架構(gòu)師必備技能指南：SaaS(軟件即服務(wù))架構(gòu)設(shè)計

時間：2023-03-16 09:40:01 | 來源：電子商務(wù)

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架構(gòu)師必備技能指南：SaaS(軟件即服務(wù))架構(gòu)設(shè)計

SaaS(軟件即服務(wù))平臺架構(gòu)設(shè)計指南

1、介紹

從計算機誕生開始，就伴隨著計算機應(yīng)用程序的演變。簡短的回顧歷史，我們可以清楚的看到應(yīng)用程序發(fā)生的巨大變化。上世紀70年代中期，隨著個人PC機的爆炸式增長以及程序員的崛起，讓計算機的計算能力得到了大跨越的提升，個人PC機上可以運行非常復雜的應(yīng)用程序。

進入上世紀80年代，隨著Bulletin Board System（簡稱：BBS）電子公告板系統(tǒng)的興起，它可以為廣大PC機用戶提供基本的在線服務(wù)，如在線聊天、電子郵件、消息發(fā)送和文件下載。由于受到那個時代計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的限制，在線服務(wù)的響應(yīng)速度慢，交互體驗差是最大的通病。

進入90年代中后期，隨著萬維網(wǎng)的出現(xiàn)，計算機的計算能開始進入快速提升階段，加之網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的持續(xù)完善，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也隨之發(fā)展起來，這讓Web網(wǎng)站可以提供功能多元化和更為復雜的在線服務(wù)，直到今天，我們所看到的互聯(lián)網(wǎng)（或云）開發(fā)的在線服務(wù)應(yīng)用程序。

在這段計算機技術(shù)快速成長的時間里，計算機軟件到底發(fā)生了哪些變化？從歷史的發(fā)展中，我們可以看到，應(yīng)用程序本身沒有發(fā)生本質(zhì)的變化（程序=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法），變化的是軟件的供需方式發(fā)生了改變?，F(xiàn)在，應(yīng)用程序消費者不需要再在他們的PC機上下載和安裝特定的應(yīng)用程序，即可獲得軟件所提供的計算服務(wù)。在云計算技術(shù)的支持下，消費者（企業(yè)或個人）只需要使用Web工具（瀏覽器）訪問并登錄軟件提供商的Web系統(tǒng)，通過簡單的配置，就可以獲得自己所需應(yīng)用程序服務(wù)。這種通過網(wǎng)絡(luò)即可使用軟件的服務(wù)，即使SaaS（軟件即服務(wù)）。

圖 1-1 2015中國SaaS生態(tài)

在本篇文章中，我們將著重介紹SaaS架構(gòu)設(shè)計,并圍繞WHAT（是什么？）、WHY（為什么？）、WHERE（在哪里？）和HOW（怎么樣？）這四個問題，對以下的幾點進行闡述：

圖 1-2 文章結(jié)構(gòu)

• 1、什么是SaaS平臺？
• 2、為什么需要使用SaaS平臺架構(gòu)？
• 3、SaaS平臺主要的特性和優(yōu)勢有哪些？
• 4、SaaS平臺適合在什么領(lǐng)域進行實施？
• 5、SaaS平臺有哪些先天性的缺陷？
• 6、SaaS平臺有哪些核心的組件？
• 7、實施SaaS架構(gòu)設(shè)計時的注意事項有哪些？

2、什么是SaaS平臺？

圖 2-1 SaaS組成結(jié)構(gòu)

在你決定實施SaaS品臺架構(gòu)設(shè)計前，你有必要先了解SaaS平臺是什么。從宏觀的角度來看，SaaS是一種軟件應(yīng)用程序交付方式，軟件提供商集中化托管一個或多個軟件應(yīng)用程序，并通過互聯(lián)網(wǎng)向租戶體用這些軟件應(yīng)用程序。從分類上看，SaaS（軟件即服務(wù)）也是云計算重要的一部分。目前國內(nèi)主流的云服務(wù)提供商如阿里云、百度云、騰訊云等，為廣大用戶提供了不同業(yè)務(wù)需求的云服務(wù)，它們大致可以分為以下幾類：

• 1、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)：如CPU、Network、Disk和Memory等
• 2、平臺即服務(wù)：如阿里云服務(wù)器和云數(shù)據(jù)庫等
• 3、軟件即服務(wù)：阿里短信、阿里郵箱等
• 4、數(shù)據(jù)即服務(wù)：如阿里云對象存儲，七牛云存儲等
• 5、其他軟件服務(wù)：機器學習、人工智能等

SaaS應(yīng)用程序的任何更新或者修復漏洞操作都是由軟件提供商負責實施和處理的，由于租戶是通過互聯(lián)網(wǎng)獲取軟件服務(wù)，所以租戶端無需下載任何的升級包或者修復補丁，是一種開箱即獲取最新軟件產(chǎn)品的服務(wù)方式。

通過對什么是SaaS的介紹，接下來，我們了解一下選擇SaaS作為軟件架構(gòu)來設(shè)計產(chǎn)品的一些理由。

3、為什么選擇SaaS?

我們將從不同的角度來闡述幾個為什么選擇SaaS的理由。透過對這些因素的分析，為你是否需要將自己的軟件SaaS化提供一定的參考依據(jù)。

3.1、消費者角度

獲取軟件服務(wù)的方式足夠簡單，SaaS也許是迄今為止使用軟件最簡單的方式之一，租戶只需要動動鼠標和鍵盤，即可在幾小時甚至幾分鐘內(nèi)獲得一個大型的軟件服務(wù)。相比于傳統(tǒng)使用軟件的方式，租戶省去了研發(fā)、部署、運維等一系列繁復的過程，且獲得軟件的時間和費用成本都大幅度降低。

3.2、商業(yè)角度

SaaS可以體用跨地域、跨平臺的軟件服務(wù)。與此同時，軟件服務(wù)商可以統(tǒng)一對軟件進行版本管理，這將帶來以下幾點好處（包括但不限于）：

• 1、縮短產(chǎn)品上線時間：多端適配，統(tǒng)一版本，統(tǒng)一更新
• 2、降低維護成本：不需要同時維護多個版本的軟件實例，運維壓力減小
• 3、容易升級：由于版本得到有效控制，一次升級，即可覆蓋所有租戶端

4、SaaS的特性和優(yōu)勢

我們將SaaS應(yīng)用程序與傳統(tǒng)的桌面應(yīng)用程序做一個水平的對比，部署一個SaaS產(chǎn)品將可以獲得以下的幾點優(yōu)勢。

4.1、簡單

SaaS化的產(chǎn)品通過互聯(lián)網(wǎng)向租戶提供軟件服務(wù)，隨著Web技術(shù)（如jQuery、Node.js）的進步，Web頁面的交互體驗度大幅度提升，交互更流暢、更人性化。與傳統(tǒng)的桌面應(yīng)用程序的人機交互效果相差無幾。

4.2、經(jīng)濟實惠

SaaS化產(chǎn)品可以為租戶提供彈性的付費方案，如按日、按月、按年、按使用人數(shù)或者按使用量進行計費，它將給租戶提供更經(jīng)濟的使用軟件的財務(wù)預(yù)算表。

4.3、安全

使用SaaS產(chǎn)品無需擔心數(shù)據(jù)安全問題，這好比將錢存入銀行一樣安全。相較于企業(yè)內(nèi)部部署的軟件系統(tǒng)而言，SaaS產(chǎn)品具備更高的安全保障能力，因為軟件提供商具有更多軟件安全防護的技術(shù)資源、人力資源和財政資源。

4.4、兼容性

與傳統(tǒng)軟件相比、SaaS軟件的兼容性更好，它沒有傳統(tǒng)軟件的多本版維護問題和操作系統(tǒng)兼容問題。在SaaS軟件中，租戶用戶在使用軟件的過程中，幾乎上感覺不到軟件發(fā)生了改變。當租戶用戶登錄到系統(tǒng)上時，就已經(jīng)獲得了最新版本的軟件。

5、SaaS軟件的適用范圍

SaaS產(chǎn)品具有廣泛的適應(yīng)范圍，特別是與其他云產(chǎn)品（如IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))和PaaS(平臺即服務(wù))）配合使用時這種能力表現(xiàn)尤為突出，例如阿里云之類的云計算技術(shù)允許你配置可托管的Web站點、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。你只需要打開瀏覽器并登錄到阿里云控制臺，通過操作對應(yīng)的控制面板，即可獲得相關(guān)的軟件服務(wù)。

從理論上講，SaaS可以將任何的軟件SaaS，下面列舉一些通用的分類供大家參考：

• 1、Office在線辦公類SaaS產(chǎn)品
• 2、電子郵件和即時消息類SaaS產(chǎn)品
• 3、社交媒體類SaaS產(chǎn)品
• 4、第三方API類SaaS產(chǎn)品
• 5、安全和訪問控制類SaaS產(chǎn)品
• 6、機器學習類SaaS產(chǎn)品
• 7、人工智能類SaaS產(chǎn)品
• 8、地理位置服務(wù)類SaaS產(chǎn)品
• 9、數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)檢索類SaaS產(chǎn)品

6、SaaS產(chǎn)品的天生缺陷

圖 6-1 SaaS產(chǎn)品的缺點

從上圖我們可以直觀的看到，SaaS產(chǎn)品與生俱來的幾個缺陷，接下來我們將逐一進行描述。

6.1、軟件控制權(quán)

與企業(yè)內(nèi)部部署的軟件不同，由于SaaS軟件被擊中托管在服務(wù)提供商的Web服務(wù)器中，所以租戶無法控制所有的軟件應(yīng)用程序，SaaS化的軟件比企業(yè)自行部署的軟件獲得的控制權(quán)更少，租戶可操作的自定義控制權(quán)極度有限。

6.2、消費者基數(shù)小

由于SaaS軟件是將一套應(yīng)用程序共享給一個或者多個租戶共同使用，這種共享的消費方式還未被大多數(shù)的消費者所接受。同時，受制于市場環(huán)境的影響，目前還有大多數(shù)的軟件還未SaaS化。

6.3、性能瓶頸

共享應(yīng)用程序必然會帶來服務(wù)器性能的下降、如計算速度、網(wǎng)絡(luò)資源、I/O讀寫等都將面臨嚴峻的考驗。在性能方面，企業(yè)內(nèi)部部署的“獨享模式”的應(yīng)用程序比SaaS軟件的“共享模式”略勝一籌。

6.4、安全問題

當租戶在選擇一款SaaS產(chǎn)品時，產(chǎn)品的安全性將會被放置在第一位進行考慮。如數(shù)據(jù)的隔離、敏感數(shù)據(jù)的加密、數(shù)據(jù)訪問權(quán)限控制、個人隱私等問題。在2018年5月25日，GDPR(General Data Protection Regulation)《通用數(shù)據(jù)保護條例》出現(xiàn)之后，越來越多的人開始重視數(shù)據(jù)安全問題。如何最大程度的打消租戶的這一顧慮，需要服務(wù)提供商加強對自身信譽度的提升，以贏得租戶的信賴。

7、SaaS產(chǎn)品的核心組件

不同類型的SaaS產(chǎn)品，由于要面對不同的用戶愿景，可能在功能和業(yè)務(wù)上會有所不同，但任何一個SaaS產(chǎn)品，都具備以下幾個共同的核心組件。

圖 7-1 SaaS 核心組件

7.1、安全組件

在SaaS產(chǎn)品中，系統(tǒng)安全永遠是第一位需要考慮的事情，如何保障租戶數(shù)據(jù)的安全，是你首要的事情。這如同銀行首選需要保障儲戶資金安全一樣。安全組件就是統(tǒng)一的對SaaS產(chǎn)品進行安全防護，保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。

7.2、數(shù)據(jù)隔離組件

安全組件解決了用戶數(shù)據(jù)安全可靠的問題，但數(shù)據(jù)往往還需要解決隱私問題，各企業(yè)之間的數(shù)據(jù)必須相互不可見，即相互隔離。在SaaS產(chǎn)品中，如何識別、區(qū)分、隔離個租戶的數(shù)據(jù)時你在實施SaaS平臺架構(gòu)設(shè)計時需要考慮的第二個問題。

7.3、可配置組件

盡管SaaS產(chǎn)品在設(shè)計之初就考慮了大多數(shù)通用的功能，讓租戶開箱即用，但任然有為數(shù)不少的租戶需要定制服務(wù)自身業(yè)務(wù)需求的配置項，如UI布局、主題、標識（Logo）等信息。正因為無法抽象出一個完全通用的應(yīng)用程序，所以在SaaS產(chǎn)品中，你需要提供一個可用于自定義配置的組件。

7.4、可擴展組件

隨著SaaS產(chǎn)品業(yè)務(wù)和租戶數(shù)量的增長，原有的服務(wù)器配置將無法繼續(xù)滿足新的需求，系統(tǒng)性能將會與業(yè)務(wù)量和用戶量成反比。此時，SaaS產(chǎn)品應(yīng)該具備水平擴展的能力。如通過網(wǎng)絡(luò)負載均衡其和容器技術(shù)，在多個服務(wù)器上部署多個軟件運行示例并提供相同的軟件服務(wù)，以此實現(xiàn)水平擴展SaaS產(chǎn)品的整體服務(wù)性能。為了實現(xiàn)可擴展能力，就需要SaaS展示層的代碼與業(yè)務(wù)邏輯部分的代碼進行分離，兩者獨立部署。例如使用VUE+微服務(wù)構(gòu)建前后端分離且可水平進行擴展的分布式SaaS應(yīng)用產(chǎn)品。對于可擴展，還有另外一種方式，即垂直擴展，其做法比較簡單，也比較粗暴：通過增加單臺服務(wù)器的配置，如購買性能更好的CUP、存儲更大的內(nèi)存條、增大帶寬等措施，讓服務(wù)器能夠處理更多的用戶請求。但此做法對于提升產(chǎn)品性能沒有質(zhì)的改變，且成本很高。

7.5、0停機時間升級產(chǎn)品

以往的軟件在升級或者修復Bug是，都需要將運行的程序脫機一段時間，等待升級或修復工作完成后，再重新啟動應(yīng)用程序。而SaaS產(chǎn)品則需要全天候保障服務(wù)的可用性。這就需要你考慮如何實現(xiàn)在不重啟原有應(yīng)用程序的情況下，完成應(yīng)用程序的升級修復工作。

7.6、多租戶組件

要將原有產(chǎn)品SaaS化，就必須提供多租戶組件，多租戶組件是衡量一個應(yīng)用程序是否具備SaaS服務(wù)能力的重要指標之一。SaaS產(chǎn)品需要同時容納多個租戶的數(shù)據(jù)，同時還需要保證各租戶之間的數(shù)據(jù)不會相互干擾，保證租戶中的用戶能夠按期望索引到正確的數(shù)據(jù)，多租戶組件是你必須要解決的一個問題。其余的組件都將圍繞此組件展開各自的業(yè)務(wù)。

總結(jié)

本文將軟件應(yīng)用程序的發(fā)展歷程作為切入點，并圍繞WHAT(是什么？)、WHY(為什么？)、WHERE(在哪些領(lǐng)域?qū)嵤?和HOW(怎么樣？)這四個問題對SaaS展開了介紹。文中詳細的闡述了基于SaaS架構(gòu)的軟件設(shè)計需要注意的問題，并分析了SaaS產(chǎn)品的特性、有點、缺點。最后還介紹了基于SaaS架構(gòu)的軟件產(chǎn)品應(yīng)該具備的幾個核心組件以及他們各自的作用。希望本次能夠讓你對SaaS平臺架構(gòu)有一個全面的了解，并且在你準備實施SaaS平臺架構(gòu)設(shè)計前能夠提供一些價值的參考信息。

作者：譚朝紅

原文：架構(gòu)師必備技能指南：SaaS(軟件即服務(wù))架構(gòu)設(shè)計