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在為現(xiàn)有或新的多租戶服務(wù)設(shè)計(jì) web 交付時(shí)，服務(wù)供應(yīng)商常常面對(duì)許多設(shè)計(jì)選擇。圖 1 顯示了五種主要方法。方法 1 是所有租戶共享單一應(yīng)用程序?qū)嵗?，也就是相同的服?wù)器、中間件和應(yīng)用程序。方法 5 是租戶在單獨(dú)的服務(wù)器上運(yùn)行自己的應(yīng)用程序?qū)嵗ó?dāng)前許多 Application Service Provider [ASP] 采用這種方法）。在這兩種方法之間，還有至少三種主要方法，它們具有不同的資源共享程度和開發(fā)復(fù)雜性。每種方法提供不同的收益（在可伸縮性和運(yùn)營(yíng)效率方面），需要不同的成本（在開發(fā)復(fù)雜性和投入市場(chǎng)的時(shí)間方面）。 圖 1. 啟用多租戶的五種主要方法 
在本文中，我們將使用多種角色描述啟用多租戶的不同方法：
服務(wù)供應(yīng)商可以使用以下五種主要方法：
下面幾節(jié)詳細(xì)描述這五種方法。在決定采用哪種方法時(shí)，了解每種方法的成本和收益會(huì)有幫助。我們?cè)诤竺娴囊还?jié)中提供成本/收益分析。
方法 1、2 和 3 都在多個(gè)租戶之間共享中間件和應(yīng)用程序組件，只是程度不同。下面看看每種方法的示例。 方法 1：包含單一應(yīng)用程序?qū)嵗墓蚕碇虚g件 所有租戶共享操作系統(tǒng)、服務(wù)器以及中間件和應(yīng)用程序的單一實(shí)例。實(shí)現(xiàn)的方法是用租戶標(biāo)識(shí)參數(shù)對(duì)應(yīng)用程序的單一實(shí)例進(jìn)行參數(shù)化。例如，如果應(yīng)用程序有 web 服務(wù)接口和實(shí)現(xiàn)，那么在接口中的操作和數(shù)據(jù)對(duì)象中添加租戶 ID 參數(shù)。如果應(yīng)用程序使用數(shù)據(jù)庫(kù)表，那么在每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表中添加一個(gè)表示租戶 ID 的新列。在這個(gè)模型中，有一些配置元素對(duì)于每個(gè)租戶是獨(dú)特的。例如，虛擬門戶為每個(gè)租戶提供不同的外觀和感覺(jué)以及獨(dú)特的數(shù)據(jù)庫(kù)模式元素。 圖 2. 方法 1 的拓?fù)涫纠ㄔ诙鄠€(gè)租戶之間共享應(yīng)用程序和中間件的單一實(shí)例）  圖 2 中顯示一個(gè)使用這種方法的拓?fù)涫纠?。這里有三個(gè)租戶：A、B 和 C，他們共享 Application 1 的相同代碼。Application 1 使用在 Blade 服務(wù)器上的 Windows 上運(yùn)行的 Tomcat 和 DB2，以及在另一臺(tái)物理服務(wù)器上的 Linux 上運(yùn)行的 Apache HTTP 服務(wù)器。所有租戶共享中間件、操作系統(tǒng)和服務(wù)器。可以從 “Building Web delivered SaaS applications on open source and entry level IBM middleware” 下載一個(gè)使用這種方法的多租戶示例應(yīng)用程序。當(dāng)一個(gè)租戶出現(xiàn)時(shí)，為他創(chuàng)建相關(guān)的配置（例如 CSS 文件），但是只有一個(gè)應(yīng)用程序?qū)嵗伤凶鈶艄蚕?。在使用這種方法時(shí)，應(yīng)用程序必須能夠把每個(gè)租戶的數(shù)據(jù)和配置隔離開。本系列的第 3 部分和第 4 部分討論在使用這種方法啟用多租戶時(shí)重要的體系結(jié)構(gòu)考慮因素（使用 IBM WebSphere Application Server）。 方法 2：包含共享地址空間中的多個(gè)應(yīng)用程序?qū)嵗墓蚕碇虚g件 租戶使用應(yīng)用程序的不同實(shí)例，這些實(shí)例部署在中間件的單一實(shí)例中，共享單一操作系統(tǒng)進(jìn)程（地址空間）。租戶共享操作系統(tǒng)和服務(wù)器。在圖 3 中，租戶 A、B 和 C 使用這種方法共享一個(gè)示例應(yīng)用程序。 圖 3. 方法 2 的拓?fù)涫纠▽?duì)于不同的租戶，在中間件的單一實(shí)例中運(yùn)行應(yīng)用程序的不同實(shí)例）  當(dāng)新的租戶出現(xiàn)時(shí)，創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用程序拷貝，指定一個(gè)包含租戶標(biāo)識(shí)符的名稱，把它部署到應(yīng)用服務(wù)器的共享實(shí)例中。例如，復(fù)制 Application App 的 ear 文件 (App.ear) 并分別命名為 App1.ear 和 App2.ear。同樣，在數(shù)據(jù)庫(kù)層，對(duì)于租戶 A 和 B，把應(yīng)用程序表 App_table 分別復(fù)制為 App1_table 和 App2_table。與租戶相關(guān)的定制（例如 CSS 文件和表模式）添加到與租戶相關(guān)的應(yīng)用程序和表拷貝中。這個(gè)模型要求在中間件層維持租戶隔離。 方法 3：包含單獨(dú)地址空間中的多個(gè)應(yīng)用程序?qū)嵗墓蚕碇虚g件 租戶使用應(yīng)用程序的不同實(shí)例，這些實(shí)例部署在中間件的不同實(shí)例中。租戶共享操作系統(tǒng)和服務(wù)器。因?yàn)橹虚g件實(shí)例是不同的，所以每個(gè)租戶有自己的操作系統(tǒng)進(jìn)程（地址空間）。因此，這個(gè)模型要求在操作系統(tǒng)層維持租戶隔離。這種方法在相同的物理服務(wù)器上支持的租戶數(shù)量比方法 1 和 2 少。在三種共享中間件方法中，這種方法提供最強(qiáng)的租戶隔離。但是，在操作系統(tǒng)和服務(wù)器層仍然有隔離問(wèn)題，例如一個(gè)租戶的用戶有可能占用物理服務(wù)器中的所有 CPU 和內(nèi)存。 圖 4. 方法 3 的拓?fù)涫纠▽?duì)于不同的租戶，在中間件的不同實(shí)例中運(yùn)行應(yīng)用程序的不同實(shí)例）  在圖 4 中的示例中，每個(gè)租戶（A、B 和 C）運(yùn)行自己的應(yīng)用程序物理拷貝（分別為 App1、App2 和 App3），這些拷貝部署在自己的中間件物理拷貝中（分別為 M1、M2 和 M3）。租戶 A 和 B 在 Windows 上運(yùn)行應(yīng)用程序，而租戶 C 在 Linux 上運(yùn)行應(yīng)用程序。在三種共享中間件方法中，這種方法需要對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用程序做的修改最少，這有助于加快部署速度。在 SaaS Blueprints 系列即將推出的一個(gè)演示程序中，會(huì)給出一個(gè)采用這種方法的示例，它使用 WebSphere Smash 和 MySQL 作為中間件，運(yùn)行一個(gè)租戶 phpBB 公告牌應(yīng)用程序。
使用虛擬化技術(shù)在共享服務(wù)器上運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)分區(qū)，對(duì)于每個(gè)租戶分配專用的應(yīng)用程序和中間件實(shí)例。 方法 4：用多個(gè) VM 映像實(shí)現(xiàn)虛擬化 租戶使用不同的虛擬映像以及不同的應(yīng)用程序、中間件和操作系統(tǒng)實(shí)例，但是共享物理服務(wù)器。在近幾年，服務(wù)器虛擬化技術(shù)在基于 x86 的服務(wù)器上得到了廣泛應(yīng)用，正在迅速地成為一種低成本的日常技術(shù)。 與共享中間件方法相比，服務(wù)器虛擬化不需要為啟用多租戶進(jìn)行大量代碼開發(fā)。在物理服務(wù)器（主機(jī)）上安裝服務(wù)器虛擬化之后，對(duì)于每個(gè)租戶，服務(wù)供應(yīng)商實(shí)例化一個(gè)虛擬服務(wù)器（訪客），它包含與這個(gè)租戶相關(guān)的軟件，包括中間件和應(yīng)用程序。 多租戶的技術(shù)困難之一是供應(yīng)新的租戶。為了供應(yīng)新的租戶，服務(wù)供應(yīng)商必須執(zhí)行可能漫長(zhǎng)且復(fù)雜的安裝和配置步驟?？梢圆捎?Virtual appliances（例如，VMWare Virtual Appliance for WebSphere Application Server Network Deployment V7.0 Open Beta），在其中包含預(yù)先配置的與租戶相關(guān)的操作系統(tǒng)和中間件，這有助于解決供應(yīng)問(wèn)題。 圖 5 給出一個(gè)采用這種方法的示例，其中在物理服務(wù)器上安裝了本機(jī)系統(tǒng)管理程序（比如 VMWare ESX™ 或 Xen）。在這個(gè)示例中，底部綠框中的物理 blade 服務(wù)器 A 有兩個(gè)頻率為 2 Ghz 的 CPU，它被分為兩個(gè)虛擬 blade 服務(wù)器（黑框中的 vBlade 1 和 vBlade 2），每個(gè)虛擬服務(wù)器各有一個(gè) 2 Ghz 的 CPU。虛擬 blade 服務(wù)器 vBlade 3 包含整個(gè)服務(wù)器 B，有 4 個(gè) 2Ghz CPU。虛擬服務(wù)器還共享物理服務(wù)器的其他資源，比如內(nèi)存、磁盤空間和網(wǎng)絡(luò)連接。應(yīng)用程序 App4 和 App5 部署在 vBlade 1 和 vBlade 2 中，為兩個(gè)租戶服務(wù)，App6 部署在 vBlade 3 中。注意，租戶可以使用不同的操作系統(tǒng)。 圖 5. 通過(guò)基于本機(jī)系統(tǒng)管理程序的服務(wù)器虛擬化啟用多租戶 
服務(wù)供應(yīng)商在一個(gè)中介代理層中集中地執(zhí)行通用的多租戶功能，比如路由、訪問(wèn)控制和度量。中介層可以與虛擬化方法相結(jié)合，把它與在單獨(dú)虛擬映像分區(qū)中運(yùn)行的租戶相關(guān)服務(wù)實(shí)例集成起來(lái)。中介代理層位于應(yīng)用程序的最終用戶和應(yīng)用程序中的服務(wù)之間，它動(dòng)態(tài)地把來(lái)自租戶的用戶的服務(wù)請(qǐng)求綁定或路由到與租戶相關(guān)的服務(wù)實(shí)例，見(jiàn)圖 6。 圖 6 描述一個(gè)中介方法示例，其中服務(wù)供應(yīng)商使用 WebSphere DataPower SOA appliance (WDP) 實(shí)現(xiàn)中介代理層。在這個(gè)示例中，在 WDP web 服務(wù)代理中配置路由規(guī)則，這些規(guī)則把兩個(gè)租戶（A 和 B）的用戶的請(qǐng)求路由到相應(yīng)的應(yīng)用程序?qū)嵗Ａ硗?，通過(guò)集成 Tivoli Access Manager 和 Tivoli Usage and Accounting Manager 等其他中間件組件，添加了度量、訪問(wèn)控制和審計(jì)等多租戶功能。 圖 6. 中介方法的示例（使用 WebSphere DataPower SOA appliances 啟用多租戶）  在本系列的第 5、6、7 和 8 部分中，我們將介紹實(shí)現(xiàn)這種方法的三種方式，使用以下產(chǎn)品組合：
方法 5：在單獨(dú)的服務(wù)器上運(yùn)行多個(gè)實(shí)例的 ASP 模型 租戶只共享數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（比如供電和制冷），但是使用應(yīng)用程序、中間件、操作系統(tǒng)和服務(wù)器的不同實(shí)例。在圖 7 所示的示例中，租戶 A、B 和 C 使用三個(gè)不同的應(yīng)用程序?qū)嵗?AppA、AppB 和 AppC，它們?cè)谂c租戶相關(guān)的中間件實(shí)例、操作系統(tǒng)實(shí)例和物理服務(wù)器上運(yùn)行。這種方法最適合那些要求為不同的租戶提供充分隔離和定制的工作負(fù)載和場(chǎng)景。 圖 7. ASP 模型的示例（通過(guò)在單獨(dú)的服務(wù)器上運(yùn)行多個(gè)實(shí)例啟用多租戶） 
本節(jié)從服務(wù)供應(yīng)商和服務(wù)開發(fā)人員的角度考慮成本-收益分析。 對(duì)于服務(wù)供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，在為大量租戶提供服務(wù)時(shí)，方法 5（即 ASP 方法）的成本是最高的。在其他四種方法中，隨著資源共享程度的提高，經(jīng)濟(jì)有效性和規(guī)模效益會(huì)依次提高，見(jiàn)圖 1 中的兩個(gè)黃色箭頭。ASP 方法會(huì)導(dǎo)致以下與租戶相關(guān)的成本類型：
但是，對(duì)于服務(wù)開發(fā)人員來(lái)說(shuō)，這種方法的成本是最低的，因?yàn)椴恍枰獮閱⒂枚嘧鈶粜薷膽?yīng)用程序。另外，這種方法為與租戶相關(guān)的實(shí)例提供最強(qiáng)的隔離和定制能力。 方法 1 到 3（即共享中間件方法）的運(yùn)營(yíng)成本是三種共享模型中最低的，因?yàn)殡S著資源共享程度的提高（服務(wù)器、中間件和操作系統(tǒng)），要管理的組件數(shù)量會(huì)減少。這些方法還提供規(guī)模效益，因?yàn)轳v留在單一物理服務(wù)器上的租戶數(shù)量最高。對(duì)于服務(wù)開發(fā)人員，方法 1（單一應(yīng)用程序?qū)嵗┑某杀咀罡?，因?yàn)樗赡芤笾匦略O(shè)計(jì)現(xiàn)有的應(yīng)用程序，需要很長(zhǎng)的開發(fā)時(shí)間和很大的成本。另外，它要求了解高級(jí)的應(yīng)用服務(wù)器特性和技術(shù)，需要非常有經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)人員。 對(duì)于服務(wù)開發(fā)人員，方法 4（即多個(gè)虛擬映像）的成本比共享中間件方法（方法 1-3）低，因?yàn)樾枰膽?yīng)用程序修改很少，甚至不需要。這樣就可以更快地把服務(wù)投入市場(chǎng)。在虛擬化方法中添加中介層（方法 4a）也會(huì)降低復(fù)雜性，減少集成其他多租戶功能（比如訪問(wèn)控制和度量）所需的時(shí)間。 表 1 提供共享中間件方法（方法 1-3）和虛擬化方法（4 和 4a）的成本收益對(duì)比。 表 1. 共享中間件方法和虛擬化方法的成本收益對(duì)比
從傳統(tǒng)的應(yīng)用程序服務(wù)供應(yīng)商模型遷移到 web 交付模型有多種方法，這些方法對(duì)于服務(wù)供應(yīng)商和服務(wù)開發(fā)人員有不同的成本和收益。我們討論了五種主要方法，它們具有不同的資源共享程度和開發(fā)復(fù)雜性。這個(gè)遷移過(guò)程的目標(biāo)是提高經(jīng)濟(jì)有效性和降低總擁有成本。本文討論了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，有助于您選擇合適的方法并準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)捏w系結(jié)構(gòu)，從而逐步實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。
作者要感謝 IBM Research 的 Ajay Mohindra 和 Suresh N. Chari，他們?yōu)槊枋鲋饕嘧鈶舴椒ǖ膱D 1 做出了貢獻(xiàn)。 學(xué)習(xí)
獲得產(chǎn)品和技術(shù)
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