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1、云计算中的多租户与多租户架构,Richard Y2023年1月4日,什么是多租户(Multitenancy),“多租户”的概念最早起源于软件领域，指一个软件实例服务于多个用户的架构。每个用户称为一个租户。,http:/en.wikipedia.org/wiki/Multitenancy,http:/,云计算中的多租户,“多租户”也是“云计算”的基本属性之一。云计算的三种服务层次SaaS、PaaS和IaaS均体现了对“多租户”不同的支持。,SaaS,PaaS,IaaS,出租的资源,举例说明,软件的使用权。,典型如：电子邮件系统。用户（租户）拥有使用账号。租户登录使用系统。,软件开发平台资源（如开
2、发支撑系列工具，应用存储空间，运行容器，平台服务等等）。,如：某租户拥有1G应用存储空间，应用容器（数量不限，总内存上限4G），2个缓存服务。,硬件基础设施（如CPU、内存，存储，IP，网络设备等等）。,如：某租户拥有2颗CPU，8G内存，80G硬盘，10IP，2负载均衡器，创建主机数量不限,【隐藏】多租户是云计算的基本属性之一,http:/,多租户与多租户架构,应用实现对“多租户”的支持，需要相应的“多租户架构”（Multi-tenancy architecture）。在云计算时代，伴随着技术的发展，应用的“多租户架构”获得了极大的丰富。,Windows Azure VS,经典的多租户架构：
3、Shared nothingShared hardwareShared everything,多租户架构总览,Gartner对当前云应用“多租户”架构进行了总结并给出了参考架构，如下：,为什么要“多租户”？,“多租户架构”已经是云计算时代应用基本架构，那么，为什么采用“多租户”？它有什么优势？事实上，“多租户”的模式并非IT独有，在我们日常生活的许多方面，均有体现。,下面，我们以一个旅馆的例子，来探究为什么要“多租户”。（Why multitenancy？）,一个旅馆的例子,1个旅馆，出租给多个人,换个角度，多个人共租用了1旅馆的空间（资源），旅馆正在面对“多租户”。,1个空间（资源）多人共用
4、，如何划分房间（资源分配）？,不划分，全部共用。旅客共享居住空间，床铺。,大通铺方案,木板隔断方案,划分，用木板隔离。一个隔断中容纳几名旅客。几名旅客共享居住空间，每名旅客独享床铺。,水泥墙隔断方案,划分，用水泥墙隔离。一个隔断中只容纳一名旅客。每名旅客独享居住空间，床铺。,本例中，我们从居住空间和床铺两个方面考量。,一个旅馆的例子,我们来评价一下按照不同划分方案划分的结果：,一个旅馆的例子,高,低,资源利用率,资源利用率=1/容纳旅客数,低,高,旅客体验,低,高,住宿价格,旅馆视角（资源出租者）,旅客视角（资源承租者）,一个旅馆的例子,如果再抽象一点：,一个旅馆的例子（结论）,不难得出结论：
5、,租户间共享资源越多，基础资源的利用率越高，单位资源成本越低,租户间隔离性越差。,现在回到开始的问题：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。,不同架构差异,少,多,租户间共享资源,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。,多租户实现层次,不同架构差异,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。,
6、显然，租户间共享资源越多的架构，租户隔离难度越大，成本越高。租户隔离难度越大，应用开发难度，测试与维护成本都会上升。,租户间隔离性降低，会导致许多问题：如数据安全性降低，租户间性能、异常相互影响等等。这些问题是应用为保证对租户的服务质量而必须解决的。这类行为业内称为租户隔离。,低,高,资源利用率,高,低,单位资源成本,低,高,租户隔离成本,理论上，在单位资源成本和租户隔离成本取最佳平衡点，就能找到最合理的架构。,业内的实践,如此多的“多租户”架构，业内知名厂商是如何实践的？,业内的实践,业内厂商“多租户架构”多集中在Shared Hardware 和 Shared Everything。为何如
7、此？理论上，各厂商选择的是单位资源成本和租户隔离成本取最佳平衡点的架构。厂商选择的“多租户”架构与其擅长的业务领域的技术积累紧密相关：SalesForce 与 Google 在Shared Everything多租户高共享架构方面积累深厚，因此其优先选择了共享程度较高、同时实现难度也较大的架构。对于“多租户高共享”方面积累尚浅的厂商，随着虚拟化技术出现而产生的Shared Hardware架构，方案成熟，难度适中，是一个好的选择。还有一个重要因素租户的需求是否有共性。SalesForce的实际上是面对特定领域（CRM）的，且其领域用户需求共性明显，因此，采用Shared Everything架
8、构非常适合，且取得巨大成功。如果租户间需求没有趋同，比如租户的需求是来自多个领域的，或者同领域、但有大量定制，会使得采用Shared Everything架构十分困难。此时，选择共享程度低的架构反而是个明智的选择。,附录：关于PaaS“应用容器集群”,EAF在策划时创造了“应用容器集群”的提法。此提法基于如下考虑：PaaS平台需要为其租户提供一个由平台管理的应用运行的环境。应用运行在应用容器中，因此，组成应用运行环境的是应用运行容器，因为有大量的容器，且会使用集群技术，因此取名“应用容器集群”。关于“应用容器集群”的实现。EAF原计划采用Shared OS多租户架构实现应用容器集群。即多个容器
9、共享一个操作系统的方式。结合实际。就是一台虚拟机上，会有多于一个的应用运行容器（类似于Cloudbees）。而常见的Shared Hardware架构，Shared Hardware架构中，一台虚拟机上只有一个应用运行容器。（类似于AWS Beanstalk、Aclome BC）,附录：关于PaaS“应用容器集群”,对比“应用容器集群”Shared OS与Shared Hardware架构的实现二者对比，“应用容器集群”在调度容器时，Shared OS架构实际调度的是应用服务器实例，而Shared Hardware架构实际调度的是虚拟机。在进行应用弹性伸缩时，Shared OS架构调度的最小单位应用容器模版远小于Shared Hardware架构调度最小单位虚拟机模版的体积，因此具有资源利用率高，弹性响应速度快的优点。未来Shared OS架构从其原理考虑，是依靠应用服务器对同一操作系统上资源进行了细分，如果未来应用服务器可以保证其上的多个应用之间良好的隔离，则“应用容器集群”的实现还可以采用多租户实现层次更高的架构Shared Container。介时，“应用容器集群”资源利用率将进一步提高，弹性调度效率将更理想。,Thank,
