云計(jì)算PaaS服務(wù)模式精講

PaaS是“Platform as a Service”的首字母縮寫(xiě)，意為平臺(tái)即服務(wù)，即把IT系統(tǒng)的平臺(tái)軟件層作為服務(wù)出租出去，如圖1所示。

圖1 PaaS云

相比于IaaS云服務(wù)提供商，PaaS云服務(wù)提供商要做的事情增加了，他們需要準(zhǔn)備機(jī)房、布好網(wǎng)絡(luò)、購(gòu)買(mǎi)設(shè)備、安裝操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)和中間件，即把基礎(chǔ)設(shè)施層和平臺(tái)軟件層都搭建好，然后在平臺(tái)軟件層上劃分“小塊”（習(xí)慣稱(chēng)之為容器）并對(duì)外出租。

PaaS云服務(wù)提供商也可以從其他IaaS云服務(wù)提供商那里租賃計(jì)算資源，然后自己部署平臺(tái)軟件層。另外，為了讓消費(fèi)者能直接在云端開(kāi)發(fā)調(diào)試程序，PaaS云服務(wù)提供商還得安裝各種開(kāi)發(fā)調(diào)試工具。相反，租戶(hù)要做的事情相比IaaS要少很多，租戶(hù)只要開(kāi)發(fā)和調(diào)試軟件或者安裝、配置和使用應(yīng)用軟件即可。PaaS云服務(wù)的消費(fèi)者主要包括以下人員。

程序開(kāi)發(fā)人員：寫(xiě)代碼、編譯、調(diào)試、運(yùn)行、部署、代碼版本控制等，一攬子解決。

程序測(cè)試人員。

軟件部署人員：把軟件部署到PaaS云端，便于管理不同版本之間的沖突。

應(yīng)用軟件管理員：便于配置、調(diào)優(yōu)和監(jiān)視程序運(yùn)行性能。

應(yīng)用程序最終用戶(hù)：這時(shí)PaaS云服務(wù)相當(dāng)于SaaS云服務(wù)。

PaaS云服務(wù)的費(fèi)用計(jì)算一般根據(jù)租戶(hù)中的用戶(hù)數(shù)量、用戶(hù)類(lèi)型（如開(kāi)發(fā)員、最終用戶(hù)等）、資源消耗量及租期等因素計(jì)算。圖2所示描繪了PaaS云服務(wù)供/需雙方的動(dòng)態(tài)交互情況。

圖2 PaaS云服務(wù)供/需雙方動(dòng)態(tài)交互示意圖

云服務(wù)提供商擁有一個(gè)應(yīng)用軟件庫(kù)（圖1中“A，B，C，…”代表庫(kù)中的應(yīng)用軟件）、開(kāi)發(fā)工具集（如編程語(yǔ)言、IDE、調(diào)試工具等）和軟件執(zhí)行資源池（圖1中“exr1，exr2，…”代表資源），消費(fèi)者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程租賃軟件執(zhí)行資源并運(yùn)行相關(guān)的應(yīng)用軟件，或者使用各種開(kāi)發(fā)工具。

軟件執(zhí)行資源有“可用”和“占用”兩個(gè)狀態(tài)，同一個(gè)資源不能同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序。軟件執(zhí)行資源可能是物理機(jī)、虛擬機(jī)、容器或者一個(gè)正在運(yùn)行的服務(wù)程序（響應(yīng)消費(fèi)者的請(qǐng)求，啟動(dòng)虛擬機(jī)或容器，甚至是租賃其他云端的計(jì)算資源）。

圖2A中，用戶(hù)C1申請(qǐng)了兩個(gè)資源：exr1和exr2，并運(yùn)行B、C兩個(gè)程序。

圖2B中，新來(lái)了一個(gè)程序開(kāi)發(fā)員，他正在使用開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)程序。

圖2C中，程序開(kāi)發(fā)員開(kāi)發(fā)完成并部署了一個(gè)新程序D。

圖2D中，一個(gè)管理員發(fā)布了程序D，然后新來(lái)的用戶(hù)申請(qǐng)資源exr3并執(zhí)行程序D。

PaaS云服務(wù)供/需交互還有很多情景，這里不再一一列出。

比如我們要安裝和使用OpenERP軟件，這個(gè)應(yīng)用軟件要用到PostgreSQL數(shù)據(jù)庫(kù)和Python語(yǔ)言，那么只需要租賃一個(gè)PaaS型容器并在里面安裝OpenERP即可，但這個(gè)容器必須支持PostgreSQL數(shù)據(jù)庫(kù)和Python語(yǔ)言，讓租戶(hù)無(wú)須再去安裝和配置它們。

同樣，我們可以租賃一個(gè)支持PHP語(yǔ)言和MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的PaaS容器，然后采用WordPress開(kāi)源建站工具，只需幾步，就可以搭建一個(gè)個(gè)人博客網(wǎng)站。應(yīng)用軟件數(shù)不勝數(shù)，支撐它們的語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件和運(yùn)行庫(kù)可能都不一樣。

PaaS云服務(wù)提供商不可能安裝全部的語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件和運(yùn)行庫(kù)來(lái)支持所有的應(yīng)用軟件，因此目前普遍的做法是安裝主流的語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件和運(yùn)行庫(kù)，使得出租的PaaS容器支持有限的、使用量排名靠前的應(yīng)用軟件以及支持最流行的編程語(yǔ)言，并在網(wǎng)站上發(fā)布公告。當(dāng)然，云服務(wù)提供商也鼓勵(lì)租戶(hù)直接開(kāi)發(fā)支持PaaS的應(yīng)用軟件，每家云服務(wù)提供商都想盡可能地黏住更多的用戶(hù)，這無(wú)可厚非。

不知道你有沒(méi)有遭遇過(guò)這樣的痛苦：企圖安裝一個(gè)要用的軟件，結(jié)果報(bào)“沒(méi)有找到XXX中間件”的錯(cuò)誤，于是急忙找來(lái)相關(guān)資料安裝需要的中間件，但又報(bào)錯(cuò)：“此中間件需要YYY數(shù)據(jù)庫(kù)的支持”，那么只好安裝數(shù)據(jù)庫(kù)，卻再次報(bào)錯(cuò)：“此數(shù)據(jù)庫(kù)需要ZZZ運(yùn)行庫(kù)”，于是又去安裝相應(yīng)的運(yùn)行庫(kù)，但報(bào)錯(cuò)又出現(xiàn)了……最后你怒了：我不用這個(gè)應(yīng)用軟件總可以了吧？但你的計(jì)算機(jī)中已經(jīng)安裝了一大堆用不上的軟件，硬盤(pán)快滿(mǎn)了，于是又不得不去一個(gè)一個(gè)地卸載，卸載時(shí)又不斷跳出調(diào)查表，詢(xún)問(wèn)你卸載的原因：是軟件不夠好嗎？是售后服務(wù)跟不上嗎？影響計(jì)算機(jī)速度嗎……安裝過(guò)Linux操作系統(tǒng)的人估計(jì)都會(huì)有這樣的痛苦經(jīng)歷。

PaaS的優(yōu)勢(shì)就是解決應(yīng)用軟件依賴(lài)的運(yùn)行環(huán)境（如中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)、運(yùn)行庫(kù)等），其所依賴(lài)的軟件全部由云服務(wù)提供商安裝，所以當(dāng)租戶(hù)安裝應(yīng)用軟件時(shí)，就不會(huì)再出現(xiàn)連續(xù)報(bào)錯(cuò)的情況。應(yīng)用軟件就像歌唱家，當(dāng)其唱歌表演時(shí)需要一個(gè)舞臺(tái)，這個(gè)舞臺(tái)就是由基礎(chǔ)設(shè)施層和平臺(tái)軟件層堆疊起來(lái)的。

前面講過(guò)，平臺(tái)軟件層包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件和運(yùn)行庫(kù)四部分，但并不是說(shuō)在具體搭建平臺(tái)軟件層時(shí)一定要安裝和配置這四部分軟件，需要哪部分以及安裝什么種類(lèi)的平臺(tái)軟件要根據(jù)應(yīng)用軟件來(lái)定。比如一家只針對(duì)PHP語(yǔ)言開(kāi)發(fā)（應(yīng)用軟件用PHP編寫(xiě)）的PaaS云服務(wù)提供商，就沒(méi)必要安裝類(lèi)似Tomcat的中間件了。根據(jù)平臺(tái)軟件層中安裝的軟件種類(lèi)多少，PaaS又分為兩種類(lèi)型。

1）半平臺(tái)PaaS

平臺(tái)軟件層中只安裝了操作系統(tǒng)，其他的留給租戶(hù)自己解決。最為流行的半平臺(tái)PaaS應(yīng)用是開(kāi)啟操作系統(tǒng)的多用戶(hù)模式，為每個(gè)租戶(hù)創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)賬號(hào)，并對(duì)他們做權(quán)限控制和計(jì)算資源配額管制。半平臺(tái)PaaS更關(guān)注租戶(hù)的類(lèi)型，如研發(fā)型、文秘型等，針對(duì)不同類(lèi)型的租戶(hù)做不同的權(quán)限和資源配置。

Linux操作系統(tǒng)的多用戶(hù)模式和Windows操作系統(tǒng)的終端服務(wù)都屬于半平臺(tái)PaaS，私有辦公云多采用半平臺(tái)PaaS。

2）全平臺(tái)PaaS

全平臺(tái)PaaS安裝了應(yīng)用軟件依賴(lài)的全部平臺(tái)軟件（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、運(yùn)行庫(kù)）。不同于半平臺(tái)PaaS，全平臺(tái)PaaS是針對(duì)應(yīng)用軟件來(lái)做資源配額和權(quán)限控制的，盡管最終還需要通過(guò)賬號(hào)實(shí)現(xiàn)。公共云多采用全平臺(tái)PaaS。

相對(duì)于IaaS云服務(wù)，PaaS云服務(wù)消費(fèi)者的靈活性降低了，租戶(hù)不能自己安裝平臺(tái)軟件，只能在有限的范圍內(nèi)選擇。但優(yōu)點(diǎn)也很明顯，租戶(hù)從高深煩瑣的IT技術(shù)中解放出來(lái)，專(zhuān)注于應(yīng)用和自己的核心業(yè)務(wù)。

下面是一些PaaS云服務(wù)的實(shí)際應(yīng)用。

商業(yè)智能（BI）：用于創(chuàng)建儀表盤(pán)、報(bào)表系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用程序的平臺(tái)。

數(shù)據(jù)庫(kù)：提供關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)或者非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)。

開(kāi)發(fā)和測(cè)試平臺(tái)。

軟件集成平臺(tái)。

應(yīng)用軟件部署：提供應(yīng)用軟件部署的依賴(lài)環(huán)境。