Azure 服务：微软云产品完整指南

Azure 核心服务

Azure 提供广泛的服务以满足不同业务需求。让我们了解其主要服务，看看它们如何带来价值。 

Azure 计算服务

Azure 计算服务提供一套工具，帮助我们高效构建与部署应用。其中包括 Azure 虚拟机（VM）、Azure Kubernetes 服务（AKS）、Azure Functions 和 Azure 应用服务（App Service）。 

我们来逐一了解。

Azure 虚拟机（VM）

Azure VMs 使您无需投资硬件即可实现虚拟化。它为开发、测试和云应用提供可定制环境，您可按需在 Windows 主机上运行不同操作系统，如 Ubuntu。

Azure VM 的一大优势是按需计费模式。可按需扩缩资源，既确保成本效率，又避免资源浪费。

Azure Kubernetes 服务（AKS）

AKS 是一个托管的 Kubernetes 平台，用于部署和管理容器化应用。这些应用在包含全部依赖的自包含容器中运行，以在不同环境中保持一致性能。

AKS 负责节点管理、健康监控和维护，而您只需为运行应用的 AKS 节点付费，得益于其按需计费模式。这种对容器化应用进行自动化管理与扩缩的方式称为容器编排。

以下特性使 AKS 成为容器编排的理想之选：

• 身份与安全管理： 通过 Azure Policy、Kubernetes RBAC 与 Microsoft Entra ID 强化访问控制，保障 AKS 环境安全。
• 日志与监控： 使用 Container Insights 监控集群健康状况，并借助高级容器网络服务分析网络流量。
• 精简部署： 使用预构建的 Kubernetes 配置与 Draft 快速部署应用。
• 集群与节点： 通过存储集成、GPU 使用、多节点池、自动扩缩以及机密计算优化资源与安全性。
• 存储卷支持： 可选择多种存储方案，如持久卷、Azure Container Storage、Azure Disks 与 Files CSI 驱动，以及 Azure NetApp Files。

AKS 也非常适合微服务架构。微服务是松耦合、可独立部署的代码单元，通过 API 进行通信。它们需要可靠的服务发现机制，AKS 通过 Kubernetes Service 对象提供理想方案，其功能包括：

• 为一组 Pod 分配静态内部 IP，确保服务持续可用。
• 自动对 Pod 进行流量负载均衡。
• 为服务提供内部 DNS 名称，便于 API 网关与服务间高效通信。

Azure Functions

Azure Functions 是一种无服务器计算方案，无需维护服务器。它会自动提供所需资源，确保您的应用稳定运行。

此外，它支持多种编程语言，包括 C#、Java、JavaScript、Python 和 PowerShell，您可以用自己偏好的语言编写有意义的代码，并将其部署到 Azure 云。 

Azure 应用服务（App Service）

Azure App Service 简化了 Web、API 与移动后端开发，提供全托管环境，内置可扩展性、安全性与 DevOps 能力。它还支持 .NET、Java、Node.js、Python 和 PHP 等多语言技术栈，支持通过自定义容器与 Docker 进行灵活部署。这样我们便能专注于构建应用，而无需操心基础设施管理。

作为平台即服务（PaaS），Azure App Service 提供：

• 可靠且可扩展的托管：具备全球可用性的托管生产环境。
• 容器化与灵活性：在 Docker 容器中运行应用，或使用 Linux 上的 App Service。
• 内置安全与自动化： 自动扩缩、负载均衡与自动化管理。
• 集成开发者工具：与 VS Code 和 Java 工具无缝集成。
• API 与移动后端支持：轻松部署与管理 RESTful API。
• 无服务器能力：无需管理服务器即可执行函数。

Azure 存储服务

现在，让我们了解不同的 Azure 存储选项，包括 Blob 存储、磁盘存储、文件存储与数据湖存储，以及它们的使用场景。

Azure Blob 存储

Azure Blob Storage 是面向对象的存储方案，用于存放海量非结构化数据，如文本、图像与文件。您可通过 HTTP/HTTPS 在全球范围访问对象，或使用 Azure 存储服务（如 REST API、PowerShell、CLI 和 Azure 存储客户端库），这些库支持 .NET、Java、Node.js、Python 与 Go 等语言。

Azure Blob 存储提供三种资源类型：

• 存储帐户为每个对象分配唯一地址，包括帐户名与 Blob 存储终结点。
• 容器用于组织一组 Blob，并可存放无限数量的 Blob。
• Blob 包含三种类型：
• 块 Blob（Block blobs）用于存储文本与二进制数据。
• 追加 Blob（Append blobs）针对追加操作优化，适合日志。
• 页 Blob（Page blobs）用于存储随机访问文件，如虚拟硬盘文件。

您还可以将现有数据迁移至 Blob 存储。

Azure 磁盘存储

Azure Disk Storage 是用于 Azure VM 的块存储方案。它使用虚拟化的托管磁盘，您只需指定磁盘大小与类型，Azure 负责资源预配。常见选项包括超高性能磁盘、企业级与标准 SSD，以及标准 HDD。

托管磁盘的优势包括：

• 提供 99.99% 可用性与 0% 年故障率。
• 支持多达 50,000 个 VM 磁盘。
• 保护应用免受数据中心故障影响。
• 借助 Azure 备份（包含 Azure 磁盘备份）轻松恢复。
• 可为一个或多个用户分配特定权限。

Azure 文件存储

Azure File Storage 是一项全托管、无服务器的云文件存储解决方案。它使用行业标准协议（如 SMB、NFS 和 Azure Files REST API）支持来自云端与本地部署的并发访问。您还可使用 PowerShell 与 Azure CLI 创建、挂载并管理文件共享。

Azure 数据湖

Azure Data Lake 是一个集中式存储库，可按原生格式存放结构化与非结构化数据。基于 Azure Blob 存储构建，支持大数据分析，便于存储 PB 级数据并处理高吞吐量。

Azure 数据湖并非独立服务或帐户类型，而是一组与 Blob 存储集成的能力。您引入的数据会以 Blob 的形式持久化，由 Azure Blob 存储进行管理。

Azure 网络服务

Azure 网络服务可根据需求独立使用或协同工作。下面详细介绍一些关键服务。

Azure 虚拟网络（VNet）

Azure VNet 是您私有网络的构建基石。它允许 Azure 资源（如虚拟机 VM）彼此通信，并与互联网及本地网络通信。

默认情况下，VNet 资源可通过公共 IP、NAT 网关或公共负载均衡器进行出站通信，这些也用于管理出站连接。但当使用内部标准负载均衡器时，不提供此出站连接能力。

要实现 Azure 资源之间的通信，您可以使用：

• 虚拟网络（VNet）实现隔离网络。
• VNet 服务终结点，安全连接到 Azure 服务。
• VNet 对等互连，链接多个 VNet 以实现跨网络通信。

Azure 负载均衡器

Azure Load Balancer 会将进入网络流量分发到后端资源，确保高可用性与可靠性。它工作在 OSI 模型的第四层，将来自前端的流量路由至后端资源（如 VM）。

OSI 模型。来源：维基百科。 

Azure 负载均衡器提供两种类型：

• 公共负载均衡器为虚拟网络中的 VM 提供入站与出站连接。
• 内部（私有）负载均衡器管理私有网络内的入站流量，并在虚拟网络内进行流量均衡。

Azure VPN 网关

Azure VPN Gateway 可在互联网之上，为 Azure 虚拟网络与本地位置之间，或在 Microsoft 网络上的 Azure VNet 之间，实现安全加密通信。它使用 VPN 网关（Azure 虚拟网络网关的一种类型），支持多个共享网关可用带宽的连接。

您可以创建多个共享同一网关的连接，但选择正确的配置至关重要。Azure VPN 网关支持多种配置，包括：

• 点对点： 两个网络之间的直接连接。
• 站点到站点： 本地网络与 Azure VNet 之间的安全连接。
• 共存的 ExpressRoute： 将 VPN 网关与 ExpressRoute 结合用于混合云场景。

各配置有特定的要求与设置步骤。因此，请务必查阅VPN 网关设计与拓扑以选择最适合您需求的配置。

Azure 数据库服务

Azure 数据库服务同时提供关系型与非关系型数据库，您可根据应用需求选择最佳选项。

Azure SQL 数据库

Azure SQL Database 是一款全托管的数据库引擎，可自动处理升级、修补、备份与监控等运维任务。作为 PaaS 方案，它帮助我们构建具备高级查询处理能力的高性能数据库。

Azure SQL 数据库提供两种购买模型：

• 基于 vCore 的模型：可选择 vCore 数量、内存、速度与存储。
• 基于 DTU 的模型：将计算、内存与 I/O 资源组合为不同层级，便于简单扩缩。

Azure SQL 提供两种部署选项：

• 单一数据库：适合需要单一可靠数据源的现代云应用与微服务。
• 弹性池：由共享资源的多个单一数据库组成。必要时也可将某个单一数据库移出弹性池。

如果您在云中使用关系型数据库，这篇 Azure SQL Database 教程涵盖从环境设置到高效查询数据的全部内容。

Azure Cosmos DB

我们知道，AI 驱动的应用在整合多数据源时会带来复杂性。不同数据源在实施流程与运行性能上各异，可能会影响应用的可扩展性。

Azure Cosmos DB 通过提供单一数据库方案以满足多样化的业务数据需求，从而简化这一点。它是一款全托管的 NoSQL、关系型与向量数据库，具备以下特性：

• 个位数毫秒级响应时间，支持高速数据处理。
• 自动扩展，轻松应对动态工作负载。

这使 Cosmos DB 特别适合需要低延迟与高可用性的全球分布式应用。

如果您在云中探索 NoSQL 数据库，这门 NoSQL 概念课程将讲解关键原理、数据模型，以及何时应优先选择 NoSQL 而非传统关系型数据库

Azure Database for MySQL/PostgreSQL

Azure 还提供完全托管的数据库服务，适用于 MySQL 和 PostgreSQL。 

Azure Database for MySQL：

• 支持灵活服务器与单服务器部署选项。
• 提供自动备份、扩缩与修补，简化管理。
• 适用于电商平台、Web 与移动应用，以及内容管理系统。

Azure Database for PostgreSQL：

• 提供灵活服务器部署、支持 JSON 与全文检索，以及地理空间数据处理。
• 可与 AI/ML 与分析解决方案集成，以支持高级数据分析。
• 适合 AI/ML 驱动的应用、商业智能与报表，以及金融与地理空间应用。

Azure Redis 缓存

Azure Cache for Redis 是一项全托管的内存数据存储，通过缓存高频访问数据提升应用性能与可扩展性。它为依赖后端数据存储的应用提供低延迟与高吞吐处理能力，适合高并发请求场景。支持开源 Redis（OSS Redis）与 Redis Enterprise。

其通过多种架构模式提升应用性能：

• 数据缓存： 采用旁路缓存（cache-aside）模式，按需加载数据；当数据变更时更新缓存并向客户端分发更新。
• 内容缓存： 将页头、页脚等静态 Web 内容存于内存以加速访问，并减少所需服务器数量。
• 会话存储： 在 Cookie 中仅保存最小数据作为键，以查询数据库中的用户历史。相较使用完整关系型数据库，采用 Azure Cache for Redis 可显著提升性能。
• 分布式事务： 将多条命令作为单个原子事务执行，保障数据一致性。

Azure AI 与机器学习服务

Microsoft Azure 还提供一系列 AI 与机器学习（ML）服务，以提升应用智能。我们来了解一些关键服务。 

Azure 机器学习

Azure Machine Learning 面向 ML 专业人士、数据科学家与工程师，旨在加速模型训练与机器学习运维。我们可将 AI 模型集成到应用中，并使用 Azure Machine Learning Studio、Python SDK、Azure CLI 与 Azure 资源管理器 REST API 等工具来自动化日常工作流。

除支持 ML 与 MLOps 工作流外，Azure Machine Learning Studio 还提供用于构建生成式 AI 应用的工具，包括：

• 模型目录： 提供来自 Azure OpenAI、Mistral、Meta、Cohere、NVIDIA、Hugging Face 与 Microsoft 的模型。
• Prompt flow： 通过快速原型、试验、迭代与部署，简化基于大语言模型（LLM）的 AI 应用开发。
• 企业级就绪与安全： 通过集成 Azure VNet、Azure Key Vault 与 Azure Container Registry 提升项目安全性。

Azure 与 OpenAI 的集成为您的应用带来强大的 AI 能力——想要快速上手，请查看这篇 Azure OpenAI 教程，涵盖环境设置与 API 使用。

Azure 认知服务

Azure Cognitive Services（也称 AI Services）让开发者无需具备 AI 或数据科学专长，也能为应用添加认知智能。它提供可定制的 API 与预构建模型，用于创建沉浸式应用。部分 Azure 认知服务包括：

• Face：检测并识别图像中的人物与情绪。
• 文档智能（Document intelligence）：从文档中驱动数据化解决方案。
• 自定义视觉（Custom vision）：为业务定制图像识别。
• Azure AI 搜索：为移动与 Web 应用提供 AI 驱动的搜索。
• 语言（Language）：为您的应用添加自然语言处理能力。
• 内容安全（Content safety）：检测不良内容。
• 翻译（Translator）：支持 100 多种语言的翻译。
• 视觉（Vision）：分析图像与视频中的内容。
• 语音（Speech）：包含语音转文本、文本转语音、翻译与语音识别。

Azure 机器人服务

Azure AI Bot Service 与 Microsoft Copilot Studio 集成，后者是一款低代码平台，可在无需 AI 专长的情况下构建 AI 机器人。它提供多种创建与部署聊天机器人的方式，包括：

• Bot Framework SDK：一套开发工具，可使用 C# 或 JavaScript 构建、测试、部署与管理聊天机器人。
• Copilot Studio：通过图形界面实现零代码的智能体创建。
• Bot Framework Composer：借助可视化创作画布构建聊天机器人，并可通过自定义代码扩展功能。

借助 Azure AI Service，您可以将机器人连接到 Microsoft Teams 等渠道，并与移动与 Web 应用集成。

Azure DevOps 与开发者工具

Azure 提供多种工具与服务，帮助您管理应用开发与运维。让我们看看有哪些。

Azure DevOps

Azure DevOps 简化了软件开发全生命周期，促进开发与运维团队协作。它既可在云端使用，也可在本地部署。您可通过浏览器或 IDE 客户端访问其集成功能，并可按需选用部分或全部功能。 

其关键服务包括：

• Azure Boards： 提供敏捷工具，用于计划、跟踪工作、管理代码缺陷与处理问题，支持看板与 Scrum 方法。
• Azure Repos： 提供 Git 代码库，用于源代码控制与版本管理。
• Azure Pipelines： 通过构建与发布服务支持持续集成与持续交付（CI/CD）。
• Azure Test Plans： 提供全面的应用测试工具。
• Azure Artifacts： 使团队能够共享开发包（如 NuGet），并将其集成到 CI/CD 流水线。

如果您希望简化软件开发与部署，请查看这篇 Azure DevOps 教程，将带您完成 CI/CD 流水线的搭建与高效管理代码库。

Azure 容器实例（ACI）

ACI 让我们无需创建虚拟机（VM）即可在 Azure 中运行 Linux 或 Windows 容器。它还可通过在 ACI 上的虚拟节点，将 Pod 部署至 AKS 集群，实现容器编排。

容器的启动速度快于 VM，ACI 可在数秒内启动容器，而无需 VM 预配。这非常适合云原生应用的快速部署与弹性扩缩。

Azure DevTest Labs

Azure DevTest Labs 使我们可在实验室环境中，使用预配置的基础映像与工件创建和管理 IaaS VM。实验室所有者可配置带所需工具的 VM，用户则可自行领取或配置实例。此方式既节省成本，又降低搭建物理服务器的复杂度。

要在 DevTest Labs 中创建实验室，您可以：

• 使用自定义映像、工件与模板，打造个性化环境。
• 利用来自 DevTest Labs 公共 GitHub 仓库的现成 VM 工件与 ARM 模板。

Azure 安全与身份服务

Azure 安全与身份服务用于对用户进行身份验证，并为安全主体控制信息访问。我们来了解其工作方式。

Azure Active Directory（AD）

Microsoft Entra ID，先前称为 Azure Active Directory（AD），是一项基于云的身份与访问管理（IAM）服务。它允许员工访问 Microsoft 365、Azure 门户及第三方应用等外部资源。IT 管理员、应用开发者，以及 Microsoft 365、Azure 或 Dynamics CRM Online 订阅用户常用该服务。

Entra ID 的主要功能包括：

• 身份验证： 支持自助密码重置、多重身份验证（MFA）、自定义禁用密码列表与智能锁定。
• 应用管理： 通过应用程序代理、单点登录（SSO）与 My Apps 门户管理应用。
• B2B 协作： 管理来宾用户与外部合作伙伴。
• B2C 集成：自定义与控制用户的注册与登录体验。
• 条件访问：基于用户条件控制对云应用的访问。

Entra ID 提供多种许可选项，您应选择最符合业务需求的方案。

Azure 安全中心

Azure Security Center 是一款安全管理工具，用于监控与保护混合、本地与 Azure 的工作负载。 

其关键特性包括：

• 安全洞察： 发现缺失更新、过期反恶意软件与不安全配置。
• 威胁防护： 使用自适应应用控制与即时（Just-in-time）VM 访问来最小化漏洞。
• 威胁响应： 借助 Microsoft 威胁情报检测攻击，并提供调查路径以便分析。

Azure Key Vault

顾名思义，Azure Key Vault 用于存储与访问敏感数据，如 API 密钥、密码、证书与加密密钥。它通过传输层安全（TLS）对保管库与客户端之间传输的数据进行加密，确保数据安全。

Azure Key Vault 支持两种容器类型：

• 保管库（Vaults）：存储软件与 HSM 支持的密钥、机密与证书。
• 托管硬件安全模块（HSM）池：仅存储 HSM 支持的密钥。

Azure 服务的定价与支持

现在您已熟悉 Azure 的核心服务，接下来看看 Microsoft 如何支持其客户以及相关成本。

Azure 定价模型

Azure 采用按需计费模式，免去许可证采购成本，并基于您的 Azure 订阅进行计费。为保持灵活性，您也可随时将订阅与环境解绑。

此外，Microsoft Azure 还提供预留实例与抢占式定价：

• 预留实例： 预先购买固定期限（1 年或 3 年）的计算容量。相较按需计费可享显著折扣，并保证不中断的可用性。
• 抢占式定价（Spot）： 以更低成本使用富余计算容量。但不保证高可用性；如 Azure 需要资源，您的虚拟机（VM）可能随时被回收。

预留实例更具性价比与可靠性；抢占式定价适合能承受中断的非关键工作负载。

您可以使用 Azure 定价计算器评估每种模型的每小时或每月成本，从而选择最适合您的方案。

Azure 支持计划

Azure 还提供多种支持选项，您可以选择最符合需求的方案。

您可以在此处查看它们的详细对比。

使用 Azure 服务的最佳实践

多年来，我逐渐认识到，要最大化 Azure 的潜力，需结合 Microsoft 官方指南与真实世界的经验洞察。以下实践可帮助您优化 Azure 环境。

高效管理资源

Azure 资源组（Resource Groups）将相关资源归类在一起，简化管理并优化自动化流程。这对大规模部署尤为有益。

您可以在资源组的基础上使用 Azure 标记（Tags），按环境、应用名称、负责人与成本对资源进行分类。标记便于识别与搜索特定资源，并支持按部门进行成本分析。

监控性能与成本

微软提供 Microsoft 成本管理与 Azure 监视器，帮助您管理云成本。其工作方式如下：

• Microsoft 成本管理：跟踪您的 Azure 使用情况并预测未来支出。它还集成了 Microsoft Copilot，带来成本汇总、用量对比与异常波动隔离等能力。
• Azure 监视器：跨 Azure 与非 Azure 环境收集与汇总数据，并存入统一平台进行分析。我们也可将其与 Microsoft 及第三方工具集成。

自动化工作负载

与其他平台一样，Azure 也允许我们自动化工作负载，将时间投入更重要的事项。为此，它主要提供两种方式：Azure Automation 与 Azure Logic Apps。 

自动化可降低错误、节省时间并减少运维成本。Logic Apps 则减少访问资源与集成多样服务所需的工作量，帮助快速构建复杂工作流。  

这将提升效率并改善部署可靠性。 

结语

Microsoft Azure 是一个多才多艺的云计算平台，提供种类繁多的服务。通过了解不同的服务类别并选择合适的定价模型，您可以在 Azure 上构建与管理应用。

如果您想进一步学习并充分发挥 Azure 的能力，请查看以下课程与技能路径：

• Understanding Microsoft Azure 课程——入门 Azure 核心服务与功能的理想起点。
• Understanding Microsoft Azure Architecture and Services 课程——深入了解 Azure 的架构组件与高效云方案设计。
• Microsoft Azure Fundamentals (AZ-900) 技能路径——涵盖云基础概念、Azure 服务、定价模型与安全特性。

这些资源将帮助您自信地运用 Azure 的强大工具！