SaaS(軟件即服務)架構設計

一、介紹

從計算機誕生開始，就伴隨着計算機應用程序的演變。簡短的回顧歷史，咱們能夠清楚的看到應用程序發生的巨大變化。上世紀70年代中期，隨着我的PC機的爆炸式增加以及程序員的崛起，讓計算機的計算能力獲得了大跨越的提高，我的PC機上能夠運行很是複雜的應用程序。程序員

進入上世紀80年代，隨着Bulletin Board System（簡稱：BBS）電子公告板系統的興起，它能夠爲廣大PC機用戶提供基本的在線服務，如在線聊天、電子郵件、消息發送和文件下載。因爲受到那個時代計算機網絡傳輸速度的限制，在線服務的響應速度慢，交互體驗差是最大的通病。算法

進入90年代中後期，隨着萬維網的出現，計算機的計算能開始進入快速提高階段，加之網絡基礎設施的持續完善，計算機網絡技術也隨之發展起來，這讓Web網站能夠提供功能多元化和更爲複雜的在線服務，直到今天，咱們所看到的互聯網（或雲）開發的在線服務應用程序。數據庫

在這段計算機技術快速成長的時間裏，計算機軟件到底發生了哪些變化？從歷史的發展中，咱們能夠看到，應用程序自己沒有發生本質的變化（程序=數據結構+算法），變化的是軟件的供需方式發生了改變。如今，應用程序消費者不須要再在他們的PC機上下載和安裝特定的應用程序，便可得到軟件所提供的計算服務。在雲計算技術的支持下，消費者（企業或我的）只須要使用Web工具（瀏覽器）訪問並登陸軟件提供商的Web系統，經過簡單的配置，就能夠得到本身所需應用程序服務。這種經過網絡便可使用軟件的服務，即便SaaS（軟件即服務）。後端

圖 1-1 2015中國SaaS生態

在本篇文章中，咱們將着重介紹SaaS架構設計,並圍繞WHAT（是什麼？）、WHY（爲何？）、WHERE（在哪裏？）和HOW（怎麼樣？）這四個問題，對如下的幾點進行闡述：瀏覽器

圖 1-2 文章結構

一、什麼是SaaS軟件？
二、爲何須要使用SaaS軟件架構？
三、SaaS軟件主要的特性和優點有哪些？
四、SaaS軟件適合在什麼領域進行實施？
五、SaaS軟件有哪些先天性的缺陷？
六、SaaS軟件有哪些核心的組件？
七、實施SaaS架構設計時的注意事項有哪些？

二、什麼是SaaS軟件？

圖 2-1 SaaS組成結構

在你決定實施SaaS品臺架構設計前，你有必要先了解SaaS軟件是什麼。從宏觀的角度來看，SaaS是一種軟件應用程序交付方式，軟件提供商集中化託管一個或多個軟件應用程序，並經過互聯網向租戶體用這些軟件應用程序。從分類上看，SaaS（軟件即服務）也是雲計算重要的一部分。目前國內主流的雲服務提供商如阿里雲、百度雲、騰訊雲等，爲廣大用戶提供了不一樣業務需求的雲服務，它們大體能夠分爲如下幾類：七牛雲存儲

一、基礎設施即服務：如CPU、Network、Disk和Memory等
二、平臺即服務：如阿里雲服務器和雲數據庫等
三、軟件即服務：阿里短信、阿里郵箱等
四、數據即服務：如阿里雲對象存儲，七牛雲存儲等
五、其餘軟件服務：機器學習、人工智能等

SaaS應用程序的任何更新或者修復漏洞操做都是由軟件提供商負責實施和處理的，因爲租戶是經過互聯網獲取軟件服務，因此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品的服務方式。安全

經過對什麼是SaaS的介紹，接下來，咱們瞭解一下選擇SaaS做爲軟件架構來設計產品的一些理由。服務器

三、爲何選擇SaaS?

咱們將從不一樣的角度來闡述幾個爲何選擇SaaS的理由。透過對這些因素的分析，爲你是否須要將本身的軟件SaaS化提供必定的參考依據。markdown

3.一、消費者角度

獲取軟件服務的方式足夠簡單，SaaS也許是迄今爲止使用軟件最簡單的方式之一，租戶只須要動動鼠標和鍵盤，便可在幾小時甚至幾分鐘內得到一個大型的軟件服務。相比於傳統使用軟件的方式，租戶省去了研發、部署、運維等一系列繁複的過程，且得到軟件的時間和費用成本都大幅度下降。網絡

3.二、商業角度

SaaS能夠體用跨地域、跨平臺的軟件服務。與此同時，軟件服務商能夠統一對軟件進行版本管理，這將帶來如下幾點好處（包括但不限於）：

一、縮短產品上線時間：多端適配，統一版本，統一更新
二、下降維護成本：不須要同時維護多個版本的軟件實例，運維壓力減少
三、容易升級：因爲版本獲得有效控制，一次升級，便可覆蓋全部租戶端

四、SaaS的特性和優點

咱們將SaaS應用程序與傳統的桌面應用程序作一個水平的對比，部署一個SaaS產品將能夠得到如下的幾點優點。

4.一、簡單

SaaS化的產品經過互聯網向租戶提供軟件服務，隨着Web技術（如jQuery、Node.js）的進步，Web頁面的交互體驗度大幅度提高，交互更流暢、更人性化。與傳統的桌面應用程序的人機交互效果相差無幾。

4.二、經濟實惠

SaaS化產品能夠爲租戶提供彈性的付費方案，如按日、按月、按年、按使用人數或者按使用量進行計費，它將給租戶提供更經濟的使用軟件的財務預算表。

4.三、安全

使用SaaS產品無需擔憂數據安全問題，這比如將錢存入銀行同樣安全。相較於企業內部部署的軟件系統而言，SaaS產品具有更高的安全保障能力，由於軟件提供商具備更多軟件安全防禦的技術資源、人力資源和財政資源。

4.四、兼容性

與傳統軟件相比、SaaS軟件的兼容性更好，它沒有傳統軟件的多本版維護問題和操做系統兼容問題。在SaaS軟件中，租戶用戶在使用軟件的過程當中，幾乎上感受不到軟件發生了改變。當租戶用戶登陸到系統上時，就已經得到了最新版本的軟件。

五、SaaS軟件的適用範圍

SaaS產品具備普遍的適應範圍，特別是與其餘雲產品（如IaaS(基礎設施即服務)和PaaS(平臺即服務)）配合使用時這種能力表現尤其突出，例如阿里雲之類的雲計算技術容許你配置可託管的Web站點、數據庫服務器等。你只須要打開瀏覽器並登陸到阿里雲控制檯，經過操做對應的控制面板，便可得到相關的軟件服務。

從理論上講，SaaS能夠將任何的軟件SaaS，下面列舉一些通用的分類供你們參考：

一、Office在線辦公類SaaS產品
二、電子郵件和即時消息類SaaS產品
三、社交媒體類SaaS產品
四、第三方API類SaaS產品
五、安全和訪問控制類SaaS產品
六、機器學習類SaaS產品
七、人工智能類SaaS產品
八、地理位置服務類SaaS產品
九、數據流和數據檢索類SaaS產品

六、SaaS產品的天生缺陷

圖 6-1 SaaS產品的缺點

從上圖咱們能夠直觀的看到，SaaS產品與生俱來的幾個缺陷，接下來咱們將逐一進行描述。

6.一、軟件控制權

與企業內部部署的軟件不一樣，因爲SaaS軟件被擊中託管在服務提供商的Web服務器中，因此租戶沒法控制全部的軟件應用程序，SaaS化的軟件比企業自行部署的軟件得到的控制權更少，租戶可操做的自定義控制權極度有限。

6.二、消費者基數小

因爲SaaS軟件是將一套應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的消費者所接受。同時，受制於市場環境的影響，目前還有大多數的軟件還未SaaS化。

6.三、性能瓶頸

共享應用程序必然會帶來服務器性能的降低、如計算速度、網絡資源、I/O讀寫等都將面臨嚴峻的考驗。在性能方面，企業內部部署的「獨享模式」的應用程序比SaaS軟件的「共享模式」略勝一籌。

6.四、安全問題

當租戶在選擇一款SaaS產品時，產品的安全性將會被放置在第一位進行考慮。如數據的隔離、敏感數據的加密、數據訪問權限控制、我的隱私等問題。在2018年5月25日，GDPR(General Data Protection Regulation)《通用數據保護條例》出現以後，愈來愈多的人開始重視數據安全問題。如何最大程度的打消租戶的這一顧慮，須要服務提供商增強對自身可信度度的提高，以贏得租戶的信賴。

七、SaaS產品的核心組件

不一樣類型的SaaS產品，因爲要面對不一樣的用戶願景，可能在功能和業務上會有所不一樣，但任何一個SaaS產品，都具有如下幾個共同的核心組件。

圖 7-1 SaaS 核心組件

7.一、安全組件

在SaaS產品中，系統安全永遠是第一位須要考慮的事情，如何保障租戶數據的安全，是你首要的事情。這如同銀行首選須要保障儲戶資金安全同樣。安全組件就是統一的對SaaS產品進行安全防禦，保障系統數據安全。

7.二、數據隔離組件

安全組件解決了用戶數據安全可靠的問題，但數據每每還須要解決隱私問題，各企業之間的數據必須相互不可見，即相互隔離。在SaaS產品中，如何識別、區分、隔離個租戶的數據時你在實施SaaS軟件架構設計時須要考慮的第二個問題。

7.三、可配置組件

儘管SaaS產品在設計之初就考慮了大多數通用的功能，讓租戶開箱即用，但任然有爲數很多的租戶須要定製服務自身業務需求的配置項，如UI佈局、主題、標識（Logo）等信息。正由於沒法抽象出一個徹底通用的應用程序，因此在SaaS產品中，你須要提供一個可用於自定義配置的組件。

7.四、可擴展組件

隨着SaaS產品業務和租戶數量的增加，原有的服務器配置將沒法繼續知足新的需求，系統性能將會與業務量和用戶量成反比。此時，SaaS產品應該具有水平擴展的能力。如經過網絡負載均衡其和容器技術，在多個服務器上部署多個軟件運行示例並提供相同的軟件服務，以此實現水平擴展SaaS產品的總體服務性能。爲了實現可擴展能力，就須要SaaS展現層的代碼與業務邏輯部分的代碼進行分離，二者獨立部署。例如使用VUE+微服務構建先後端分離且可水平進行擴展的分佈式SaaS應用產品。對於可擴展，還有另一種方式，即垂直擴展，其作法比較簡單，也比較粗暴：經過增長單臺服務器的配置，如購買性能更好的CUP、存儲更大的內存條、增大帶寬等措施，讓服務器可以處理更多的用戶請求。但此作法對於提高產品性能沒有質的改變，且成本很高。

7.五、0停機時間升級產品

以往的軟件在升級或者修復Bug是，都須要將運行的程序脫機一段時間，等待升級或修復工做完成後，再從新啓動應用程序。而SaaS產品則須要全天候保障服務的可用性。這就須要你考慮如何實如今不重啓原有應用程序的狀況下，完成應用程序的升級修復工做。

7.六、多租戶組件

要將原有產品SaaS化，就必須提供多租戶組件，多租戶組件是衡量一個應用程序是否具有SaaS服務能力的重要指標之一。SaaS產品須要同時容納多個租戶的數據，同時還須要保證各租戶之間的數據不會相互干擾，保證租戶中的用戶可以定期望索引到正確的數據，多租戶組件是你必需要解決的一個問題。其他的組件都將圍繞此組件展開各自的業務。

總結

本文將軟件應用程序的發展歷程做爲切入點，並圍繞WHAT(是什麼？)、WHY(爲何？)、WHERE(在哪些領域實施？)和HOW(怎麼樣？)這四個問題對SaaS展開了介紹。文中詳細的闡述了基於SaaS架構的軟件設計須要注意的問題，並分析了SaaS產品的特性、有點、缺點。最後還介紹了基於SaaS架構的軟件產品應該具有的幾個核心組件以及他們各自的做用。但願本次可以讓你對SaaS軟件架構有一個全面的瞭解，而且在你準備實施SaaS軟件架構設計前可以提供一些價值的參考信息。