第一章:MCP AZ-204 实践实验室环境搭建
搭建一个符合 Microsoft Certified: Azure Developer Associate (AZ-204) 考试要求的实践实验室环境,是掌握 Azure 开发技能的基础。该环境应支持应用部署、身份验证、数据存储与函数服务等核心功能测试。
准备工作清单
- 有效的 Microsoft Azure 订阅(可使用免费试用账户)
- 安装最新版 Azure CLI 和 .NET 6 SDK
- 配置 Visual Studio Code 并安装 Azure Tools 扩展包
- 启用 Azure Cloud Shell 或配置本地 PowerShell / Bash 环境
创建资源组与基础网络结构
使用 Azure CLI 创建统一管理的资源组,便于后续清理和隔离实验环境:
# 登录 Azure 账户
az login
# 创建资源组(根据实际区域调整 location)
az group create --name az204-lab-rg --location eastus
# 创建虚拟网络用于模拟后端服务通信
az network vnet create \
--resource-group az204-lab-rg \
--name lab-vnet \
--address-prefix 10.0.0.0/16 \
--subnet-name default-subnet \
--subnet-prefix 10.0.1.0/24
上述命令将完成身份认证并初始化基础网络架构,为后续部署应用服务、Azure Functions 和数据库资源提供支撑。
推荐开发工具配置
| 工具名称 | 用途说明 | 安装方式 |
|---|
| Visual Studio Code | 主编辑器,支持多语言开发 | 官网下载或包管理器安装 |
| Azure Account Extension | 登录与切换 Azure 账户 | VS Code 扩展市场安装 |
| Azure App Service Extension | 直接部署 Web 应用到 Azure | VS Code 集成部署支持 |
第二章:Azure应用服务开发与部署实战
2.1 理解Azure App Service核心架构与服务类型
Azure App Service 是一个全托管的平台即服务(PaaS),支持快速构建、部署和扩展 Web 应用。其核心架构基于多层隔离设计,运行在 Windows 或 Linux 操作系统之上,后端由 Azure Resource Manager 统一管理。
服务类型概览
- Web Apps:用于托管网站和Web应用
- API Apps:发布RESTful API并集成Azure API管理
- Mobile Apps:为移动设备提供后端服务,支持离线同步
- Logic Apps:实现企业级工作流自动化
典型部署配置示例
{
"name": "my-web-app",
"location": "East US",
"properties": {
"serverFarmId": "/subscriptions/{sub-id}/resourceGroups/{rg}/providers/Microsoft.Web/serverfarms/MyAppServicePlan",
"siteConfig": {
"linuxFxVersion": "DOTNETCORE|6.0"
}
}
}
该JSON片段定义了一个部署在Linux上的.NET Core 6.0应用,指定了应用服务计划资源位置,用于控制计算资源分配。`linuxFxVersion`参数决定运行时环境,是平台自动配置容器镜像的关键。
2.2 创建并配置Web App实现持续集成与部署(CI/CD)
在现代Web开发中,自动化构建与部署是保障交付效率的关键环节。通过Azure DevOps或GitHub Actions等平台,可实现代码提交后自动触发构建、测试与发布流程。
配置CI/CD流水线
以GitHub Actions为例,定义工作流文件:
name: Deploy Web App
on:
push:
branches: [ main ]
jobs:
deploy:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- uses: actions/checkout@v3
- name: Login to Azure
uses: azure/login@v1
with:
creds: ${{ secrets.AZURE_CREDENTIALS }}
- name: Deploy to Web App
uses: azure/webapps-deploy@v2
with:
app-name: 'my-web-app-prod'
上述YAML配置监听主分支的推送事件,检出代码后使用存储在仓库密钥中的服务主体凭证登录Azure,最终将应用部署至指定Web App实例。其中
secrets.AZURE_CREDENTIALS为预配置的服务连接凭据,确保安全访问云资源。
部署验证机制
- 每次部署后自动运行健康检查端点
- 集成Application Insights监控响应延迟与错误率
- 设置自动回滚策略应对部署失败
2.3 使用Deployment Slots进行蓝绿发布与流量切换
Azure App Service 的 Deployment Slots 允许在不中断生产环境的前提下部署新版本应用,实现蓝绿发布。通过将新版本部署到独立的槽(如 staging),可在验证无误后逐步切换流量。
流量切换策略
支持基于权重的流量分配,可将部分用户请求导向新版本,实时监控性能表现。
- Production Slot:承载线上流量的主站点
- Staging Slot:用于部署和测试新版本
- Traffic Routing:按百分比分配请求
API 示例:配置流量路由
{
"properties": {
"routingRules": [
{
"actionHostName": "myapp-staging.azurewebsites.net",
"reroutePercentage": 10
}
]
}
}
该配置将 10% 的流量导向 staging 槽,其余仍由 production 处理,适用于灰度验证场景。
2.4 配置自定义域名与SSL证书实现安全访问
为提升服务的可访问性与安全性,配置自定义域名并绑定SSL证书是关键步骤。通过DNS解析将域名指向应用服务器,并在Web服务器中配置虚拟主机支持该域名。
SSL证书配置流程
- 申请可信CA签发的SSL证书或使用Let's Encrypt生成免费证书
- 将证书文件(.crt)和私钥(.key)上传至服务器指定目录
- 修改Nginx配置启用HTTPS并加载证书
server {
listen 443 ssl;
server_name api.example.com;
ssl_certificate /etc/ssl/certs/api.example.com.crt;
ssl_certificate_key /etc/ssl/private/api.example.com.key;
location / {
proxy_pass http://localhost:8080;
}
}
上述配置中,
listen 443 ssl 启用HTTPS端口,
ssl_certificate 和
ssl_certificate_key 分别指定证书与私钥路径,确保通信加密。通过此方式,用户可通过可信域名安全访问API服务。
2.5 监控应用性能并集成Application Insights
启用Application Insights监控
在Azure应用服务中集成Application Insights可实现对应用性能、异常和依赖调用的全面监控。首先需在Azure门户创建Application Insights资源,并将检测密钥注入应用配置。
// 在Program.cs中添加Application Insights服务
builder.Services.AddApplicationInsightsTelemetry(instrumentationKey: "your-instrumentation-key");
该代码注册了遥测服务,instrumentationKey用于标识数据上报的目标资源,确保所有日志、请求和依赖项自动捕获。
自定义遥测数据采集
通过ITelemetryClient可发送自定义事件与指标,增强监控粒度。
- TrackEvent:记录业务事件,如用户登录
- TrackMetric:上报自定义性能指标
- TrackException:捕获未处理异常
结合自动收集的请求响应数据,开发者可精准定位延迟瓶颈与错误根源。
第三章:Azure函数与无服务器架构实践
3.1 掌握Azure Functions触发器与绑定机制原理
Azure Functions 的核心优势在于其事件驱动的执行模型,这由触发器(Triggers)和绑定(Bindings)共同实现。触发器定义函数的调用时机,如 HTTP 请求、定时任务或消息队列事件。
常见触发器类型
- HTTP Trigger:响应 HTTP 请求,适用于构建 RESTful API
- Timer Trigger:按计划执行,支持 CRON 表达式
- Queue Trigger:监听 Azure Storage 或 Service Bus 队列
输入与输出绑定示例
[FunctionName("ProcessOrder")]
public static void Run(
[QueueTrigger("orders", Connection = "StorageConn")] string orderData,
[Blob("receipts/{rand-guid}.txt", FileAccess.Write, Connection = "StorageConn")] TextWriter outputBlob)
{
// 处理订单并写入 Blob
outputBlob.WriteLine($"Processed: {orderData}");
}
该函数在新消息进入 "orders" 队列时自动触发,参数
orderData 接收消息内容,通过 Blob 绑定将处理结果写入存储。
绑定通过声明式配置简化了资源交互,开发者无需编写连接管理代码,系统自动处理序列化与资源生命周期。
3.2 构建HTTP触发的Serverless函数处理API请求
在Serverless架构中,HTTP触发器是连接前端应用与后端逻辑的关键入口。通过云平台提供的API网关服务,可将HTTP请求直接映射到函数执行。
函数定义与路由配置
以阿里云函数计算为例,可通过YAML配置绑定HTTP触发路径:
service: api-service
function:
handler: index.handler
runtime: nodejs18
events:
- http:
path: /users
method: GET
上述配置将
/users的GET请求路由至
index.handler函数,实现无服务器API端点。
请求处理逻辑
函数接收包含HTTP信息的event对象,解析参数并返回JSON响应:
exports.handler = function(event, context, callback) {
const { query } = JSON.parse(event.body);
callback(null, {
statusCode: 200,
body: JSON.stringify({ data: `Hello ${query}` })
});
};
其中
event封装了请求体、头信息和查询参数,
callback用于返回标准HTTP响应结构。
3.3 利用Timer Trigger实现定时任务自动化
Azure Functions 的 Timer Trigger 提供了一种轻量级方式来执行周期性任务,适用于日志清理、数据备份等场景。
触发器配置语法
Timer Trigger 使用 Cron 表达式定义执行频率,格式为:
秒 分 时 日 月 星期。
{
"schedule": "0 */5 * * * *"
}
上述配置表示每5分钟执行一次。注意 Azure 支持的是六字段 Cron 格式,首字段为“秒”,不同于传统 Linux Cron。
函数实现示例
public static void Run([TimerTrigger("0 */5 * * * *")] TimerInfo myTimer, ILogger log)
{
log.LogInformation($"C# Timer trigger function executed at: {DateTime.Now}");
}
参数
myTimer 提供了
IsPastDue 属性,用于判断是否因系统延迟导致任务滞后执行,便于异常处理与监控。
- 支持无服务器架构,按需计费
- 可结合 Application Insights 实现执行追踪
- 适合低频、高可靠性的后台任务
第四章:Azure存储与数据管理实验
4.1 设计Blob Storage存储结构并实现文件上传下载
在构建云原生应用时,合理设计Blob Storage的存储结构是确保文件高效管理的基础。通常采用分层命名空间模拟目录结构,如
{tenantId}/{year}/{month}/{fileName},以支持多租户和时间维度检索。
存储结构设计原则
- 路径唯一性:避免文件覆盖,提升检索效率
- 可扩展性:适应海量文件增长
- 权限隔离:通过路径前缀实现访问控制
文件上传示例(Go)
client, _ := blob.NewClient("https://storage.example.com", cred, nil)
_, err := client.Upload(ctx, "my-container", "images/2025/photo.jpg", fileStream, nil)
// 参数说明:
// - ctx: 上下文控制超时与取消
// - my-container: 存储容器名称
// - images/2025/photo.jpg: 对象键(即逻辑路径)
// - fileStream: 文件数据流
下载流程
通过指定容器名和对象键即可获取文件流,结合HTTP响应直接返回给客户端,实现高效传输。
4.2 使用Table Storage管理非关系型结构化数据
Azure Table Storage 是一种适用于存储大规模非关系型结构化数据的 NoSQL 数据服务。它以键值对形式组织数据,适合存储轻量级、模式灵活的数据实体。
核心概念与数据模型
每个实体由 PartitionKey 和 RowKey 唯一标识,支持快速查询和水平扩展。表中实体可拥有不同属性,无需预定义固定 schema。
| 字段 | 说明 |
|---|
| PartitionKey | 用于数据分区,影响性能与负载均衡 |
| RowKey | 在分区内唯一标识实体 |
| Timestamp | 系统自动生成的最后修改时间 |
代码示例:插入实体
var entity = new TableEntity("partition1", "row1")
{
["Name"] = "Alice",
["Age"] = 30
};
var insertOp = TableOperation.Insert(entity);
await table.ExecuteAsync(insertOp);
上述代码创建一个包含姓名和年龄的实体,并将其插入指定表中。PartitionKey 设为 "partition1",RowKey 为 "row1",便于后续高效检索。
4.3 配置共享访问签名(SAS)保障存储资源安全
共享访问签名(SAS)是一种强大的授权机制,允许对 Azure 存储资源进行细粒度、临时性的访问控制。通过生成包含权限、有效期和资源范围的加密令牌,避免长期暴露账户密钥。
SAS 令牌的核心参数
- sp (Signed Permissions):指定操作权限,如读(r)、写(w)、删除(d)
- st (Start Time) 和 se (Expiry Time):定义访问时间窗口
- sr (Signed Resource):标明目标资源类型,如 blob 或 container
- sig (Signature):由存储密钥加密生成的安全签名
生成服务 SAS 的代码示例
var sasBuilder = new BlobSasBuilder(BlobSasPermissions.Read, DateTimeOffset.UtcNow.AddHours(2))
{
BlobContainerName = "media",
BlobName = "video.mp4"
};
var sasToken = sasBuilder.ToSasQueryParameters(new StorageSharedKeyCredential("mystorage", "key")).ToString();
Console.WriteLine($"SAS URL: https://mystorage.blob.core.windows.net/media/video.mp4?{sasToken}");
上述代码创建了一个仅允许两小时内读取指定 Blob 的 SAS 链接,有效防止未授权长期访问。
4.4 实现跨区域复制与生命周期管理优化成本
跨区域数据复制策略
为保障数据高可用性,跨区域复制将对象从源地域自动同步至目标地域。以 AWS S3 为例,需启用版本控制并配置复制规则:
{
"Role": "arn:aws:iam::123456789012:role/s3-replication-role",
"Rules": [
{
"Status": "Enabled",
"Priority": 1,
"Filter": {},
"Status": "Enabled",
"Destination": {
"Bucket": "arn:aws:s3:::backup-us-west-2"
}
}
]
}
该配置确保所有新对象自动复制到美国西部区域,降低地域故障导致的数据丢失风险。
生命周期策略降低成本
通过设置生命周期规则,可将不频繁访问的数据自动迁移至低频存储或归档层:
- 30天后转为 STANDARD_IA(低频访问)
- 90天后进入 GLACIER 档案存储
- 365天后自动删除过期备份
此分层存储策略显著减少长期存储成本,同时保障数据可恢复性。
第五章:Azure身份认证与安全策略配置总结
多因素认证的强制实施
在企业级环境中,仅依赖密码认证已无法满足安全需求。通过 Azure AD 条件访问策略,可强制要求特定用户组在访问关键应用(如 Microsoft 365 或 Azure 门户)时启用多因素认证(MFA)。例如,以下条件访问策略配置可应用于“财务部门”组:
{
"displayName": "Require MFA for Finance",
"conditions": {
"users": {
"includeGroups": ["finance-dept-id"]
},
"applications": {
"includeApplications": ["Office 365"]
}
},
"grantControls": {
"operator": "Mfa"
}
}
基于风险的访问控制
Azure AD Identity Protection 能够检测异常登录行为,如来自高风险 IP 或异常地理位置的登录尝试。管理员可配置自动响应策略,例如当系统识别为“高风险登录”时,自动阻止访问或触发 MFA 挑战。
- 启用风险检测策略需在 Azure 门户中激活 Identity Protection 模块
- 配置“用户风险”策略,对密码泄露账户自动要求密码重置
- 结合自动化工作流(如 Azure Logic Apps)实现风险事件告警推送至 SIEM 系统
服务主体与托管标识的最佳实践
在部署 Azure 虚拟机调用 Key Vault 时,推荐使用托管标识替代硬编码凭据。以下为通过 Azure CLI 启用系统分配托管标识并授权访问 Key Vault 的步骤:
az vm identity assign -g MyResourceGroup -n MyVm --identities [system]
az keyvault set-policy -n MyVault --object-id <VM-PRINCIPAL-ID> --secret-permissions get
| 安全功能 | 适用场景 | 启用方式 |
|---|
| Conditional Access | 远程办公访问控制 | Azure AD 策略配置 |
| Identity Protection | 防凭证盗用 | Premium P2 许可 + 策略启用 |