我們談云計(jì)算SQL Azure本質(zhì)，我們可以換一個(gè)角度先從設(shè)計(jì)模式上講起。設(shè)計(jì)模式(Design Pattern)的一項(xiàng)重要目的就是“溝通”當(dāng)人們談到“歌德式”的設(shè)計(jì)模式時(shí)，腦海里浮現(xiàn)的應(yīng)該都是一幅很類(lèi)似的景致，例如：高聳的尖頂建筑、教堂式的外觀門(mén)庭……，這是建筑師的設(shè)計(jì)模式。當(dāng)然它也成功的融入了大眾的生活層面，而這才可稱(chēng)為“設(shè)計(jì)模式”。

　　軟件界的設(shè)計(jì)模式破除了語(yǔ)言的隔閡。Gamma的設(shè)計(jì)模式(Design Pattern)這個(gè)術(shù)語(yǔ)是在1990年，由Erich Gamma等人從建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域引入到軟件計(jì)算機(jī)科學(xué)里。該書(shū)出版至今，國(guó)內(nèi)軟件界在開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序上一直很少運(yùn)用到設(shè)計(jì)模式的理論，追根究底的原因很多，溝通應(yīng)該是其罪魁禍?zhǔn)字弧Ｓ晌覀儾蝗菀讖淖置嫔细惺艿竭@種設(shè)計(jì)模式的目的或精神，但我們可以經(jīng)過(guò)反復(fù)的研讀才能體會(huì)出來(lái)。這種勞民傷財(cái)?shù)默F(xiàn)象，和設(shè)計(jì)模式當(dāng)初被推崇的原則完全不符;所以它在這里也就無(wú)從生根，程序設(shè)計(jì)人員當(dāng)然也就沒(méi)有從這里得到太多好處。

　　在這里，我想以聲名遠(yuǎn)播的北京烤鴨是大家再熟悉不過(guò)的北京特色了!我們就用“北京烤鴨”來(lái)談?wù)?ldquo;一目了然的facade設(shè)計(jì)模式”。Facad(外觀模式)設(shè)計(jì)模式，是一種結(jié)構(gòu)型模式，它主要解決的問(wèn)題是：組件的客戶(hù)和組件中各種復(fù)雜的子系統(tǒng)有了過(guò)多的耦合，隨著外部客戶(hù)程序和各子系統(tǒng)的演化，這種過(guò)多的耦合面臨很多變化的挑戰(zhàn)。它的目的是將雜亂或設(shè)計(jì)不好的應(yīng)用程序編程接口(API)再加上一層，把它包起來(lái)并提供一個(gè)容易看懂的新接口，本因就是提供一個(gè)簡(jiǎn)單的接口，讓復(fù)雜龐大的程序接口隱藏起來(lái)。

　　我們可以借用北京烤鴨作例子，想象一下當(dāng)你聽(tīng)到“北京烤鴨”時(shí)腦中浮現(xiàn)的是甚么呢?一只肉香四溢的烤鴨的全景圖嗎?若是直覺(jué)的、自然的反應(yīng)那就對(duì)了，所以我嘗試把facade設(shè)計(jì)模式直接用一目了然的成語(yǔ)作取代。如圖1所示。

　　如上圖所示，我們可以舉一個(gè)façade模式的例子。比如說(shuō)，現(xiàn)在有一輛汽車(chē)，我們(客戶(hù)程序)要啟動(dòng)它，那我們就要發(fā)動(dòng)引擎(子系統(tǒng)1)，使四個(gè)車(chē)輪(子系統(tǒng)2)轉(zhuǎn)動(dòng)。但是實(shí)際中我們并不需要用手推動(dòng)車(chē)輪使其轉(zhuǎn)動(dòng)，我們踩下油門(mén)，此時(shí)汽車(chē)再根據(jù)一些其他的操作使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。油門(mén)就好比系統(tǒng)給我們留下的接口，不論汽車(chē)是以何種方式轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪，車(chē)輪變化成什么牌子的，我們要開(kāi)走汽車(chē)所要做的還是踩下油門(mén)。

　　前面說(shuō)了一堆，讀者們一定會(huì)想問(wèn)，到底北京烤鴨跟SQL Azure到底有甚么關(guān)系?答案是“目的相同”，也就是考慮到提供使用者一個(gè)易讀易寫(xiě)的應(yīng)用程序編程接口。微軟的SQL Azure開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，正在思考是否應(yīng)該在云端上就把SQL數(shù)據(jù)庫(kù)整個(gè)包裝起來(lái)，再提一個(gè)完整而簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序編程接口給它，藉此讓使用者能夠輕易上手。

　　另一個(gè)選擇是考慮到現(xiàn)有程序能夠很容易的運(yùn)用上來(lái)的作法，可以讓SQL數(shù)據(jù)庫(kù)以原本的風(fēng)貌放置在云端，再透過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的存取協(xié)議讓既有的程序都能夠立即能使用。這樣的抉擇也曾不斷的出現(xiàn)在一般的IT部門(mén)，其立足點(diǎn)是思考是否隱藏那些數(shù)據(jù)庫(kù)中的復(fù)雜表格信息，用簡(jiǎn)單易用的API取代，提供程序人員更容易上手的程序環(huán)境。今天的SQL Azure正是歷經(jīng)這種選擇后的結(jié)果，也就是決定采不采用設(shè)計(jì)模式包裝技術(shù)在做這個(gè)選擇的好范例。

　　另外需要考慮，是否提供有效率的讀取云端數(shù)據(jù)的選擇。能夠快速讀寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)一直被視為企業(yè)信息中心的必備技能，程序設(shè)計(jì)人員在進(jìn)入信息單位報(bào)到之初，往往都必先從熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)表開(kāi)始，也只有在慢慢熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)表的Layout后才能開(kāi)始有產(chǎn)能。因此許多信息部門(mén)都會(huì)為此制訂一套數(shù)據(jù)庫(kù)的存取應(yīng)用程序編程接口，然后美其名為“快速數(shù)據(jù)庫(kù)存取API”，目的在讓程序設(shè)計(jì)人員能夠更簡(jiǎn)單更輕易的上手。從此，新進(jìn)人員只要用很短的前置時(shí)間來(lái)了解這份API就能很快的上手。上面這一段說(shuō)詞，看起來(lái)非常合理，也真的有很多人這么做的，但實(shí)際上這么做卻隱含著一些不好的后遺癥。比方說(shuō)，隨著人員及業(yè)務(wù)種類(lèi)的增加，一旦應(yīng)用界面(API)不夠用的時(shí)候，負(fù)責(zé)維護(hù)的同事就會(huì)開(kāi)始接到報(bào)怨及要求;要求新增合用的快速數(shù)據(jù)庫(kù)存取API，然后這個(gè)API就開(kāi)始增加，而隨著人員及業(yè)務(wù)種類(lèi)的增加，API就又得開(kāi)始增加，這種情形會(huì)一直持續(xù)的發(fā)生一直到你受不了，終于，你提供了一個(gè)可以直接傳送SQL腳本到數(shù)據(jù)庫(kù)上執(zhí)行的API為止(這跟程序直接呼叫數(shù)據(jù)庫(kù)不用透過(guò)API，在意義上是完全相同的，因此這個(gè)API接口也就名存而實(shí)亡)。

　　SQL團(tuán)隊(duì)的抉擇。這是一段有趣的話(huà)題，當(dāng)微軟的數(shù)據(jù)庫(kù)團(tuán)隊(duì)面臨要將SQL服務(wù)器放在云端的時(shí)候，也碰到了跟上述話(huà)題同樣的問(wèn)題，是應(yīng)該以提供各式服務(wù)接口讓用戶(hù)容易的存取，靠著強(qiáng)大好用的服務(wù)接口徹底的將SQL服務(wù)器隱藏起來(lái)?還是拿掉這個(gè)便利存取的抽象層，讓SQL服務(wù)器直接面對(duì)外部的程序接口呢?

　　最后的結(jié)果是，微軟選擇了讓SQL服務(wù)器直接面對(duì)外部的程序接口，也就是讓程序能夠運(yùn)用T-SQL直接對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)作存取的動(dòng)作。
 

　　SQL Azure開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)使得SQL服務(wù)器直接面對(duì)程序開(kāi)發(fā)人員，能夠在客戶(hù)者端的程序中運(yùn)用傳統(tǒng)的TDS(Tabular Data Stream)與位在云端的SQL服務(wù)器溝通，但基于安全與橫向擴(kuò)展服務(wù)器數(shù)量的考慮，特別在中間設(shè)計(jì)了一層Gateway層，如圖2所示的Security Boundary 所指的就是Gateway層。

　　如圖2所示，我們隱約可以看出SQL Azure分成了好幾個(gè)層次，如果再參考圖3一起來(lái)看的話(huà)，就看得出來(lái)它實(shí)際上能夠分成四層，最下面是基礎(chǔ)架構(gòu)(Infrastructure)這是架構(gòu)底層的服務(wù)程序它摻雜著軟硬件的I/O配合，也就是處理大量CPU群組的地方，它負(fù)責(zé)橫向的多重架構(gòu)作業(yè)(Fabric)、故障移除(Failover)、復(fù)制(Replication)及負(fù)載均衡(Load Balancing)，當(dāng)然還包含軟件版本的自動(dòng)更新維護(hù)(它也負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)偵查軟件或是硬件所產(chǎn)生的異常現(xiàn)象并能自動(dòng)采取相對(duì)的措施)等作業(yè)，這是一般云端架構(gòu)的基礎(chǔ)層。對(duì)于云端應(yīng)用程序而言，它提供一些自我管理的機(jī)制，目前仍然相當(dāng)神秘并沒(méi)有對(duì)外開(kāi)放，不過(guò)一些基本的API將會(huì)在近期內(nèi)公開(kāi)出來(lái)。

 圖3 SQL Azure架構(gòu)

　　SQL Server層是以SQL 2008為基礎(chǔ)上，修改成適合云端作業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)層，所謂的“云端工作”指的是高可適用性(High Availability)及快速?gòu)?fù)制等配合功能。它可以接受傳統(tǒng)的Transact-SQL(T-SQL)指令，但從網(wǎng)絡(luò)端傳送過(guò)來(lái)的資料并不會(huì)直接進(jìn)到SQL服務(wù)器內(nèi)，而是透過(guò)更高一層的Gateway層傳入。

　　Gateway層的較完整名稱(chēng)應(yīng)該是TDS Gateway，當(dāng)程序進(jìn)行SQL Azure聯(lián)機(jī)時(shí)，實(shí)際上是聯(lián)機(jī)到Gateway層，在這里進(jìn)行防火墻及安全驗(yàn)證的安全性的計(jì)劃后，聯(lián)機(jī)才會(huì)真正進(jìn)入到SQL服務(wù)器內(nèi)，真正進(jìn)行聯(lián)機(jī)的建立(所有的惡意攻擊、或非法的Login企圖都依靠Gateway層來(lái)做阻擋過(guò)濾)。但一旦通過(guò)Gateway建立聯(lián)機(jī)之后，就會(huì)由另一個(gè)通用管道負(fù)責(zé)后續(xù)的傳送作業(yè)，這樣做的目的則是為了減少通信上不必要的耽擱作業(yè)。

　　另外，網(wǎng)絡(luò)的再因特網(wǎng)的入口處，圖中在云的下方寫(xiě)著LB的方塊，是整個(gè)SQL Azure中唯一面對(duì)因特網(wǎng)的部分，也就是程序唯一可以看得懂URL地址的部分，在網(wǎng)下就Gateway中存有的相對(duì)地址，它負(fù)責(zé)均衡分配進(jìn)入點(diǎn)到各個(gè)Gateway層。如果你的程序是由Windows Azure呼叫進(jìn)來(lái)的話(huà)，也是依循這個(gè)相同的端點(diǎn)來(lái)進(jìn)入的。如圖2所示，最上方則是你的應(yīng)用程序，當(dāng)然你可以采用SQL client Libraries，或是ADO.NET Data Service或是其他更高階的程序語(yǔ)言來(lái)做開(kāi)發(fā)，例如php等程序語(yǔ)言。這是由于開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)決定采用傳統(tǒng)的TDS(Tabular Data Stream)作中間的傳輸協(xié)議，造成使用這可以運(yùn)用許多原有的或是標(biāo)準(zhǔn)的公具來(lái)做連線(xiàn)工作，甚至是偵錯(cuò)或監(jiān)看的動(dòng)作。

　　SQL Azure選擇以傳統(tǒng)的TDS為傳輸協(xié)議，而不是將SQL Server使用了一大堆的服務(wù)包裝起來(lái)，讓程序設(shè)計(jì)師十分容易延續(xù)對(duì)SQL SERVER的開(kāi)發(fā)功能，這算是微軟成功的第一步，當(dāng)然SQL Azure為了適合云端的環(huán)境，也拿掉了一些不適合的功能，包括安全性、絕對(duì)路徑等API功能，參考圖2的上半部可以看出，ODBC及ADO.NET是標(biāo)準(zhǔn)的入口，因此，原本在ASP.NET端的大部分功能都能順利的運(yùn)用在這里，使得Windows Azure能夠成為真正執(zhí)行云端運(yùn)算(Cloud Computing)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，這是一種云端儲(chǔ)存(Cloud Storage)的實(shí)作，成功的提供網(wǎng)絡(luò)型的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的服務(wù)，讓許多既有的程序只要少許的修改就能存取云端數(shù)據(jù)資源。

　　facade設(shè)計(jì)模式可以將雜亂或設(shè)計(jì)不好的應(yīng)用程序編程接口(API)再加上一層，把它包起來(lái)并提供一個(gè)容易看懂的新接口。簡(jiǎn)單的接口可以讓復(fù)雜龐大的程序接口隱藏起來(lái)。模式與SQL Azure的共同關(guān)系既是“目的相同”，也就是考慮到提供使用者一個(gè)易讀易寫(xiě)的應(yīng)用程序編程接口，這樣使得微軟從數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)架構(gòu)演變中，獲得更合理的設(shè)計(jì)抉擇。

     為IT168輯文，原文：http://tech.it168.com/a2010/0706/1074/000001074190_all.shtml

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