云計算PaaS服務模式精講

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

圖1 PaaS云

相比于IaaS云服務提供商，PaaS云服務提供商要做的事情增加了，他們需要準備機房、布好網(wǎng)絡、購買設備、安裝操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和中間件，即把基礎設施層和平臺軟件層都搭建好，然后在平臺軟件層上劃分“小塊”（習慣稱之為容器）并對外出租。

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

程序開發(fā)人員：寫代碼、編譯、調(diào)試、運行、部署、代碼版本控制等，一攬子解決。

程序測試人員。

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。

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

應用程序最終用戶：這時PaaS云服務相當于SaaS云服務。

PaaS云服務的費用計算一般根據(jù)租戶中的用戶數(shù)量、用戶類型（如開發(fā)員、最終用戶等）、資源消耗量及租期等因素計算。圖2所示描繪了PaaS云服務供/需雙方的動態(tài)交互情況。

圖2 PaaS云服務供/需雙方動態(tài)交互示意圖

云服務提供商擁有一個應用軟件庫（圖1中“A，B，C，…”代表庫中的應用軟件）、開發(fā)工具集（如編程語言、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），消費者通過網(wǎng)絡遠程租賃軟件執(zhí)行資源并運行相關的應用軟件，或者使用各種開發(fā)工具。

軟件執(zhí)行資源有“可用”和“占用”兩個狀態(tài)，同一個資源不能同時運行多個程序。軟件執(zhí)行資源可能是物理機、虛擬機、容器或者一個正在運行的服務程序（響應消費者的請求，啟動虛擬機或容器，甚至是租賃其他云端的計算資源）。

圖2A中，用戶C1申請了兩個資源：exr1和exr2，并運行B、C兩個程序。

圖2B中，新來了一個程序開發(fā)員，他正在使用開發(fā)工具開發(fā)程序。

圖2C中，程序開發(fā)員開發(fā)完成并部署了一個新程序D。

圖2D中，一個管理員發(fā)布了程序D，然后新來的用戶申請資源exr3并執(zhí)行程序D。

PaaS云服務供/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，這個應用軟件要用到PostgreSQL數(shù)據(jù)庫和Python語言，那么只需要租賃一個PaaS型容器并在里面安裝OpenERP即可，但這個容器必須支持PostgreSQL數(shù)據(jù)庫和Python語言，讓租戶無須再去安裝和配置它們。

同樣，我們可以租賃一個支持PHP語言和MySQL數(shù)據(jù)庫的PaaS容器，然后采用WordPress開源建站工具，只需幾步，就可以搭建一個個人博客網(wǎng)站。應用軟件數(shù)不勝數(shù)，支撐它們的語言、數(shù)據(jù)庫、中間件和運行庫可能都不一樣。

PaaS云服務提供商不可能安裝全部的語言、數(shù)據(jù)庫、中間件和運行庫來支持所有的應用軟件，因此目前普遍的做法是安裝主流的語言、數(shù)據(jù)庫、中間件和運行庫，使得出租的PaaS容器支持有限的、使用量排名靠前的應用軟件以及支持最流行的編程語言，并在網(wǎng)站上發(fā)布公告。當然，云服務提供商也鼓勵租戶直接開發(fā)支持PaaS的應用軟件，每家云服務提供商都想盡可能地黏住更多的用戶，這無可厚非。

不知道你有沒有遭遇過這樣的痛苦：企圖安裝一個要用的軟件，結(jié)果報“沒有找到XXX中間件”的錯誤，于是急忙找來相關資料安裝需要的中間件，但又報錯：“此中間件需要YYY數(shù)據(jù)庫的支持”，那么只好安裝數(shù)據(jù)庫，卻再次報錯：“此數(shù)據(jù)庫需要ZZZ運行庫”，于是又去安裝相應的運行庫，但報錯又出現(xiàn)了……最后你怒了：我不用這個應用軟件總可以了吧？但你的計算機中已經(jīng)安裝了一大堆用不上的軟件，硬盤快滿了，于是又不得不去一個一個地卸載，卸載時又不斷跳出調(diào)查表，詢問你卸載的原因：是軟件不夠好嗎？是售后服務跟不上嗎？影響計算機速度嗎……安裝過Linux操作系統(tǒng)的人估計都會有這樣的痛苦經(jīng)歷。

PaaS的優(yōu)勢就是解決應用軟件依賴的運行環(huán)境（如中間件、數(shù)據(jù)庫、運行庫等），其所依賴的軟件全部由云服務提供商安裝，所以當租戶安裝應用軟件時，就不會再出現(xiàn)連續(xù)報錯的情況。應用軟件就像歌唱家，當其唱歌表演時需要一個舞臺，這個舞臺就是由基礎設施層和平臺軟件層堆疊起來的。

前面講過，平臺軟件層包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件和運行庫四部分，但并不是說在具體搭建平臺軟件層時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的平臺軟件要根據(jù)應用軟件來定。比如一家只針對PHP語言開發(fā)（應用軟件用PHP編寫）的PaaS云服務提供商，就沒必要安裝類似Tomcat的中間件了。根據(jù)平臺軟件層中安裝的軟件種類多少，PaaS又分為兩種類型。

1）半平臺PaaS

平臺軟件層中只安裝了操作系統(tǒng)，其他的留給租戶自己解決。最為流行的半平臺PaaS應用是開啟操作系統(tǒng)的多用戶模式，為每個租戶創(chuàng)建一個系統(tǒng)賬號，并對他們做權限控制和計算資源配額管制。半平臺PaaS更關注租戶的類型，如研發(fā)型、文秘型等，針對不同類型的租戶做不同的權限和資源配置。

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

2）全平臺PaaS

全平臺PaaS安裝了應用軟件依賴的全部平臺軟件（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、運行庫）。不同于半平臺PaaS，全平臺PaaS是針對應用軟件來做資源配額和權限控制的，盡管最終還需要通過賬號實現(xiàn)。公共云多采用全平臺PaaS。

相對于IaaS云服務，PaaS云服務消費者的靈活性降低了，租戶不能自己安裝平臺軟件，只能在有限的范圍內(nèi)選擇。但優(yōu)點也很明顯，租戶從高深煩瑣的IT技術中解放出來，專注于應用和自己的核心業(yè)務。

下面是一些PaaS云服務的實際應用。

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

數(shù)據(jù)庫：提供關系型數(shù)據(jù)庫或者非關系型數(shù)據(jù)庫服務。

開發(fā)和測試平臺。

軟件集成平臺。

應用軟件部署：提供應用軟件部署的依賴環(huán)境。