阮志敏谈平台即服务PaaS

云计算的三种服务模式是SaaS(Software as a Service),PaaS(Platform as a service)和IaaS(Infrastructure as a service)。相对于SaaS和IaaS,PaaS最难被理解,人们对PaaS的解读往往也不尽相同。这是我继“云计算与SOA之我见”之后的又一篇文章,希望通过这篇文章来分享我对PaaS的理解,并阐述为什么PaaS在云计算中处于战略核心地位。

一、 PaaS是云环境下的应用基础设施

有些人认为PaaS的核心就是分布式技术,如分布式计算、分布式存储、分布式数据库等,目的是把多台计算机虚拟成一台性能极强的超级计算机。有些人 认为PaaS是一种云服务,能提供由提供者托管于硬件基础设施上的软件和产品开发工具,是面向开发人员的,开发人员可直接在上面创建和运行新的应用程序。

持有上述第一种观点的人受互联网技术(如Google)的影响很深,我认为分布式技术(类Hadoop技术)仅是PaaS的enabling technology之一,并不是PaaS的全部。上述第二种观点把PaaS局限在APaaS(application platform as service,如GAE和Heroku)上,APaaS主要提供开发SDK和应用运行环境。完整的PaaS平台除了提供APaaS功能外,还应提供 IPaaS(Integration platform as a service),IPaaS提供集成、编排和互操作的功能。

从传统角度来看,PaaS实际上就是云环境下的应用基础设施,也可理解成中间件即服务,如下图所示:

PaaS的功能

PaaS为部署和运行应用系统提供所需的基础设施资源应用基础设施,所以应用开发人员无需关心应用的底层硬件和应用基础设施,并且可以根据应用需求动态扩展应用系统所需的资源。完整的PaaS平台应提供如下功能:

    1. 应用运行环境
      • 分布式运行环境
      • 多种类型的数据存储
      • 动态资源伸缩
    2. 应用全生命周期支持
      • 提供开发SDK、IDE等加快应用的开发、测试和部署。
      • 公共服务:以API形式提供公共服务,如队列服务、存储服务和缓存服务等。
      • 监控、管理和计量:提供资源池、应用系统的管理和监控功能,精确计量。应用使用所消耗的计算资源。
    3. 集成、复合应用构建能力:

除了提供应用运行环境外,还需要提供连通性服务、整合服务、消息服务和流程服务等用于构建SOA架构风格的复合应用。

PaaS的全局功能视图如下:

多租户弹性是PaaS的核心特性

PaaS的特性有多租户、弹性(资源动态伸缩)、统一运维、自愈、细粒度资源计量、SLA保障等。这些特性基本也都是云计算的特性。多租户弹性是 PaaS区别于传统应用平台的本质特性,其实现方式也是用来区别各类PaaS的最重要标志,因此我认为多租户弹性是PaaS的最核心特性。

多租户(Multi-tenancy)是指一个软件系统可以同时被多个实体所使用,每个实体之间是逻辑隔离、互不影响的。一个租户可以是一个应用,也可以是一个组织。弹性(Elasticity)是指一个软件系统可以根据自身需求动态的增加、释放其所使用的计算资源。

多租户弹性(Multi-tenancy elastic)是指租户或者租户的应用可以根据自身需求动态的增加、释放其所使用的计算资源。

技术上来说,多租户有如下几种实现方式:

  1. Shared-Nothing:为每一个租户或提供一套和On-premise一样的应用系统,包括应用、应用基础设施和基础设施。 Shared-Nothing仅在商业模式上其实现了多租户。Shared-Nothing的好处是整个应用系统栈都不需要改变、隔离非常彻底,但是技术 上没有实现资源弹性分配,资源不能共享。
  2. Shared-Hardware:共享物理机,虚拟机是弹性资源调度和隔离的最小单位,典型例子是Microsoft Azure。传统软件巨头如微软和IBM等拥有非常广的软件产品线,在On-premise时代占据主导地位后,他们在云时代的策略就是继续将on- premise软件stack装到虚拟机中并提供给用户。
  3. Shared-OS:共享操作系统,进程是弹性资源调度和隔离的最小单位。相比于Shared-Hardware,Shared-OS能实现更小粒度的资源共享,但是安全性方面会差些。
  4. Shared-Everything:基于元数据模型以共享一切资源,典型例子是force.com。Shared-Everything方式能够实现最高效的资源共享,但实现技术难度大,安全和可扩展性方面会面临很大的挑战。

二、 PaaS的战略核心地位

在云产业链中,如同传统中间件所起的作用一样,PaaS也将会是产业链的制高点。无论是在大型企业私有云中,还是在中小企业和ISV所关心的应用云中,PaaS都将起到核心的作用。

以PaaS为核心构建企业私有云

大型企业都有复杂的IT系统,甚至自己筹建了大型数据中心,其运行维护工作量非常大,同时资源的利用率又很低——据统计大部分企业数据中心的计算资 源利用率都不超过30%。在这种情况下,企业迫切需要找到一种方法,整合全部IT资源,进行池化,并且以动态可调度的方式供应给业务部门。大型企业建设内 部私有云有两种模式,一种是以IaaS为核心,另外一种是以PaaS为核心,如下图所示:

首先,企业会采用成熟的虚拟化技术首先实现基础设施的池化和自动化调度。当前,有大量电信运营商、制造企业和产业园区都在进行相关的试点。但是,私 有云建设万不可局限于IaaS,因为IaaS只关注解决基础资源云化问题,解决的主要是IT问题。在IaaS的技术基础上进一步架构企业PaaS平台将能 带来更多的业务价值。PaaS的核心价值是让应用及业务更敏捷、IT服务水平更高、并实现更高的资源利用率。

以PaaS为核心的私有云建设模式是在IaaS的资源池上进一步构建PaaS能力,提供内部云平台、外部SaaS运营平台和统一的开发、测试环境:

  1. 内部云平台:建立业务支撑平台
  2. 外部SaaS运营平台:向企业外部供应商或者客户提供SaaS应用
  3. 开发、测试环境:为开发人员提供统一的开发和测试环境平台

以某航空运输领域的集团为例。它正从单一的航空运输企业,转型为以航空旅游、现代物流、现代金融服务三大链条为支柱,涵盖“吃、住、行、游、购、 娱”六大产业要素的现代服务业综合运营商,其产业覆盖航空运输、旅游服务、现代物流、金融服务、商贸零售、房地产开发与管理、机场管理。对于这么一个大型 企业集团,当前信息化的挑战不仅在于如何高效整合、集中管控整个集团的IT资源,更重要的在于如何快速地、更好的满足客户的需求,如何更高效地整合外部供 应商,使IT真正成为其创新的驱动力。云计算为该集团带来契机,以PaaS为核心构建其对内、对外云平台必将成为其最佳选择。

以PaaS为核心构建和运营下一代SaaS应用

对于中小企业来说,大部分缺乏专业的IT团队,并且难以承受高额的前期投入,他们往往很难通过自建IT的思路来实现信息化,所以SaaS是中小企业 的天然选择。然而,SaaS这么多年来在国内的发展状况一直没有达到各方的预期。抛开安全问题不讲,最主要的其他两个原因是传统SaaS应用难以进行二次 开发以满足企业个性需求,并缺少能够提供一站式的SaaS应用服务的运营商。

无论是Salesforce.com,还是国内的SaaS供应商都意识到SaaS的未来在于PaaS,需要以PaaS为核心来构建和运营新一代的SaaS应用。

在云计算时代,中小企业市场的机会比以往任何时候到大。在这个以PaaS为核心的生态链中,每个参与者都得到了价值的提升。

  1. 中小企业:一站式的SaaS应用服务;可定制的SaaS应用。
  2. SaaS运营商:基于统一PaaS平台提供一站式的SaaS应用服务;实现规模效应。
  3. 应用开发商:基于PaaS平台,将已开发的成熟应用SaaS化、开发新的SaaS应用;为中小企业提供二次开发服务;开发效率得到提升。
  4. 基础设施提供商:专注于基础设施运维;实现资源更高效利用和回报。

三、 PaaS是未来软件开发的“银弹”之一

没有任何技术或管理上的进展,能够独立地许诺十年内使生产率、可靠性或简洁性获得数量级上的进步。即便没有银弹,人们仍会在不同的方向为提高软件交 付的效率和质量做出不懈努力。PaaS毫无疑问是其中的方向之一,PaaS改变了传统的应用交付模式,促进了分工的进一步专业化,解耦了开发团队和运维团 队,将极大地提高未来软件交付的效率。

PaaS改变传统的应用交付

PaaS是开发和运维团队之间的桥梁

四、 结束语

Gartner的最新研究,所有重要软件企业厂商和大型的云计算专业公司将会在2011年推出新的平台即服务(PaaS)产品,这将使2011年成 为平台即服务(PaaS)产品主导的一年。另一方面,PaaS已经渐渐变为PaaS + IaaS的融合,大型PaaS服务供应商不仅是能够让开发商或用户在其PaaS平台上面构建和运行应用,同时还负责供应并维护底层的基础架构,包括虚拟 化、操作系统修补、安全问题等。

不论是大型企业,中小企业,软件开发商,软件供应商、运营商,还是开发和运维人员,都需充分认识到PaaS的战略核心地位和即将带来的变化,做好充分的准备,迎接PaaS时代的到来。

关于作者

阮志敏,企业级PaaS平台CloudTao创始人,长期专注于企业软件领域,同时深受互联网技术影响,曾在CORDYS中国、摩托罗拉和惠普中国任职。可通过个人博客新浪微博与作者联系。


感谢马国耀对本文的审校。

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