新零售SaaS架構：多租戶系統架構設計

什麼是多租戶？

多租戶是SaaS領域的特有產物，在SaaS服務中，租戶是指使用SaaS系統的客戶，租戶不同於使用者，例如，B端SaaS產品，使用者可能是某個組織下的員工，但整個企業組織是SaaS系統的租戶。多租戶技術是一種軟體架構技術，可以實現多個租戶共用系統範例，並且租戶間能夠實現資料與行為的隔離。

傳統軟體模式 VS SaaS模式

傳統軟體專案一般是指，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

對於SaaS模式，多租戶間的資源隔離是非常基礎的能力，出於成本和運營效率考慮，SaaS服務商需要構建多租戶可同時存取軟體的環境，不同租戶雖然存取同一套SaaS產品服務，但資源存取需要嚴格隔離開。

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、儲存、網路等資源的隔離。
第二層是系統基礎資料的隔離，主要包括組織，使用者，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，各類業務動態資料的隔離，例如業務單據、操作記錄等。

多租戶架構主要是解決第一層的隔離問題，即計算、儲存、網路等資源的隔離。為了實現多租戶隔離架構，我們先要搞清楚常見的幾種多租戶隔離模式。

豎井隔離模式

有些SaaS服務商會選擇豎井隔離模式，即每個租戶都執行在隔離的一套資源中。有人會說，這不就是傳統軟體模式嗎，為什麼會是SaaS模式呢？但如果這些豎井式的資源，擁有標準化的租戶身份識別、入駐流程、計費體系、部署流程、運營流程，那邊它依然是SaaS模式，只不過每個客戶都有一套端到端的基礎設施。

優勢

滿足強隔離需求：一些客戶為了系統和資料的安全性，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範例、資料放在一起。
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、儲存、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，就需要建立和運營一套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

相信很多SaaS服務商會優先選擇共用模式，即多租戶共用一套基礎設施資源，這樣能讓SaaS軟體服務更加高效、敏捷、低成本。

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，對基礎設施設定管理、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佔用機器資源，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。

但需要注意的是，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

瞭解各種多租戶隔離模式後，我們來總結下多租戶系統的定位。多租戶系統是為了滿足多使用者使用一套產品，並實現使用者間的資料與行為隔離，但根據使用者需求不同，可以共用或隔離軟硬體資源，系統架構上能夠靈活支援多種隔離模式。

多租戶系統需要具備的能力

多個租戶支援共用一套雲資源，如計算、儲存、網路資源等。單個租戶也可以獨佔一套雲資源。
多個租戶間能夠實現資料與行為的隔離，能夠對租戶進行分權分域控制。
租戶內部能夠支援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，支援執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，租戶之間資料與行為是隔離的。
使用者：在某個租戶內的具體使用者，可以通過使用賬戶名、密碼等登入資訊，登入到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：為了解決客戶的某型別業務問題，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：用來執行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，例如阿里雲、騰訊雲、華為雲等。對這些雲平臺提供的計算、儲存、網路、容器等資源，抽象為雲資源。

概念模型設計

SaaS平臺可以建立與管理多個平臺使用者、多個租戶、多個資源域。
單個平臺使用者可以關聯到多個租戶下，例如，平臺使用者張三，可以是租戶A的使用者，也可以是租戶B的使用者。單個租戶下可以擁有多個使用者。
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，產品能力執行在某個資源域上。
組織單元間有上下級關係，單個組織下可以有多個員工，員工與單個使用者進行繫結。

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、使用者、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俱或設施。

租戶身份識別

在各種隔離模式下，識別租戶身份，獲取租戶的資源設定，是非常關鍵的。當一個使用者登入SaaS系統後，系統會返回租戶上下文資訊，上下文會包含使用者繫結的租戶資訊，以及隔離模式。租戶上下文資訊會被附加在每一次系統互動中，貫穿整個系統呼叫鏈路，讓上游呼叫方知道路由到哪些下游資源。

租戶計費計量管理

在豎井隔離模式下，由於資源本身就是隔離的，所以可以根據佔用的計算、儲存、網路資源來計費計量，邏輯相對簡單。在共用模式下，計費計量就比較複雜，我們要能準確地採集到各個租戶對實際資源的使用情況，一般會根據請求並行量、儲存容量、資料物件數量等資料來進行組合計費。

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。