云计算

作者：UStarGao 日期：2021-02-21 22:50:19 人气：栏目：数据分析

一、云计算服务简介

云计算是一个实现了无处不在的、方便的、通过网络访问按需取用可配置的计算资源共享池（例如：网络、服务器、存储、应用程序和服务）的模型，用户能以最小的管理成本或与提供商沟通的代价即可快速配置和发布所需的计算资源。

1.1 基本特征

（1）按需自助服务。客户能单方面地规定他所需的计算能力，比如服务时间和网络存储，便可自动地获得所需要的资源而无需人工参与。

（2）资源池化。提供商的计算资源被集中起来为多个客户提供多租户模式的服务，不同的物理或虚拟资源按客户需求动态地分配和再分配。还有一种位置独立感，客户一般不能控制也无需知晓被提供的资源的确切位置，但可以让其指定位置更高级别的抽象（如国家、州或数据中心）。资源一般包括存储、计算、内存、网络带宽。

（3）快速伸缩。服务能力可以在某些情况下自动地弹性调配与发布，规模化地向外扩展或向内收缩以适应需求。对客户而言，可以用于调配的资源能力几乎是无限制的，可以在任意时间任意取用。

（4）服务可计量。云计算系统通过利用各类服务（如，存储、计算、带宽、活跃用户）在某种级别上相应的抽象的计量能力以自动控制和优化资源使用。资源使用情况可以被监视、控制和报告，对利用服务的提供商和客户两者来说都是透明的。

1.2 云计算发展

三大新兴技术-云计算(图1)

二、云计算关键技术

（1）虚拟化

（2）分布式存储

（3）分布式计算

（4）多租户

三、云计算的服务模型

（1）IaaS ：基础架构即服务

（2）PaaS ：平台即服务

（3）SaaS ：软件即服务

基础架构即服务根据使用量付费的原则，为企业提供各种计算资源，包括服务器、网络和数据中心空间。

3.1 IaaS 的优点

（1）无需自己投资硬件。

（2）可按需扩展基础架构规模，以便支持不断变化的工作负载

（3）灵活、创新而且按需提供的服务

云计算服务模式.png

3.2 部署模式

公有云，私有云，专有云，混合云

公共云由企业拥有并运营，通过公共网络快速访问经济实惠的计算资源。利用公共云服务，用户无需购买硬件、软件或支持基础架构，因为这都由供应商拥有并管理。

公共云的主要功能：

（1）创新的软件即服务 (SaaS) 业务应用，范围涵盖客户资源管理 (CRM)、事务管理和数据分析等方面

（2）灵活、可扩展的存储和计算 IaaS，具备即时通知功能

（3）用于云应用开发和部署环境的强大 PaaS

四、云计算多租户架构

（1）为什么要多租户？

希望利用多租户带来的资源高度共享模式（架构)，提高资源利用率，降低单位资源成本。但，同时必须克服租户间隔离性下降给租户带来的不便。

（2）不同架构的差异

现在回到云应用“多租户架构”的讨论，基于刚才的分析与结论，首先分析一下各种架构，可见：随着“多租户”在应用架构中实现层次的增高，租户间共享资源也越来越多。

三大新兴技术-云计算(图4)

根据之前的结论，图中架构从1-7，租户间共享资源越来越多，资源利用率越来也高，单位资源成本越来越低，租户间的隔离性越来越差。

三大新兴技术-云计算(图5)

五、SaaS多租户数据隔离的三种方案

多租户技术或称多重租赁技术，是一种软件架构技术，是实现如何在多用户环境下共用相同的系统或程序组件，并且可确保各用户间数据的隔离性。在当下云计算时代，多租户技术在共用的数据中心以单一系统架构与服务提供多数客户端相同甚至可定制化的服务，并且仍可以保障客户的数据隔离。

5.1 独立数据库

这是第一种方案，即一个租户一个数据库，这种方案的用户数据隔离级别最高，安全性最好，但成本较高。
优点：为不同的租户提供独立的数据库，有助于简化数据模型的扩展设计，满足不同租户的独特需求；如果出现故障，恢复数据比较简单。
缺点：
（1）增多了数据库的安装数量，随之带来维护成本和购置成本的增加。
（2）这种方案与传统的一个客户、一套数据、一套部署类似，差别只在于软件统一部署在运营商那里。如果面对的是银行、医院等需要非常高数据隔离级别的租户，可以选择这种模式，提高租用的定价。如果定价较低，产品走低价路线，这种方案一般对运营商来说是无法承受的。

5.2 共享数据库，隔离数据架构

这是第二种方案，即多个或所有租户共享Database，但是每个租户一个Schema（也可叫做一个user）。
优点：为安全性要求较高的租户提供了一定程度的逻辑数据隔离，并不是完全隔离；每个数据库可支持更多的租户数量。
缺点：
（1）如果出现故障，数据恢复比较困难，因为恢复数据库将牵涉到其他租户的数据；
（2）如果需要跨租户统计数据，存在一定困难。

5.3 共享数据库，共享数据架构

这是第三种方案，即租户共享同一个Database、同一个Schema，但在表中增TenantID多租户的数据字段。这是共享程度最高、隔离级别最低的模式。
优点：三种方案比较，第三种方案的维护和购置成本最低，允许每个数据库支持的租户数量最多。
缺点：
（1）隔离级别最低，安全性最低，需要在设计开发时加大对安全的开发量；
（2）数据备份和恢复最困难，需要逐表逐条备份和还原。
（3）如果希望以最少的服务器为最多的租户提供服务，并且租户接受牺牲隔离级别换取降低成本，这种方案最适合。

六、云计算产业

云计算产业作为战略性新兴产业，近些年得到了迅速发展，形成了成熟的产业链结构，产业涵盖硬件与设备制造、基础设施运营、软件与解决方案供应商、基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、软件即服务（SaaS）、终端设备、云安全、云计算交付/咨询/认证等环节

三大新兴技术-云计算(图2)