新零售SaaS架構：多租戶系統架構設計

什麼是多租戶？

傳統軟體模式 VS SaaS模式

傳統軟體項目一般是指，面向客戶開發一套特定的軟體系統，並部署在獨立的環境中，通常是企業內部環境。而SaaS模式，是將軟體服務部署到雲端環境，可以面向不同的客戶提供相同的軟體服務。

SaaS多租戶隔離模式

SaaS資源隔離包含幾個層次：

• 第一層是SaaS系統底層所涉及到的計算、存儲、網路等資源的隔離。
• 第二層是系統基礎數據的隔離，主要包括組織，用戶，角色，許可權，產品能力授權關係等。
• 第三層是系統使用過程中，各類業務動態數據的隔離，例如業務單據、操作記錄等。

豎井隔離模式

優勢

• 滿足強隔離需求：一些客戶為了系統和數據的安全性，可能提出非常嚴格的隔離需求，期望軟體產品能夠部署在一套完全獨立的環境中，不和其他租戶的應用實例、數據放在一起。
• 計費邏輯簡單：SaaS服務商需要針對租戶使用資源進行計費，對於複雜的業務場景，計算、存儲、網路資源間的關係同樣也會非常複雜，計費模型是很有挑戰的，但在豎井模式下，計費模型相對來說是比較簡單的。
• 降低故障影響面：因為每個客戶的系統都部署在自己的環境中，如果其中一個環境出現故障，並不會影響其他客戶使用軟體服務。

劣勢

• 規模化問題：由於租戶的SaaS環境是獨立的，所以每入駐一個租戶，就需要創建和運營一套SaaS環境，如果只是少量的租戶，還可能可以管理，但如果是成千上萬的租戶，管理和運營這些環境將會是非常大的挑戰。
• 成本問題：每個租戶都有獨立的環境，花費在單個客戶上的成本將非常高，會大幅削弱SaaS軟體服務的盈利能力。
• 敏捷迭代問題：SaaS模式的一個優勢是能夠快速響應市場需求，迭代產品功能。但豎井隔離策略會阻礙這種敏捷迭代能力，因為更新、管理、支撐這些租戶的SaaS環境，會變得非常複雜和低效。
• 系統管理與監控：在同一套環境中，對部署的基礎設施進行管理與監控，是較為簡單的。但每個租戶都有獨立的環境，在這種非中心化的模式下，對每個租戶的基礎設施進行管理與監控，同樣也是非常複雜、困難的。

共用模式

優勢

• 高效管理：在共用策略下，能夠集中化地管理、運營所有租戶，管理效率非常高。同時，對基礎設施配置管理、監控，也將更加容易。相比豎井策略，產品的迭代更新會更快。
• 成本低：SaaS服務商的成本結構中，很大一塊是基礎設施的成本。在共用模型下，服務商可以根據租戶們的實際資源負載情況，動態伸縮系統，這樣基礎設施的利用率將非常高。

劣勢

• 租戶相互影響：由於所有租戶共用一套資源，當其中一個租戶大量占用機器資源，其他租戶的使用體驗很可能受到影響，在這種場景下，需要在技術架構上設計一些限制措施（限流、降級、伺服器隔離等），讓影響面可控。
• 租戶計費困難：在豎井模型下，非常容易統計租戶的資源消耗。然而，在共用模型下，由於所有租戶共用一套資源，需要投入更多的精力統計單個租戶的合理費用。

分域隔離模式

傳統大企業更喜歡私有化部署、個性化交付的傳統模式，因為他們需要更強的管控和更高的安全性。然而，中小企業付費能力有限，需求往往也更加標準化，所以更喜歡價格更低的、訂購更簡單的SaaS產品。為了滿足不同客戶的需求，還有一種混合了豎井模型與共用模型的模式，即分域隔離模式。

在該模式下，會細分基礎域、專用域，基礎域是使用共用模型，所有租戶共用一套資源；而專用域是使用豎井模型，每個租戶都有獨立的資源環境。

對於大多數中小客戶來說，他們都是在基礎域環境使用SaaS產品，只有少量的大客戶會在專用域使用SaaS產品，通常他們付費能力強，有強烈的強隔離需求。

但需要註意的是，為了避免多套產品版本出現，SaaS服務商需要保證基礎域、專用域的產品版本一致，個性化的部分儘可能通過構建PaaS平臺，讓ISV參與建設。否則，一旦SaaS產品的標準化程度降低，後續各版本的維護將變成災難。

多租戶系統的定位

多租戶系統需要具備的能力

• 多個租戶支持共用一套雲資源，如計算、存儲、網路資源等。單個租戶也可以獨占一套雲資源。
• 多個租戶間能夠實現數據與行為的隔離，能夠對租戶進行分權分域控制。
• 租戶內部能夠支持基於組織架構的管理，可以對產品能力進行授權和管理。
• 不同的產品能力可以根據客戶需求，支持運行在不同的雲資源上。

多租戶概念模型

多租戶核心概念

• 租戶：一般指一個企業客戶或個人客戶，租戶之間數據與行為是隔離的。
• 用戶：在某個租戶內的具體使用者，可以通過使用賬戶名、密碼等登錄信息，登錄到SaaS系統使用軟體服務。
• 組織：如果租戶是一個企業客戶，通常會擁有自己的組織架構。
• 員工：是指組織內部具體的某位員工。
• 解決方案：為瞭解決客戶的某類型業務問題，SaaS服務商將產品與服務組合在一起，為商家提供整體的打包方案。
• 產品能力：指的是SaaS服務商對客戶售賣的產品應用，特指能夠幫助客戶實現端到端場景解決方案閉環的能力。
• 資源域：用來運行1個或多個產品應用的一套雲資源環境。
• 雲資源：SaaS產品一般都部署在各種雲平臺上，例如阿裡雲、騰訊雲、華為雲等。對這些雲平臺提供的計算、存儲、網路、容器等資源，抽象為雲資源。

概念模型設計

• SaaS平臺可以創建與管理多個平臺用戶、多個租戶、多個資源域。
• 單個平臺用戶可以關聯到多個租戶下，例如，平臺用戶張三，可以是租戶A的用戶，也可以是租戶B的用戶。單個租戶下可以擁有多個用戶。
• 單個租戶可以訂購多個解決方案，解決方案可以包多個產品能力，產品能力運行在某個資源域上。
• 組織單元間有上下級關係，單個組織下可以有多個員工，員工與單個用戶進行綁定。

多租戶核心場景

租戶內部模型關係

對SaaS產品來說，租戶是最頂層的概念，租戶內部擁有組織、用戶、產品能力、雲資源等模型，租戶就像租了一套大房子，其他模型都是房子內部的傢具或設施。

租戶身份識別

在各種隔離模式下，識別租戶身份，獲取租戶的資源配置，是非常關鍵的。當一個用戶登錄SaaS系統後，系統會返回租戶上下文信息，上下文會包含用戶綁定的租戶信息，以及隔離模式。租戶上下文信息會被附加在每一次系統交互中，貫穿整個系統調用鏈路，讓上游調用方知道路由到哪些下游資源。

租戶計費計量管理

多租戶系統應用架構

總結

本文首先介紹了什麼是多租戶，對比傳統軟體模式與SaaS模式的區別。通過分析多租戶的三種隔離模式，逐步梳理出多租戶的系統架構設計，包括概念模型、場景推演、應用架構等。期望對讀者有幫助，有問題歡迎隨時交流。

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