多租戶

什么是多租戶

多租戶指一套系統(tǒng)能夠支撐多個(gè)租戶。一個(gè)租戶通常是具有相似訪問模式和權(quán)限的一組用戶，典型的租戶是同一個(gè)組織或者公司的若干用戶例证。

要實(shí)現(xiàn)多租戶，首先需要考慮的是數(shù)據(jù)層面的多租戶迷捧。數(shù)據(jù)層的多租戶模型對(duì)上層服務(wù)和應(yīng)用的多租戶實(shí)現(xiàn)有突出影響织咧。本文重點(diǎn)介紹數(shù)據(jù)層多租戶對(duì)各種多租戶模型的支持。

權(quán)衡不同的多租戶實(shí)現(xiàn)方式時(shí)漠秋，需要考慮如下因素：

• 擴(kuò)展性：租戶數(shù)量級(jí)別笙蒙，以及未來發(fā)展趨勢(shì)

• 安全性：租戶之間數(shù)據(jù)隔離級(jí)別要求

• 資源共享：多租戶通常有某種形式的資源共享，需要避免某個(gè)租戶的糟糕SQL吃掉系統(tǒng)資源庆锦，影響其他租戶的響應(yīng)時(shí)間

• 靈活性：不同租戶可能有不同的需求捅位，對(duì)特定租戶需求的擴(kuò)展能力

• 跨租戶分析和優(yōu)化：對(duì)全部租戶或者多個(gè)租戶的數(shù)據(jù)和行為進(jìn)行分析的能力

• 運(yùn)維和管理：運(yùn)維管理的復(fù)雜度和便宜性，包括監(jiān)控搂抒、修改數(shù)據(jù)庫模式艇搀、創(chuàng)建索引、收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)求晶、數(shù)據(jù)加載等

• 成本：總體擁有成本颖变，包括方案實(shí)現(xiàn)成本誓军、運(yùn)維成本等

多租戶模型

多租戶模型描述了租戶和該租戶的數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系逸月。不同的多租戶模型會(huì)影響數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)氧卧、管理和維護(hù)。

一租戶一數(shù)據(jù)庫

最簡(jiǎn)單的多租戶實(shí)現(xiàn)方式是為每一個(gè)租戶創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫蚜锨，如下圖所示档插。應(yīng)用程序?yàn)槊總€(gè)租戶分配一個(gè)租戶id，并為每個(gè)租戶配置相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫連接信息（包括數(shù)據(jù)庫ip亚再、端口等）郭膛。應(yīng)用程序根據(jù)租戶id連接到為其分配的數(shù)據(jù)庫。

image.png

這種模型中不同租戶的數(shù)據(jù)物理隔離氛悬，安全級(jí)別高则剃。如果每個(gè)租戶的數(shù)據(jù)庫使用不同的硬件和數(shù)據(jù)庫類型耘柱，則他們之間的資源使用也是物理隔離的；如果租戶的數(shù)據(jù)庫共用同一套硬件棍现，則需要對(duì)資源進(jìn)行合理分配和管理调煎，避免相互影響。由于不同租戶使用獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫己肮，靈活性好士袄，容易滿足不同租戶的特定需求（譬如需要額外的字段）。出現(xiàn)故障時(shí)影響面小谎僻。缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)庫數(shù)量大娄柳，維護(hù)復(fù)雜，擁有成本高艘绍。適合租戶數(shù)目比較少的場(chǎng)景赤拒。

一租戶一名字空間（Schema/Namespace）

多個(gè)租戶共享同一個(gè)數(shù)據(jù)庫，每個(gè)租戶擁有獨(dú)立的名字空間（或模式）诱鞠。應(yīng)用程序?yàn)槊總€(gè)租戶分配一個(gè)id挎挖，并把每個(gè)租戶的所有操作限制在為其分配的名字空間/模式之中。如下圖所示航夺。

image.png

這種多租戶模型下蕉朵，不同租戶的數(shù)據(jù)邏輯上相互隔離，安全控制相對(duì)簡(jiǎn)單敷存。不同租戶有不同的模式墓造，可以簡(jiǎn)便的滿足不同租戶的特定需求堪伍，靈活性高锚烦。對(duì)資源管理能力要求高，以避免不同租戶競(jìng)爭(zhēng)資源帝雇′潭恚可以把不同租戶的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的磁盤上，降低了對(duì)磁盤IO的競(jìng)爭(zhēng)尸闸。運(yùn)維和管理較復(fù)雜彻亲，不易實(shí)現(xiàn)大量租戶的跨租戶分析。適合租戶數(shù)目適中的場(chǎng)景吮廉。

全共享方式

不同租戶共享同一個(gè)數(shù)據(jù)庫苞尝、同一個(gè)名字空間。不同租戶的數(shù)據(jù)在同一組表中共存宦芦，通過租戶id標(biāo)記和訪問不同租戶的數(shù)據(jù)（應(yīng)用需要調(diào)整訪問數(shù)據(jù)的SQL以包含租戶id）宙址。如下圖所示。

image.png

這種多租戶模型中调卑，不同租戶的數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)在一起抡砂，對(duì)系統(tǒng)的資源隔離和安全隔離要求很高大咱。運(yùn)維相對(duì)簡(jiǎn)單。擴(kuò)展能力好注益，可以支持較多數(shù)量租戶碴巾。由于租戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一起，跨租戶數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化非常簡(jiǎn)單丑搔。成本低厦瓢，可以較低的代價(jià)支持更多的租戶。

全共享模型中啤月，很多數(shù)據(jù)庫采用添加大量自定義字段的方式滿足不同租戶的特定需求旷痕，以提高靈活性。這種方式有諸多局限性顽冶，譬如字段數(shù)目不能太多欺抗、管理復(fù)雜等。支持更多半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)强重，包括JSON 等绞呈，通過這種半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，可以更靈活间景、高效佃声、便捷的滿足不同租戶的特定需求。

案例剖析

下面我通過用一個(gè)簡(jiǎn)單的全共享數(shù)據(jù)庫的多租戶模式的案例倘要，來對(duì)PaaS平臺(tái)型軟件進(jìn)行演示圾亏。

系統(tǒng)賬戶層級(jí)如下圖所示:

image.png

在上圖這個(gè)系統(tǒng)用戶的層級(jí)關(guān)系中，我們需要四張表:

• ga_user:此表用于存儲(chǔ)PaaS平臺(tái)T1內(nèi)所有的賬戶相關(guān)信息封拧，如laowang@test.com,zhangshan@test.com,jingwa@test.com等賬戶和密碼志鹃。此表用于登錄平臺(tái)時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)證和權(quán)限控制時(shí)所用泽西。

• tenant:用于存儲(chǔ)所有的租戶信息曹铃，如SaaS A, SaaS B,SaaS C。

• customer:用于存儲(chǔ)所有的客戶信息捧杉，如消費(fèi)客戶/組織S1,消費(fèi)客戶/組織S2陕见。

• device:用于存儲(chǔ)平臺(tái)內(nèi)所有客戶，租戶的設(shè)備相關(guān)信息味抖。

具體流程,可以概括為:

我們用PaaS平臺(tái)系統(tǒng)管理員帳號(hào)laowang@test.com登錄系統(tǒng)评甜。

在系統(tǒng)中，新建SaaS A, SaaS B,SaaS C三個(gè)組織或者客戶仔涩，并為這三個(gè)租戶分配各種租戶的租戶管理員賬戶忍坷，分別為zhangsan@test.com, lisi@test.com,wangwu@test.com。當(dāng)我們用這三個(gè)賬戶登錄系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)租戶id和相應(yīng)的權(quán)限顯示對(duì)應(yīng)的框架內(nèi)容和組織信息承匣。

這三個(gè)組織利用PaaS平臺(tái)上的服務(wù)框架和應(yīng)用為需要的客戶和組織提供一站式解決方案蓖乘，有點(diǎn)類似我們采用阿里云平臺(tái)上的服務(wù)框架來解決自己的企業(yè)需求。

當(dāng)SaaS B具體到實(shí)施項(xiàng)目時(shí)韧骗，為消費(fèi)客戶/組織S1或消費(fèi)客戶/組織S2分配帳號(hào)進(jìn)行公有云訂閱服務(wù)嘉抒，進(jìn)行項(xiàng)目迭代交付或者本地化實(shí)施。

UML實(shí)體圖如下:

image.png