供的服务和服务水平更紧密地同步。池化的和虚拟化的资源服务器虚拟化支撑起私有和公有云的环境。然而，一个基于云的计算方法，需要的不仅仅是单纯的虚拟化工作负载。许多本地服务器部署的虚拟化环境有特定的应用目标。虽然环境是虚拟化的，应用程序必须运

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行在特定的、专门的服务器主机上。在某些情况下，这是技术的需求；另外一些情况下，这并不是技术的需求，而是由特定的部门“拥有”该节点。云计算环境取决于对硬件资源的池化，在建立资源池的过程中，虚拟化是决定资源池容量的关键，但只有虚拟化是不够的。资源池化是一个资源进行聚合的机制，然后以统一的资源池的方式分配给所有的工作负载。运行在池化的资源池环境当中的工作负载具备随硬件进行变化的弹性，根据实际的使用量动态地进行资源申请和使用。由于需要高级别的物理优化需求，前面章节讨论的核心业务工作负载以反模式的方式进行池化。例如，SQL Server 工作负载需要专门的解决方案来进行优化，而且一系列的云计算环境中的资源可能会被虚拟化，但这并不意味着它会使用池化的资源，因为它有特定的资源需求，而且与其他的应用程序所需要的资源不同。将这些特定的配置需求放置到资源池当中，并将其资源配置属性设置成为不可以被其他用户使用。弹性弹性是指云平台根据资源需求的波峰和波谷来实时提供资源的能力。在现实生活当中，很多的业务流程都呈现出季节性的特点。每年的干草处理就是一个比较生动的例子，大多数的农场主将每年对干草进行打包的业务外包给拥有专业器械的供应商，因为如果不这样的话，这些机械将在一年当中的大多数时间处于闲置的状态，而这是不符合经济的原则。同样地，在 IT领域，信息技术的工作负载也呈现出很强的季节性，但对于资源的使用者来说，购买足够量的、能够承载每年资源使用波峰请求的硬件设备，显然也是不经济的。另一个季节性工作负载的典型例子是体育和文化活动的门票销售。一个大型活动可以推动门票销售的数量，甚至在很多情况下，出现供不应求的局面。从历史情况来看，很多客户甚至会在售票站外过夜，以购买他们的门票。在网络世界当中，这种自然的排队机制被打破，相反地，出现了替代性的虚拟售票处，通常由于使用的人数过多，经常发生过载的现象。由于云资源通常都是通用的和池化的，因此通常会有一些资源处于“闲置”状态。不管是公有云还是私有云的供应商，通常都会借助一系列的技术手段，来使其所有的计算资源在任何时间段都处于处理高峰状态。从这一方面来讲，公有云有着明显的优势。因为公有云通常都是大规模的计算资源在运营，会有成千上万的客户来访问他们集中的资源，它们绝对拥有比小型的私有云更多的净可用资源：一个由 100台服务器构成的云当中的 1%很难承受资源的波峰和波谷变化，而对于一个拥有上万台服务器的公有云来说，就变得非常容易。弹性是云解决方案最难以实现的一个环节，因为它要求组织能够提供闲置的计算资源，而避免资源闲置通常是构建云计算解决方案的过程中非常重要的一个因素。有些工作负载，例如在前面所提到的售票的例子，在一些小规模的私有云环境当中是不可行的。对云平台资源容量的测试方法是提出“云计算解决方案部署了我所预期的弹性需求的多少倍的容量？”这一问题。容量应当以数量级的方式进行衡量，而不是以单纯的倍数的方式，如果您需要一个基础的拥有成千上万台服务器的云的话，那么您需要关注至少数千个节点。自助服务云计算当中的自助服务主要为了实现两个互补的目标。首先，它能够进一步降低服务成本，减少或消除在提供资源的过程中所需的人工成本；其次，如果做的好的话，它是可以量化的，并且能够从对用户使用资

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源的计费当中获得收益。云计算资源的消费者都有权直接访问资源，而无需复杂的审批过程，也不需要等待企业 IT 管理员的批准和制定资源分配的优先级。云环境让用户有权利根据需求从资源池中请求资源。它可以确保用户的工作负载不会干扰到其他用户的工作负载，用户只需要申请与其工作负载相对应的资源（在公有云的应用场景当中，指用户允许使用的资源的额度）。自助服务通过允许组织来尝试新的资源分配机制、迅速扩展新的市场来帮助组织实现更大的业务灵活性。不管是位于企业内部的私有云或者是外部的 Windows Azure 公有云，应用程序都能够以远远超过其他部署方式的速度完成开发和部署。基于使用量的模型绝大多数共享的 IT 环境都在遭受“公共的悲剧1”，如果 IT容量在边界上不进行限制，则不会有用户节约使用 IT资源。消费者已经习惯根据使用单位进行支付的业务模式，比如生活用水、天然气、以及电力，都是以计算基数进行支付。云计算提供了一种根据使用量进行付费的模式，在用户不再使用的情况下，关闭未被使用的容量，从而帮助用户实现费用的节省。公有云的供应商需要根据他们所提供的服务来向消费者收费，因此云计算环境需要对资源的使用量进行计算，并根据使用量来收费。在私有云场景当中，收费的模式将变得更加复杂，尤其在企业尚未引入计费系统的情况下，但这并不影响私有云所能带来的巨大收益。私有云环境当中根据使用量进行支付的模式可以引导用户的使用行为和习惯，避免云资源的浪费使用，并在可能的情况下得到最大程度的利用。对于一些私有云环境来说，可能更加倾向于使用配额或者其他的一些资源分配方式。公有云和私有云的运营商都面临的一个挑战就是：“将要使用哪种计量方式？”在进行费用计算的时候应当考虑哪些因素？相关的收费规则的制定需要考虑提供服务所需的实际成本，但同时要确保收费机制的简单性，确保消费者能够在最短的时间内充分理解。如果在消费者不知道如何查看消费时间的情况下，单纯地以“查询时间”的方式来进行衡量，是毫无道理的。收费模式是云服务供应商根据使用效率进行计费的机制。在云环境当中，每个现实中的资源都以虚拟化层的方式进行模糊化处理，组织应当以成本最低的方式来对其应用程序进行优化。合规性某些应用场景需要遵从特定行业标准和政策。这些政策通常与安全、系统管理和法律事务相关。政策的既包括简单的事情，如在服务器上安装杀毒软件，也包括复杂的信息安全管理体系标准，如 ISO/IEC 27001

等。组织对整个系统的控制越多，越能够符合所有可以想象到的政策的合规性要求。在企业合规性要求较高的情况下，并不是非常适合公有云的部署场景，同样地，一个物理隔离的资源池化的私有云也无法与连接到Internet 的私有云的共同存在。组织对于合规性的要求越高，越需要在一个专用的环境当中运行他们企业完全控制的 IT 基础设施。

1 "公共的悲剧" 美国科学杂志 162 (3859): 1243–1248. 1968. http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/162/3859/1243.pdf

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主流的公有云供应商在应对审计和通过行业标准的认证上行动迅速。对于很多小型和中等规模的组织，实现完全的合规性可能代价不菲。对于这些小型的组织来说，公有云带来了新的机遇，把应用程序部署到经过认证的环境当中，则无需花费额外的成本建立自己的数据中心并实施这些标准。对于公有云来说，一些合规性挑战仍然难以逾越。对于那些要求必须对其系统进行完全管辖的组织来说，通常要求确保数据只能位于某一个国家当中，系统只能由他们自己的工作人员访问。对于这些组织，使用专用的系统或者私有云环境仍然是唯一可行的解决方案。要了解更多关于 Windows Azure符合一系列行业标准的合规性相关的信息，请您访问：http://www.windowsazure.com/en-us/support/trust-center/compliance/。以 SQL Server举例来说，从 SQL Server 2005 开始提供了一系列与合规性相关的功能，并通过了通用标准（Common Criteria）认证。该认证是由 26个国家的政府签署的共同准则互认协定（Common Criteria

Mutual Recognition Arrangement，CCRA），并成为由超过 40个政府建立的产品对产品的基础。通用标准不单单是对安全功能和保证的简单定义，它还是一个在共同评价方法文档中定义的精确的评估流程。此外，它还是一个正式批准的评估计划，是由政府在该国基于与私人评估实验室的协同工作，来制定的在国家层面执行的通用评估标准。要了解更多 SQL Server 合规性相关的信息，请您访问：http://www.microsoft.com/en-us/sqlserver/common-criteria.aspx#tab1。

微软公有云和 SQL ServerWindows Azure 主要提供了两种方式使用 SQL Server 数据库： Windows Azure虚拟机中的 SQL Server：这种部署方式与在本地的部署方案类似。组织同时拥有对操作系统和安装的应用程序的完全控制权，从而可以实现与部署在本地服务器上的 SQL Server完全兼容的功能。组织可以通过非常低的、每小时几分钱的价格买到对 Windows Azure 的使用方案，用户可以选择使用他们自己的 SQL Server 软件许可或以小时进行计费的方式来租用 SQL Server 许可。Windows Azure 虚拟机当中的 SQL Server 对于期望迁移到云解决方案的组织来说是一个理想的选择。

Windows Azure SQL Database：SQL Database 是一个真正的基于云平台的平台即服务解决方案，组织以数据库为基础来采购这一服务，同时微软提供一直到数据库级别的服务，这意味着企业不需要承担操作系统、甚至为数据库服务器软件打补丁等维护责任。这项服务最适合于帮助组织构建新的应用程序，同时为组织提供了额外的收益，如高可用性和可扩展性，不管是在虚拟机当中还是在本地服务当中，都实现了复杂的扩展能力。

图 3：微软公有云提供了两种 SQL Server 部署方式

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在怎样的条件和时机下部署云平台最合理Windows Azure 虚拟机当中的 SQL Server使用 Windows Azure 虚拟机的组织可以在云中创建一台供他们运行和管理的服务器。这些服务器可以运行Windows Server 2008 R2 或更高的版本，或者是一系列不同的 Linux操作系统。组织对其服务器拥有完全的控制权限，他们可以安装应用程序并能够在 Windows Azure 当中运行绝大多数的工作负载。在 Windows

Azure 虚拟机当中安装并运行 SQL Server 是微软提供并支持的一个主要的场景。从兼容性的角度来看，在 Windows Azure 虚拟机当中运行 SQL Server 与安装在本地服务器上的 SQL

Server 一样。通常情况下，企业可以无需对代码做任何的更改便把应用程序迁移到云中。组织可以通过使用存储在Windows Azure镜像库（Windows Azure Image Gallery，微软提供了一系列的配置有 SQL Server网络版、标准版或企业版的服务器镜像）中的预先构建的虚拟机镜像，来创建云服务器。

在组织创建并启用服务器以后，他们可以通过使用标准的数据库迁移技术把数据库迁移到服务器当中，包括数据库备份和还原或者数据文件的分离或附加。此外，组织还可以选择打包部署在本地服务器上的虚拟机，并把它上传到Windows Azure 当中。在 Windows Azure 虚拟机当中的 SQL Server，提供了一个理想的把应用程序迁移到云中的解决方案

将现有应用程序迁移到Windows Azure 虚拟机当中的 SQL Server 上，这种方式成本低且工作量小。应用程序整体拥有成本较低的主要驱动力是较低的应用程序开发和维护成本。把数据库迁移到Windows Azure 虚拟机通常不需要修改任何的代码。

运行 SQL Server标准版（包含软件许可）的Windows Azure虚拟机的成本大概为每小时 64美分，即每个

月的成本为 476美元。对于适用于 SQL Server网络版的工作负载，最低的成本大概在每小时 13.5美分，即 100美元每个月。

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组织可以通过更高的数据库密度来实现更高的成本效率。对于部署在本地服务器上的 SQL Server，组织可以在一台虚拟机上运行几十个或几百个负载较轻的数据库，从而提高数据库的密度。

微软 SQL Server 提供了一系列超出了传统的关系型数据库管理系统（RDBMS）的功能，这些功能包括丰富的报表功能；ETL 工具；以及作业的管理和调度。在Windows Azure虚拟机当中部署 SQL Server意味着组织能够使用已购买的 SQL

Server 版本当中的全部功能。在少数例外的情况下，用户可以使用 SQL Server 产品套装中的全部功能，包括： SQL Server集成服务 SQL Server 分析服务 SQL Server报表服务 SQL Server Agent

通过使用 Windows Azure 虚拟机当中的 SQL Server，组织拥有对整个部署流程全面控制。这意味着组织可以对 Windows 和 SQL Server 进行定制。如果一个应用程序需要使用第三方的工具或技术，那么可以安装相关的组件。大型企业可能对 SQL Server 的部署制定了专门的策略，如口令强度要求或者是病毒扫描工具；这些都可以轻松地部署到Windows Azure 虚拟机当中，并进行功能增强。

通过使用 Windows Azure 虚拟网络，IT 管理员可以将Windows Azure 中的虚拟机加入到本地域。这样一来，企业可以在同一个安全边界中跨越本地和云端部署混合应用程序。

Windows Azure 提供了对所有支持 Windows Azure 虚拟机的基础架构的管理。IT 管理人员无需管理任何物理硬件或物理网络配置。即便如此，控制能力带来了额外的职责。IT 部门要负责对操作系统以及 SQL Server 进行补丁更新。但由于虚拟机中部署的就是 Windows Server，因此可以使用标准化的管

理技术，包括使用微软 System Center 2012 以及早期版本的 System Center 产品来帮助实现自动化的管理流程。虚拟磁盘（VHD）存储在 Windows Azure 存储当中，用户能够从由该服务提供的高可用性存储当中获益。要实现真正的高可用性数据库解决方案，IT 管理员必须配置 SQL Server 2012 及更高版本当中的AlwaysOn 功能。一般情况下，组织要对他们的虚拟机在线时间提供 99.9%的 SLA。组织还需要负责运行在虚拟机当中的应用程序的在线时间，包括 SQL Server 数据库服务自身。Windows Azure SQL DatabaseWindows Azure SQL Database 提供了高度可用、可扩展、多租户且运行在 Windows Azure 云中的关系型数据库。SQL Database 对于专门为云平台设计的新的应用程序来说，是一个理想的平台 – 这些应用程序可以充分利用该平台所提供的特有的扩展性功能。由于 SQL Database 与 SQL Server 高度兼容，因此使得无

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需代码修改或只需少量的代码修改，即可将现有的应用程序迁移到 SQL Database 当中。对于那些数据库环境相对简单且易于迁移的企业来说，SQL Database 实现了极低的整体拥有成本，并能够从一些难以在本地服务器上实现的功能当中获得极大的收益，这些功能包括高可用性和大规模的扩展。对于完全运行在云中的应用程序来说，数据读取延迟的情况可以被大大削减。对于在数据存储在云中，应用程序运行在本地的情况，则可能需要忍受某种程度的数据读取延迟。SQL Database 提供了一系列的特有功能，并不适用于来自其他供应商的云解决方案。尽管这些功能能够满足高可用性、大规模的应用程序，但同时也需要应用程序开发人员的支持 – 因此 SQL Database 非常适用于构建新的应用程序，而非地迁移现有的应用程序。第一个功能被称为 SQL Federation。SQL Federation 提供了一系列的工具以及 T-SQL 支持，实现了对分片模式的支持（基于行的分区），从而帮助组织来对数据库进行扩展。对于一个采用相应的架构的应用程序，SQL Database 可以实现几乎没有限制的数据库扩展，包括对数据的数量和对事务型负载的支持。要完全从这一功能当中获益，需要从数据库和应用程序设计两个方面入手。在最低的程度上，Federation要求对现有应用程序大量进行重新开发的工作；理想的情况下，应用程序的开发人员需要从一开始就构建应用程序的分片模式。SQL Database 另一个特有功能是通过维护三个分布在 Windows Azure 数据中心当中的分布式数据库，实现了一致的事务数据，来提供高级别的可用性。在一个副本出现故障的情况下，SQL Database会把负载重新路由到其他可用的副本当中，并创建新的副本，并向该副本提供一致的事务同步。尽管组织可能在本地服务器和 IaaS 部署当中使用复杂的高可用性功能，但对于这些复杂的功能的设置可能会远远超出可控制的范围。即使是对于规模最小的数据库，在 SQL Database 当中每个月只需花费数美元，都会被配置提供高可用性服务。要从高可用性当中全面收益，开发人员需要确保他们的代码能够可靠地处理数据库断开连接的情况；在工作负载需要迁移到其他的副本的情况下，SQL Database将会断开应用程序的连接。开发人员可以通过使用“重试（Retry）”逻辑来处理这类连接断开的情况。2

图 5：Windows Azure SQL Database 提供了构建大规模的应用程序所需的功能，并为在云平台当中新的应用程序的设计提供了最低的整体拥有成本 TCO

2 “在 Windows Azure SQL Database 当中通过重试逻辑处理瞬时故障”，微软 TechNet。http://social.technet.microsoft.com/wiki/contents/articles/4235.retry-logic-for-transient-failures-in-windows-azure-sql-database.aspx

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通过使用 SQL Database，组织可以快速部署他们的数据库应用程序。由于在这一过程中无需进行数据中心的构建、无需进行硬件的部署、也无需进行软件的安装，因此可以在短短的数分钟内提供数据库。这种灵活性使得组织能够快速尝试新鲜事物并快速开拓新的市场。对于特定的应用程序架构，部署能够支持数百用户的应用程序与部署能够支持成千上万的用户的应用程序没有太大的差别 – 都只需要短短的几分钟。

SQL Database 与一台运行了全部功能的热备服务器上部署的 SQL Server 所具备的功能几乎完全相当；而且不只是有一台热备服务器，而是有两个。这样在本地的解决方案通常需要成千上万美元的硬件投资，而通过 SQL Database平台，这一成本只需要每个月几美元。这里重复一下：SQL Database 提供了真正的高可用性、企业级的关系型数据库，最低成本只需每个月 5美元。

在一个完全连接的互联网世界当中，惊人的成功与惨痛的失败一样难以对付。如果一个新推出的应用程序发展迅速，也许要归功于在人气旺盛的社交网站上的资讯发布，它需要实现快速的扩展。在这种场景下，所谓的“快”是指短短的几分钟或几小时，如果需要数天或数周，才能够实现容量的扩充，那么你很可能已经错过了一轮业务提升的机会。

要支持快速的扩展，部署平台需要具备以下两个主要的功能： 无需影响操作系统即可实现的扩展容量的能力 一个不管需求如何快速增长都会提供足够多的可用资源的强有力的承诺使用 SQL Federation，通过 SQL Database 构建应用程序的开发人员能够在多个数据库之间共享他们的数据。这种扩展的速度非常快，而且对于用户而言这种扩展是透明的，并不需要大量 IT 专业人员的投入。数据库可以实现大规模的扩展或根据工作负载进行拆分。拆分的操作（重新分片）以在线的方式实现，并不会影响应用程序的在线时间。由于 SQL Database 提供了高度可扩展性，因此在一般情况下，总是存在有“可用的容量”，并能够以实时的方式进行提供（如图 6 所示）。这种优势是本地部署的服务器上所不具备的，即使是在私有云当中也无法实现，因为这两种部署方式在进行容量扩展的时候都需要先把硬件资源部署到数据中心当中。一个非常成功的应用程序对硬件资源需求的扩展速度可能会超出组织通过供应链来采购新服务器硬件的能力。一般企业可能需要数日甚至数周才能给提供新的可供部署在本地的服务器。

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图 6：组织可以通过 T-SQL、SQL Server 管理工具集、或管理门户来管理聚合

通过 SQL Federation，组织可以扩展他们的关系型数据库，同时确保高强度的事务一致性，而这些的功能在“NoSQL”风格的云数据存储当中往往会牺牲掉。

极少数的企业从如何出色地管理他们的 IT 基础设施当中脱颖而出，他们想要完成一件了不起的工作，他们想要做得与竞争对手一样，甚至要比竞争对手还要好，但良好的管理机制通常不是他们的战略优势的来源。通过 SQL Database，组织不单单可以从规模经济当中受益，更多地是从质量经济当中受益。

SQL Database 提供了高达 99.9%的数据库级别的高可用性，为高可用性服务级别协议（SLA）提供了有力的支持。这意味着微软不单对服务器级别的服务级别协议提供了保证，也对数据库级别的服务级别协议提供了保证。由于同时管理着基础架构和平台组件，SQL Database 提供了零停机的在线更新支持（包括硬件更新、软件打补丁、以及更多其他的管理任务），无需 IT 管理员的干预。通过采用 SQL Database，组织可以无需花费企业级的成本即可为他们的应用程序提供企业级的高可用性。通过减少在运营现有的系统上花费的时间，IT团队能够把更多的时间和精力放在系统创新和改善应用程序上。IT 的关注点从运营转向增加更多的业务价值上。

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SQL Database 协议与 SQL Server完全兼容，这意味着开发人员和 IT人员可以使用熟悉的工具，如微软 Visual Studio集成开发环境（IDE）和 SQL Server 管理工具集等工具。当他们使用部署在本地服务器上的 SQL Server 应用程序时，开发人员和 IT 专业人员可以使用部署了 TDS接口的客户端库，来实现客户端与服务器之间的通信。Windows Azure SQL Database 提供了与 SQL Server 一样的 TDS接口，意味应用程序

在访问 Windows Azure SQL Database 当中的数据时可以调用相同的库。通用的使用关系型数据库编程的解决方案包括 ADO.NET、基于实体的编程框架、以及 ODBC等。SQL Database同时还支持其他的数据连接接口，如 JDBC、以及 PHP 和 Node.JS。为部署在本地的 SQL Server 开发的代码和应用程序通常能够轻松地迁移到基于 Windows Azure SQL Database。SQL Database 是真正意义上的 RDBMS。关系型数据库模型和 RDBMS 的事务型特性仍然是企业应用程序存储的黄金标准。与其他的云托管的数据存储不同，SQL Database 的开发人员无需学习新的数据建模方法，也不会因为要在事务性上保持一致而在功能上打折扣。SQL Database 支持存储过程、存储函数、以及一系列绝大多数的真正的 SQL Server 所提供的功能。

在常用的云场景中交付功能Windows Azure 虚拟机场景中的 SQL Server本节主要介绍在 Windows Azure 虚拟机中使用 SQL Server 的四个核心场景。图 7概述了这四个场景。图 7：Windows Azure 虚拟机中的 SQL Server 主要针对四个核心的应用场景

由于能够几乎在任何基于Windows Server的镜像当中运行，Windows Azure虚拟机能够迁移几乎任意应用程序到云平台当中。数据层和应用程序层可以同时迁移到Windows Azure虚拟机当中，或者对于一些工作负载而言，如 ASP.NET可能能够被迁移到

Windows Azure云服务甚至Windows Azure网站当中。这种平台即服务（PaaS）的应用程序层能够更加轻松地连接到基础架构即服务（IaaS）当中运行的 SQL Server。

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如图 8 所示，把部署在本地 SQL Server 中的数据库迁移到运行在 Windows Server 虚拟机当中的 SQL

Server 通常需要以下迁移路径：图 8：将数据库迁移到Windows Azure Virtual Machine 中的 SQL Server 的迁移路径

迁移整个虚拟机如图 8 所示，解决方案 1涉及到将整个虚拟机从本地服务器上部署的 Hyper-V 当中迁移到Windows

Azure。迁移整个虚拟机适用于开发和测试场景，特别是在本地服务器上拥有复杂配置的情况下。通过迁移整个虚拟机，避免了在新机器上重新进行复杂配置。要迁移整个虚拟机，IT 专业人员需要确保服务器的操作系统为 Windows Server 2008 R2 SP1 x64 或更高的版本，而 SQL Server 的版本也要是 64位的版本，并且安装了 SQL Server 2008 SP3 或更高的版本。运行有不符合这些条件的组织需要对产品进行升级或使用解决方案 2 当中提供的“备份和还原”的方式。运行在其他第三方的虚拟机管理程序，如 VMWare 上的虚拟机也是可行的，甚是直接迁移部署在物理机上的操作系统，也是可行的。对于这种迁移，组织必须要开展一个虚拟机到虚拟机（V2V）或者是物理机到虚拟机（P2V）的迁移。微软 System Center 虚拟机管理器和虚拟机转换解决方案加速器提供了实现这两种迁移的工具。组织可以通过 Windows Azure 支持的上传工具，来把虚拟机上传到Windows Azure 当中。System Center

App Controller 2012 SP1也提供了把整个 SQL Server 虚拟机迁移到Windows Azure 中的机制。只迁移数据库在图 8 当中，解决方案 2 提供了只把数据库迁移到云中的方式。这一解决方案可能会使用数据库完整备份或数据文件来完成，或者在更加合理的情况下，只单独迁移数据库的架构和数据。这种解决方案的一个主要收益是组织只需要通过网络来传输数据文件，这样可以节省很多时间，因为发送整个虚拟机文件在网络连接缓慢的情况下会花费大量的时间。组织必须先从Windows Azure 的镜像库中创建 Windows Azure 虚拟机（如图 9 所示）。

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图 9：通过镜像库创建虚拟机

我们建议选择微软 SQL Server 2012镜像，如图 10 所示。图 10：选择微软 SQL Server 2012评估版虚拟机镜像

在设置过程当中，您必须指定一个机器名称，为 Windows 管理员账号提供一个强口令，同时要选择机器的大小。机器的大小可以在后面进行修改。处于测试的目的，设置一个较小的实例大小已经足够用（如图 11

所示）。图 11：设置虚拟机的属性

其余部分的设置决定了虚拟机放置的位置，如何解决DNS 问题，以及将要采用的订阅机制（如图 12 所示）。

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图 12：设置网络、DNS、存储、数据中心和订阅功能

点击按钮来启动创建虚拟机的过程，这一过程可能需要花费数分钟的时间。门户右下角的绿色进度条将会显示创建的过程（如图 13 所示）。图 13：虚拟机创建过程中的处理指标

在门户的虚拟机列表当中，您必须要等待虚拟机创建完成，具体的进度可以参照状态列的指示信息。在状态显示为运行的时候，您可以尝试建立连接。图 14：建立与虚拟机之间的 RDP连接

达到这一点以后，可用的实现方式包括： 从本地服务器上的数据库当中提取一个备份 将提取的备份上传到运行在云中的虚拟机当中要了解更多信息，请您访问：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsazure/jj156165.aspx，阅读“迁移到运行在 Windows Azure 虚拟机中的 SQL Server”一章。

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如下图所示，您可以备份部署在本地服务器上的数据库（如图 15 所示），直接通过 RDP连接把备份文件复制到云端服务器当中，然后把数据库文件加载到运行在 Windows Azure 虚拟机中的 SQL Server 实例上。这种迁移方式对于小型的数据库尤为合适。图 15：备份本地的数据库

远程桌面连接协议使得传输小型的文件变的非常容易，支持在 Windows浏览器当中直接剪切和粘贴文件（如图 16 所示）。图 16：从本地服务器上复制文件，并粘贴到Windows Azure 虚拟机当中（通过远程桌面协议（RDP））

在完成文件的复制以后，您可以把数据库文件加载到运行在 Windows Azure 虚拟机当中的 SQL Server 实例当中（如图 17 所示）。如果数据库依赖于部分未被存储到用户数据库当中的元数据的话，那么可能需要一些额外的步骤来加载元数据。要了解更多的信息，请您查看“在把数据库迁移到其他的服务器实例过程中的元数据管理”，请您访问：http://msdn.microsoft.com/library/ms187580(v=sql.110).aspx。

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图 17：从本地服务器上复制文件，并粘贴到Windows Azure 虚拟机当中（通过 SQL Server Management Studio）

最后，SQL Server 还提供了把数据库部署到Windows Azure 虚拟机中的迁移向导。通过该向导，这一复杂的过程以自动化的方式实现，而且并不需要深入的 Windows Azure 知识。该操作也不会导致性能超负荷的情况，因为影响部署过程的主要因素是数据库的大小。

在构建应用程序的过程中，很多组织采用部署、测试、和临时服务器等方式作为他们的应用程序生命周期。这些步骤可能包含了在一个指定的虚拟机服务器上，向开发人员提供的虚拟桌面系统。对于大规模的组织而言，尤其是大型企业和系统集成商，这些开发服务器可能需要一些类似于私有云的功能。

Windows Azure 虚拟机提供了一个支持这些工作负载的公有云选项。即使是在一些应用程序被托管到本地服务器的情况下，采用 Windows Azure 作为开发和测试服务器可以显著降低开发和测试的设备成本。自服务的虚拟机实现了资源提供的灵活性，并能够从根据使用量进行计费的模式当中获得实际的收益。

Windows Azure Storage 提供了高可用的云托管存储机制，每个月的成本只有几美分。这种方式与 Windows Azure 虚拟机服务所提供的可用性一起，为组织带来了一系列针对备份和故障恢复的可选方式。

组织可以使用 Storage 来存储他们的数据库备份或者整个虚拟机。Windows Azure Storage 提供了高可用的、互为备份的、安全的异地文件存储机制；三个相同的副本会被存储在主要的数据中心当中，而第四个副本会被同步地复制到第四个数据中心当中。在灾难发生的情况下，组织可以从 Storage 当中提取文件，或者使用一个Windows Azure 虚拟机来恢复备份的虚拟机镜像，并在一段时期内在云中运行这些副本。SQL Server 2012 SP1 CU2 支持用 Storage 进行数据库备份和还原（如图 18 所示）。

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图 18：通过管理门户创建 Windows Azure Storage账号

要把文件直接上传到Windows Azure Storage 当中，您需要为他们的存储账号提取一个安全密钥（如图 19

所示）。图 19：从门户当中提取存储密钥

您可以通过 SQL Server 2012 Management Studio或通过使用 T-SQL命令：BACKUP DATABASE …. TO URL等方式，来获得对Windows Azure Storage的访问。首先，您需要使用 SQL Server凭据来存储访问

Windows Azure Storage时使用的身份验证信息。该凭据存储了访问 Storage 的时需要使用的用户名和密钥。

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图 20：创建 SQL Server授信账号以存储 Windows Azure 存储授权信息

在创建了凭据以后，您可以使用 BACKUP/RESTORE 和 WITH CREDENTIAL等命令来在 Windows Azure

Storage 当中直接备份和还原数据库（如图 21 所示）。图 21：通过 SQL Server Management Studio把数据备份到Windows Azure Storage 当中

要了解更多信息，请您参阅“通过 Windows Azure Blob Storage 服务实现 SQL Server 的备份和恢复”，请您访问：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/jj919148.aspx。组织可以使用这一功能来备份本地服务器上的 SQL Server 数据库，或运行在托管环境（如Windows Azure

虚拟机）中的 SQL Server 数据库。备份到云中不仅提供无地理位置限制的高可用异地存储，还可以轻松在云之间进行数据传输。这些收益还包括灵活的、可靠的、以及几乎无限的异地存储，同时提供了备份和归档机制，且不会造成硬件的过载。SQL Server 2014为Windows Azure Storage提供了上下文感知的自动备份策略（基于工作量和吞吐量），通过使用最低的配置来指定预留的周期，可以管理整个数据库实例或特定的数据库。

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最后，除了备份 SQL Server当中的数据以外，Windows Server 2012和 System Center 2012 Data Protection Manager的用户可以使用Windows Azure在线备份功能来备份其他的数据，包括整个虚拟机镜像，并直接上传到Windows Azure当中。

在一些情况下，组织可能只想把一部分应用程序迁移到云中，把敏感的数据保留在本地，同时把应用程序需要扩展的部分迁移到公有云中。在电子商务网站的应用场景当中，敏感的信息，如客户的详细资料以及信用卡信息等重要数据还会继续保留在本地服务器上；而为了支持不断增加的工作负载，产品分类和购

物车数据等事务型数据可以被迁移到Windows Azure平台当中。我们将在接下来的章节当中深入讨论这些混合式的应用程序类型。

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Windows Azure SQL Database 应用场景本节将会向寻求使用 Windows Azure SQL Database 的组织介绍两个主要的应用场景：图 22：SQL Database 对于创建基于云平台的开发人员来说是一个理想的平台

要充分利用 SQL Database很多独特的功能，应用程序必须进行专门的架构设计并完成相关的功能开发。例如，应用程序要使用 SQL Federation 功能，开发人员必须理解分片横向扩展模型的约束条件，必须知道如何通过 USE FEDERATION 这一 T-SQL语句来访问分片成员。

开发人员基于 SQL Database 构建新的公有云应用程序时，需要连接到运行在 Windows Azure SQL

Database 当中的远程数据库进行开发。组织通常可以在 Windows Azure 或 SQL Database 管理门户当中创建他们的服务器和数据库，接下来即可通过现有工具连接到这些远程的数据库。如前所述，SQL Database

与 SQL Server 高度兼容，因此能够支持绝大多数基于 SQL Server 的工具，包括 Visual Studio 和 SQL

Server 2012 Management Studio。通过使用这些工具，开发人员可以无缝地在远程服务器上进行开发，并构建新的数据库架构。通常情况下，开发人员使用 Windows Azure 云服务或 Windows Azure网站功能来构建应用程序层。通过这些工具，开发人员所构建的应用程序可以通过 Windows Azure负载平衡器轻松进行扩展。对应用程序层的扩展与数据层的扩展紧密匹配，这意味着开发人员能够构建满足在云中的大规模的工作负载需求的应用程序。开发人员不单单局限于微软的.NET 开发框架；云服务也能够与 Java 良好协同工作，而 SQL Database

能够与 SQL Server 2012 JDBC驱动器良好协同工作。微软还支持了一个开源项目，为备受欢迎的 Java

IDE：Eclipse 提供了使用 Windows Azure 的插件。其他的开发框架，如Ruby、PHP、和 Node.js也同样支持 SQL Database 和 Windows Azure。IT 专业人员可以使用 Windows Azure 和 SQL Database门户的结合和现有的 SQL Server 管理工具来管理数据库的持续运营（如图 23 所示）。

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图 23：在 SQL Database 当中，开发人员可以在应用程序和数据两个层次扩展应用程序

您可以使用 Windows Azure 管理门户来创建一个 SQL Database；您可以通过使用定制创建（Custom

Create）功能来创建一个 SQL Database 服务器（如图 24 所示）。图 24：使用定制创建（Custom Create）来创建新的 SQL Database

请注意，这里在 SQL Database 当中的服务器概念只是一个逻辑概念，真实的数据库副本以及任何给定的SQL Database 实例在物理位置上分散在一系列的数据中心当中的物理节点上（如图 25 所示）。

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图 25：在创建数据库时指定新的服务器

图 26：创建新的服务器，包括登录细节

SQL Database 当中包括了防火墙，能够保护来自未知 IP 地址的访问尝试。您必须创建防火墙规则（如图27 所示）来进行访问权限控制，并指定允许或受限的访问数据库服务器的 IP 地址范围（如图 28 所示）。选择 Windows Azure服务来设置防火墙规则，以允许其他的 Windows Azure 中的服务，如Windows

Azure Compute 和 Windows Azure 虚拟机来访问数据库服务器。要通过 SQL Server Management Studio

或其他的工具从本地服务器上访问数据库服务器，您必须要创建专门的防火墙规则。图 27：添加防火墙规则（点击服务器超链接以打开服务器属性）

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图 28：添加防火墙规则（指定一系列允许的 IP 地址）

在完成服务器的配置以后，您可以在管理门户当中从数据库属性里提取连接字符串（如图 29 所示）。图 29：使用连接字符串来连接管理工具集（获取信息）

通过使用连接字符串当中的信息，来建立 SQL Server Management Studio 与远程数据库之间的连接。

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图 30：使用连接字符串来连接管理工具集（输入设置）

通过这些功能，您可以使用Management Studio当中提供的熟悉的工具来创建数据库架构。SQL Server 2012 Management Studio同时支持 Federations的创建和管理。

混合云场景除了为组织提供选择如何运行他们的应用程序以外，混合式 IT 的概念同样意味着他们可以选择以公有云和私有云数据中心的方式来分发他们的应用程序。Code-far 应用程序：通过简单的方式实现企业级的数据层SQL Database 提供了很多企业级的数据库功能，包括高可用性。这些功能在本地服务器上实现起来过于昂贵，因此很多部门级的应用程序可以从 SQL Database 中受益。Code-far 混合式可以让本地部署的应用程序通过 Internet连接到 SQL Database 实例（如图 31 所示）。图 31：通过对 SQL Database 的远程访问，来为轻量级的应用程序提供企业级的数据库

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微软 Access 2013展示了一个这种部署架构的很好的例子。Access 2013支持开发人员来构建 Access 2013应用程序，不管是运行在微软Office 365平台上还是运行在本地服务器上，但是都会把他们的数据存储在Windows Azure SQL Database当中。

偶尔连接到 SQL Data Sync 的应用程序SQL Data Sync是一个内置到微软同步框架当中的服务。组织可以通过使用该工具实现在本地的 SQL Server和 SQL Database实例之间的数据同步。由于 SQL Database Sync作为Windows Azure当中的服务提供，因此无需开发人员编写定制的代码；他们可以在 Azure门户当中来配置 SQL Data Sync，然后再在本地服务器上安装 SQL Data Sync Agent（如图 32所示）。

图 32：通过使用 SQL Database 和 SQL Data Sync 的混合式架构实现对随机性连接的支持

这种混合式的架构允许组织来构建支持偶尔建立连接的应用程序。在用户断开连接以后，数据被存储到一个本地的 SQL Server 数据库当中，然后通过 SQL Database 中转站在连接恢复的情况下进行数据同步。通过一个应用程序把 SQL Database 和 Windows Azure 中的 SQL Server连接在一起如前所述，SQL Database和Windows Azure虚拟机当中的 SQL Server各有各的优势；另外一种混合式的

解决方案是把两者结合到同一个应用程序当中。举例而言，一个组织可能想要引入 SQL Database 在对网络应用程序的大规模 OLTP 功能支持上的优势，同时，他们可能还需要开展多维的数据分析和报表等功能，这就需要一个安装到虚拟机当中的具备完整的 SQL Server 功能的虚拟机（如图 33 所示）。

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图 33：支持使用增强的部署选项的应用程序（SQL Database 与 SQL Server 关联在一起）

通过使用 SQL Data Sync 组织可以部署 SQL Database 来驱动对应用程序事务处理的能力，同时通过使用在本地服务器上部署的 SQL Server报表服务和分析服务的完整的功能，来满足分析处理的需求。

结论云计算帮助组织以更低的成本来部署更大规模的应用程序提供了新的机遇，与此同时，微软的混合式 IT战略意识到大多数组织通常情况下拥有一系列的应用程序，这些应用程序当中的一部分部署在云平台当中，一部分仍然保留在本地服务器上。复杂的、需要详细的硬件配置和优化的应用程序、或者是存储有敏感的数据的应用程序，并不适合部署在由云计算供应商所提供的商业服务当中，这些应用程序更适合于部署在本地的服务器上，并且在将来可预见的时间范围内，这些应用程序应当还会保持现状。对于另外一种极端的情况，一些工作负载的处理恰恰非常适用于公有云的部署方式，例如那些拥有高度变化的资源需求的应用程序。微软混合式 IT 的目标旨在为组织提供一个利用行业领先的技术、解决方案以及专家来帮助企业客户构建起涵盖了本地服务器、私有云、和公有云平台的成体系的解决方案。混合式的 IT 为 SQL Server 提供了新的动力，它是一款业界领先的数据库管理系统，全面支持各种类型的部署拓扑方式。它提供了同样熟悉的 SQL Server 部署体验和工具集，无论组织选择部署在本地服务器上还是部署在公有云或私有云当中。通过部署在Windows Azure虚拟机当中的微软 SQL Server，组织可以从云计算的高效当中受益，同时还可

以获得与部署在本地服务器上的 SQL Server 相同的功能。对于想要使用云平台来提供新的应用程序以支持大规模的受众的场景，可以使用 Windows Azure SQL Database 来构建面向下一代应用程序的关系型数据库应用程序，以支持多达数百万的用户。不管在您的应用程序场景当中有怎样的特定需求，而且不管它采用怎样的部署方式，您的组织都能够从微软提供的兼容性、灵活性和您所需的熟悉性当中获得关键任务自信。要了解更多信息，请您访问 SQL Server官方网站：http://www.microsoft.com/sqlserver/。

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