2017年度盘点丨基础架构演化：从“以资源为中心”到“以应用为中心”的迁移

作者：刘建，搜狗资深架构师，商业平台基础平台负责人，十多年Java相关研发经验，在互联网软件体系结构、分布式计算、面向服务体系结构、用户身份安全等方面有浓厚的兴趣及实践经验。
责编：钱曙光（qianshg@youkuaiyun.com）
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谈到基础架构，不同的人有不同的理解。一般说来，我们将支撑应用研发部署的底层软硬件的集合叫做基础架构。它不仅涉及到IDC、机房、机架、网络、主机、存储等硬件资源，也涉及到操作系统、系统软件、日志管理、应用管理监控等基础软件资源。基础架构支持了分布式服务、大数据、云计算、机器学习等基础领域，也成为IT类企业提升生产力、降低成本的核心。近些年来，随着虚拟化、容器化等新技术的不断涌现和发展，随着应用开发模式从单体应用、MVC、SOA到微服务化，基础架构领域发生了翻天覆地的变化，其对应用的灵活性和透明性不断提升，也显著提升了研发效率，降低了研发成本。

从IaaS、PaaS到CaaS

IaaS

基础架构涉及IDC、机房、网络、主机等基础资源、机架设计和交付、网络架构设计、数据架构规划、操作系统、系统软件、环境交付和机器报废替换等。早期应用的开发和部署过程中大部分的工作不是关注于应用的研发，而是关注于基础环境的搭建，包括租用或者购买主机、搭建网络设施、部署系统及日志监控等基础软件。其开发部署效率低，整体成本高。IaaS基于虚拟化技术提供一种“随需应变”使用硬件资源的方式，它同时提供访问物理主机、存储和网络硬件等接口，使得用户能够按需创建其需要的虚拟资源，较精细的控制所需的主机资源。通过IaaS，能够屏蔽物理硬件的位置，同时节省了IDC、网络、服务器的维护成本。相较于传统的基础架构，IaaS对应用研发人员提供了一层透明性。然而，IaaS仍是以资源为中心的，IaaS仅通过虚拟机提供了机器等底层硬件资源层级的抽象，虚拟机之上的操作系统，应用软件等都依赖于研发人员自行部署和维护。虽然IaaS扩容相对容易，但研发人员仍需从架构上考虑机器宕机、机器故障、网络故障等诸多因素，从而保障应用的高可用。

PaaS

虽然Iaas通过虚拟化屏蔽了底层硬件资源，然而，对于应用研发来说，还有很多基础性的问题没有解决，比如应用部署、弹性扩缩容、高可用保障、监控、日志等。因此，PaaS应运而生。PaaS在IaaS的基础上构建了一层中间层，提供了完整的应用开发、部署、运行、监控平台，提供了一系列的基础服务：包括缓存服务、数据库服务等。国内外比较流行的PaaS平台包括Amazon Web Service、Google App Engine、阿里云、腾讯云等。同时，PaaS平台也提供了工具或者类库来帮助研发人员创建应用、访问PaaS平台提供的各种服务。PaaS平台支持高可靠、自动扩缩容、故障迁移，运维成本极低，可以随需满足业务发展需求。相对于IaaS，PaaS平台对应用的支持更近了一步。然而，PaaS也存在缺点，主要体现在：