内容


使用 IBM 中间件实现 SaaS 解决方案,第 3 部分

单一实例多租户应用程序中的资源共享、隔离和定制

Comments

系列内容:

此内容是该系列 # 部分中的第 # 部分: 使用 IBM 中间件实现 SaaS 解决方案,第 3 部分

敬请期待该系列的后续内容。

此内容是该系列的一部分:使用 IBM 中间件实现 SaaS 解决方案,第 3 部分

敬请期待该系列的后续内容。

简介

在本系列的第二篇文章中(使用 IBM 中间件实现 SaaS 解决方案,第 2 部分:启用多租户的方法),我们讨论了启用多租户的三种方法,即虚拟化、中介和共享。本文主要讨论第三种方法,介绍如何使用单一共享应用程序实例同时支持多个客户组织(即租户),实现经济有效性目标。我们要使用 IBM 中间件开发一个经济有效、安全且可配置的多租户应用程序。我们主要关注多租户应用程序设计和实现的三个关键方面:

  • 资源共享机制:减少每个租户的硬件、软件和管理成本
  • 安全隔离机制:防止租户之间的非法访问、冲突和干扰
  • 定制机制:通过配置方法支持与租户相关的 UI、访问控制、过程和数据模型

为了便于读者理解,我们设计了一个示例应用程序 EasyOA,它应该有助于解释如何使用 IBM 中间件产品(尤其是 IBM WebSphere Application Server (WAS)、DB2、Tivoli Directory Server (TDS) 和 WebSphere Process Server (WPS))实现多租户模型。

基于资源共享的多租户启用方法

如图 1 所示,基于资源共享的多租户启用模式分为两类:1) 多个应用程序实例和 2) 单一共享应用程序实例。前者为每个租户提供专用的应用程序实例,这些实例在共享的硬件、操作系统或中间件服务器上运行。后者用单一共享应用程序实例支持许多租户,这个实例包含各种资源。这两种模式可以支持的租户数量差异很大。多实例方法用来支持几个(最多几十个)租户,每个租户可能有数百位用户,使用一组服务器。单一共享实例方法用来支持大量小型租户,租户数量常常是数百个、数千个甚至更多。

图 1. 多个应用程序实例与单一共享应用程序实例模式
多个应用程序实例与单一共享应用程序实例模式
多个应用程序实例与单一共享应用程序实例模式

应该根据特定的应用场景和目标客户的需求选择资源共享模式。通常,大型企业喜欢多实例方法,因为这有助于避免与资源共享相关联的潜在风险。对于面向 SMB 客户(他们的服务预订预算比较少)的大多数服务,为了实现规模效益,业务模型必须通过吸引大量客户增加收入,同时使用非常高效的可伸缩的多租户基础结构支持这些客户,降低每个客户的平均服务交付成本。在这些场景中,多实例模式是不合适的,因为每个租户带来的收入很少,不足以抵偿为租户分配专用的硬件/软件资源的成本。

尽管多租户应用程序在经济有效性方面非常有优势,但是它们也面对许多难题,尤其是与隔离和定制相关的问题。

首先,应该在各个租户之间支持应用程序级隔离。尽管所有租户共享同一个基础结构和应用程序实例,但是从用户体验、服务质量 (QoS) 和管理的角度来看,租户当然希望像专用租户那样访问和使用服务。因此,在体系结构设计的几乎所有部分都应该仔细考虑隔离,包括非功能性和功能性两方面,涉及安全性、性能、可用性和管理等。

第二,应该支持租户在运行时定制自己的服务,而不会影响其他租户。在过去,定制通常需要修改代码和重新部署应用程序。但是,这种定制模式在多租户服务环境中是不现实的。因为所有租户共享同一个应用程序实例,如果一个租户进行这样的定制,所有租户的服务都会受到影响,而且在更新期间可能会中断服务。随着租户数量的增加,中断会越来越频繁,导致非常严重的服务可用性问题。因此,一个租户在运行时的定制不应该影响其他租户,这是多租户应用程序的关键需求之一。

多租户资源:J2EE 工件的共享、隔离和定制机制

对于 J2EE/SOA 应用程序,有许多种可访问的资源,在用户界面、业务逻辑、过程/工作流和数据模型等层上还有各种运行时工件。为了设计非常高效的多租户应用程序,我们需要通过以下两个步骤小心地管理这些资源:

  • 识别出可以在租户之间共享的所有资源类型。估计通过采用共享机制能够节省的成本,据此确定它们的优先次序
  • 对于每种可共享资源,列出所有潜在的隔离和可配置点。针对不同的多租户场景,评估和总结最合适的隔离和定制方法

表 1 简要总结这些重要的资源以及相应的共享、隔离和定制机制。在本系列的后续文章中,我们将详细介绍它们。

表 1. 多租户资源共享、隔离和定制机制概述
组件共享的资源隔离方法可配置方法
持久化数据模型 - - -
数据库服务器(JDBC、SDO 等) 数据源,连接池
数据库账户
数据库/模式/表/缓冲区池等
存储隔离:专用的表/模式或数据库,或共享的表/模式
访问隔离:通过专用数据源和连接实现 DBMS 级访问控制,或通过筛选器实现应用程序级访问控制
数据库/表/模式
固定的保留字段
扩展的子表
XML 扩展字段
文件和 I/O 目录
文件
专用的目录/文件
共享的文件,使用与租户相关的筛选器
目录结构或文件格式
目录服务器 (LDAP) 目录树
模式
每个租户专用的子树
共享的树,使用与租户相关的筛选器
目录树结构和模式定义
业务逻辑 - - -
身份验证/授权 组织结构/特权存储库
登录/授权模块
根据持久化数据模型(LDAP、数据库等)隔离的存储库
扩展的感知租户的用户注册插件
组织结构、角色、特权及其映射关系
全局 Java 对象 静态变量
单实例类的变量
每个租户专用的(静态)变量,使用容器对象 N/A
远程访问(套接字/Http、RMI、CORABA、JNDI、Web 服务) 远程服务
URI、端口号、用户名、密码等连接参数
专用的远程服务
共享的远程服务,把租户信息传播给远程服务
连接参数
EJB 有状态 EJB 实例
数据源连接,实体 Bean 的表
队列,发送者的 MDB 标识
每个租户专用的有状态 EJB 实例、MDB、队列
共享的实体 Bean,使用与租户相关的筛选器
共享的 MDB,在消息中嵌入租户标识信息
共享的实体 Bean 的保留属性
可定制的消息格式
日志 日志文件位置、内容、格式和配置 专用的日志文件
共享的日志文件,使用与租户相关的筛选器
日志格式和设置参数
缓存 缓存容器 专用的缓存容器
共享的缓存容器,使用与租户相关的筛选器
缓存设置参数
UI - - -
JSP 应用程序范围的变量(tag、usebean、applicationContext 等)
声明变量
徽标、样式、布局等
使用与租户相关的筛选器选择应用程序范围的变量
专用的声明变量
CSS、布局、图片等
servlet 单线程 servlet
servletContext
单线程 servlet 使用专用的 servlet
使用与租户相关的筛选器选择 servletContext 变量
N/A
过程/工作流 - - -
BPEL 过程模板 模板级属性、活动、链接条件等 专用的过程模板
共享的模板,在过程实例中使用与租户相关的筛选器
过程模板的骨架
人工任务 动作、任务 UI 等 扩展动作,支持根据启动者的租户信息隔离人员选择机制 UI 元素和共享任务的设置
人员选择规则
业务规则 规则 专用的业务规则
共享的业务规则,使用与租户相关的筛选器作为规则参数
业务规则的规则值设置

EasyOA,示例应用程序

EasyOA 是一个为小型企业开发的简单的办公自动化应用程序。这个应用程序主要包含一个休假申请过程。职员可以通过这个过程提出休假申请和查询自己的休假历史,而经理通过这个过程批准职员的申请。管理员有权查看公司所有用户的操作日志。

EasyOA 是一个典型的 J2EE 应用程序,它基于以下 IBM 中间件:

  • IBM WebSphere Application Server V6.02
  • IBM WebSphere Process Server V6.02
  • IBM Tivoli Directory Server V6.0
  • IBM DB2 V8.2
图 2. EasyOA 的总体体系结构和多租户启用特性
EasyOA 的总体体系结构和多租户启用特性
EasyOA 的总体体系结构和多租户启用特性

EasyOA 在设计时考虑到了支持多租户。如图 2 所示,支持的主要多租户特性如下:

  • 身份验证和授权说明如何设计组织结构和访问控制(特权)数据存储/访问模式。它们还在多租户上下文中增强了标准的 Java Authentication and Authorization Service (JAAS) 模块/过程。
  • 公用 J2EE 工件说明如何通过一种基于隐式筛选器的机制区分租户,隔离和定制用户界面和业务逻辑的资源。
  • 持久化数据模型从隔离、安全性、定制和性能等许多角度,识别和评估用于数据存储/访问的所有多租户设计模式。
  • 业务过程说明如何按照共享过程模板模式,隔离和定制不同租户的人工任务或过程的人员/角色选择。

本系列的第 4 部分将全面介绍这些特性的体系结构和实现。

结束语

多租户设计模式(使用单一共享应用程序实例同时支持多个租户)对于提高 Web 应用程序的经济有效性非常重要。在本文中,我们讨论了总体体系结构设计原则,以及使用 IBM 中间件开发安全且可配置的多租户应用程序的相关技术。本文只是概述,后续文章提供关于这个主题的详细信息。


相关主题


评论

添加或订阅评论,请先登录注册

static.content.url=http://www.ibm.com/developerworks/js/artrating/
SITE_ID=10
Zone=SOA and web services
ArticleID=419152
ArticleTitle=使用 IBM 中间件实现 SaaS 解决方案,第 3 部分: 单一实例多租户应用程序中的资源共享、隔离和定制
publish-date=08132009