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SQL Azure

SQL Azure (旧称 SQL Server Data Services 或 SQL Services) 是由微软SQL Server 2008为主,建构在Windows Azure云操作系统之上,运行云计算 (Cloud Computing)的关系数据库服务 (Database as a Service),是一种云存储(Cloud Storage)的实现,提供网络型的应用程序数据存储的服务。

基础架构

SQL Azure的基底是SQL Server 2008,不过它是一个特殊设计的SQL Server 2008,并且以Windows Azure为基座平台,配合Windows Azure的特性,SQL Azure也是一种分散在许多实体基础架构(Physical Infrastucture)与其内部许多虚拟服务器(Virtual Servers)的一种云存储服务,外部应用程序或服务可以不用在乎数据库实际存储在哪里,就可以利用SQL Azure显露的SQL Server Fabric壳层服务以接受外部连接,并且在内部使用连接绕送 (connection routing) 的方式,让连接可以对应到正确的服务器,而且数据库是在云中由多个服务器来提供服务,每一次连接所提供服务的服务器可能会不同,因此也可以保证云存储的高度可用性(High availability)。
SQL Azure 架构在数据中心可分为三个部份:
1. 服务提供层 (Service Layer):
服务提供层是 SQL Azure 显露在客户端前面的服务接口 (Facade 模式),负责接取所有向 SQL Azure 提交要求的 TDS over SSL 连接与指令,当连接进入 SQL Azure 时,SQL Azure Load Balancer 会分派连接到不同的 SQL Azure Gateway 中。SQL Azure Gateway系负责处理 TDS 连接,管理连接层安全性 (connection-level security) 以及解析指令是否有内含潜在威胁的指令,再交由连接管理员 (Connection Manager) 将连接分派到位于平台提供层内不同的 SQL Azure 数据库服务器中进行处理,SQL Azure Gateway 也会管理对 SQL Azure 的连接,以避免可能会封锁住服务器的连接 (例如过长的查询或过长的数据库交易等)。
2. 平台提供层 (Platform Layer):
平台提供层则是以 Windows Azure Computes 的虚拟机簇 (Cluster),每台虚拟机都安装有 SQL Server 2008 以及管理一定数量的数据库,通常一份数据库会分散到三至五台的 SQL Server VM 中,而每台 SQL Server VM 也安装了 SQL Azure Fabric 中控软件,并通过 SQL Azure Fabric 与 SQL Azure Gateway 的管控下,所有对单一数据库的连接都不一定会持续连入同一台 SQL Server VM 中。SQL Server VM 内也安装了 SQL Azure Management Service,它会负责对每个数据库间的数据复写工作,以保障 SQL Azure 的基本高可用性要求。每台 SQL Server VM 内的 SQL Azure Fabric 和 Management Service 都会彼此交换健康与监控信息等,以保持整体服务的健康与可监控性。
3. 基础建设层 (Infrastructure Layer):
基础建设层由 Windows Azure Computes 以及其高度可扩充性的运算与网络基础架构来组成,以支持 SQL Azure 所需的高可用性以及高扩充性等云特色。

供应模型

SQL Azure 服务对外的供应模型 (Provisioning Model) 的设计以平缓企业进入云的学习曲线为主要考量,因此 SQL Azure 对外提供的是一台逻辑服务器 (Logical Server),此服务器是由 SQL Azure Gateway 所显露,每一个 Windows Azure 的帐户都可以创建一台 SQL Azure Server,就像在本地的 SQL Server 运行个体一样,但这个运行个体是在云上运行且具有高可用性等特征的数据库服务器。
每台 SQL Azure Server 都具有下列内容:
DNS 名称,客户端应用程序要使用这个 DNS 名称连入数据库,格式为 [serverid].database.windows.net。
master 数据库,此数据库会存放登录信息 (logins),服务器角色以及管理服务器所必要的动态管理查看表 (Dynamic Management View)。
SQL Azure 防火墙,用来管理连入 SQL Azure Server 的连接来源。
用户数据库,每个数据库都有不同的计费标准,大小由 1GB 到 50GB 不等。一台 SQL Azure Server 可以有多个用户数据库。
客户端只要可以支持 TDS (Tabular Data Stream) over SSL,即可连接与访问 SQL Azure Server 的数据库资源,这表示像ODBC、ADO.NET或JDBC的 SQL Server 最新版驱动程序或SQL Native Client Library都可以连接到SQL Azure Server。

Transact-SQL的支持

作为SQL Server版本Transact-SQL的子集,不是所有的功能在SQL Azure上都有被支持,由于实体服务器架构以及安全性的问题,许多分布式的查询法以及常用的数据库复制法都没有办法被SQL Azure支持,而在SQL Server 2005开始加入的SQL CLR能力也无法在SQL Azure上支持(因为它必须要挂载在SQL Azure实体服务器上,但客户端通常无法知道当下连到的服务器是否为有安装SQL CLR组件的那一台)。

安全性

SQL Azure 的安全性有两个部份,一个是管理传输层次安全性的防火墙,一个是管理访问控制的基本安全功能。
防火墙
每个 SQL Azure Server 都会有自己的防火墙 (Firewall) 设置,管理人员可以自由设置下列不同的客户端来源模型:
只允许云应用程序访问 SQL Azure Server,网段设为 0.0.0.0-0.0.0.0
单一或多重网址 (address)。
单一或多重网段 (segment)。
SQL Azure Server 的防火墙设置会存储在 SQL Azure Gateway 中,作为管控客户端连接之用。

基本安全功能
SQL Azure Server会有两种安全组群:
服务器角色:有 dbmanager 以及 loginmanager 两种。
dbmanager:赋与用户可以创建数据库(即CREATE DATABASE指令)的权利。
loginmanager:赋与用户可以创建登录帐户(即CREATE LOGIN指令)的权利。
数据库角色:与安装在本机或服务器上版本的SQL Server相同。
SQL Azure Server目前只支持使用SQL验证(SQL Authentication)的安全验证方式,以往的Windows验证在SQL Azure上不支持。而在SQL Azure Server创建时,除了master数据库以外,还会再多创建一个具有SQL Server的sa帐户相等权力的帐户,供用户操作SQL Azure Server用,此帐户称为服务器级主帐户(server-level principal),基于数据库的安全,管理人员必须要在 SQL Azure Server 中再创建一个或多个登录帐户后,再授权给数据库,客户端应用程序不宜使用服务器级主帐户来访问 SQL Azure Server 与数据库。

限制
SQL Azure 基于架构上的设计与天生的限制,SQL Azure Server的帐户与安全控制会有下列限制[6]:
只有服务器级主帐户才具有变更密码的能力, loginmanager 组群的成员帐户不具变更密码的权限,同时如果要访问master数据库,则该用户帐户必须要被对应到master数据库,同时服务器级主帐户是不可以变更或删除的,同时只要是被设为服务器级主帐户的用户,就算没有给予 dbmanager 或 loginmanager ,仍然可以创建数据库并管理用户。
只要是登录服务器,一律以master为默认数据库,US-English为默认的登录语系。

若要运行CREATE/ALTER/DROP LOGIN或CREATE/DROP DATABASE,必须要先连至master数据库。
当要在ADO.NET运行前述指令时,不可以使用参数化命令,而且前述命令于每个SQL批量也只能有一个(且是唯一的一个)。
当要运行CREATE USER配合FOR/FROM LOGIN选项时,它也必须是SQL批量中唯一的一个。
当要运行ALTER USER配合WITH LOGIN选项时,它也必须是SQL批量中唯一的一个。
只有服务器级主帐户以及被赋与 dbmanager 角色的成员才有运行CREATE DATABASE与DROP DATABASE的权力。
只有服务器级主帐户以及被赋与 loginmanager 角色的成员才有运行CREATE LOGIN、ALTER LOGIN与DROP DATABASE的权力。
若想访问master数据库,则该帐户必须要对应到master数据库。

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