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【51CTO.com快譯】可以信任公共云嗎?答案當然是肯定的。在許多方面，采用公共云比企業運營自己的數據中心更安全。

但是，多個客戶在公共云共享同一物理硬件這一事實是否會造成安全問題?多租戶系統在本質上都不太安全嗎?

什么是多租戶?

首先，應該討論多租戶環境和單租戶環境的含義。正如人們懷疑的那樣，答案并不像看起來那么明確。

先了解一下在數據中心運行的非云的應用程序。圖1顯示了這樣一個系統。

圖1單租戶應用程序

可以在圖1中看到兩個客戶，每個客戶都在不同且獨立的物理服務器上運行不同的應用程序實例。兩臺服務器可能在同一個數據中心運行，共享同一個網絡基礎設施，但不共享其他物理資源。由于它們都運行不同的計算機實例(具有獨立的CPU、內存和存儲硬件)，因此一個客戶的信息很難干擾另一個客戶的信息，這在本質上是不可能的。

但是，如果在此設置中添加第三個客戶，則需要應用程序的第三個實例，這需要購買和設置第三臺物理服務器，并安裝、更新和配置適當的硬件設置和軟件。通常情況下，添加新客戶是一項緩慢、繁瑣且極其昂貴的任務。而從好的方面來說，客戶的應用程序可以被物理硬件墻隔開。

多租戶的虛擬化

將上述單租戶模型與圖2所示的模型進行比較。

圖2 物理多租戶、虛擬單租戶模型

在圖2中有兩個客戶，他們使用了一臺物理服務器運行兩個不同實例。但是在這種情況下，實例分別運行在兩個獨立的虛擬服務器上，實際上它們都在同一臺物理服務器上運行。這是使用服務器虛擬化的多租戶示例，自從上世紀80年代末和90年代初以來一直在使用。這個理念是每個應用程序駐留在單獨的虛擬服務器上，但兩個虛擬服務器駐留在相同的物理硬件上。

與單租戶模型相比，這一模型提高了遷移應用程序和軟件的能力。現在，當新客戶加入時，可以使用這臺物理服務器的硬件和軟件，無需部署全新的物理服務器。需要做的就是啟動一個新的虛擬服務器實例。這是一個簡單的命令或API調用，通常很容易做到。只要物理服務器有足夠的容量，就可以通過簡單的API調用啟動多個虛擬服務器。而只有在需要額外的物理資源時才需要增加新硬件。

事實上，這個模型如此強大，以至于它是云計算服務的基礎。服務器虛擬化允許云計算提供商直接向企業出售虛擬服務器實例，并使他們能夠按需啟動和停止實例。這是AWS EC2服務的基礎，也是Microsoft Azure、谷歌云平臺和其他公共云服務的基礎。新實例可以租給客戶一段時間，然后釋放出來供其他客戶使用。

客戶的信息被虛擬硬件墻隔開，而這些硬件墻可以由虛擬化軟件模擬。雖然添加新的客戶更容易，但它仍然需要啟動新的虛擬服務器實例，這確實會消耗資源。

這種模型稱為物理多租戶、虛擬單租戶模型。這個名字來源于這樣一個事實，即每個虛擬實例都被分配給一個擁有自己的軟件實例(虛擬單租戶)的客戶，而虛擬實例都運行在共享的物理硬件上(物理多租戶)。

多租戶軟件

現在將上面的兩個模型與圖3進行比較。

圖3 物理多租戶、虛擬多租戶模型(又名SaaS模型)

在這個模型中，多個客戶共享同一個應用程序實例，都運行在同一個物理服務器和同一個物理基礎設施上。在這種情況下，軟件提供了客戶之間的分離，但不是物理分離，這些客戶的應用和信息只是通過軟件分隔。

這種模型稱為物理多租戶、虛擬多租戶模型。它被稱為軟件即服務(SaaS)模型。

在這種情況下，添加新客戶非常容易。不需要虛擬或物理硬件。只要底層硬件有足夠的資源，就可以通過更新數據庫或在配置文件中添加條目來添加額外的客戶。添加新客戶快速、簡單且成本低廉。

多租戶安全嗎?

單租戶比多租戶更安全嗎?這是一個常見問題，也是一個很難回答的問題。兩種模型可能是安全的，也可能是不安全的。當涉及到惡意人士試圖攻擊軟件和應用程序時，這兩種模型都需要安全的流程和程序來防止惡意攻擊。

但是意外的安全漏洞呢?例如，不小心將一個客戶的數據暴露給另一個客戶呢?當然，設計不佳的多租戶SaaS應用程序確實存在將數據暴露給使用相同共享環境的其他消費者的風險。

要了解這一點，可以通過圖4來了解。

圖4 跨客戶安全問題因租賃類型而異

首先來看一個真正的單租戶應用程序，如圖4左上角所示。如果一個客戶的數據意外地泄露給另一個客戶，那么其數據必須在物理服務器之間移動。這并不容易，也很難想象這怎么會意外發生。單租戶系統不太可能出現意外的安全問題。

現在來看看虛擬服務器的多租戶應用，如圖4右上角所示。為了在這個模型中意外暴露數據，數據必須穿越一個強大的虛擬化邊界。雖然很難想象這種情況會發生，但這并非不可能。事實上，幾年前，Meltdown和Spectre漏洞暴露了服務器虛擬化中的一個缺陷，該缺陷可能導致此類暴露，但該缺陷很快被發現并修復。

在真正的多租戶應用程序(SaaS應用程序)中，如圖4底部所示，軟件錯誤更有可能暴露客戶之間的數據。這是因為客戶之間的分離完全存在于應用層，其底層硬件或虛擬化沒有分離。從理論上來說，軟件錯誤可能會意外地暴露另一個客戶的數據。

這是人們可能會面臨的風險。但實際上，當使用來自信譽良好的企業的高質量SaaS應用程序時，這種風險并沒有看起來那么大。當然，任何涉及租戶之間意外數據泄露的漏洞都會很快得到修復。人們對這個特定問題給予了很多關注。但這是客戶在選擇SaaS公司并決定向他們提供哪些數據時應該考慮的問題。

為什么要使用多租戶?

如果單租戶在理論上比多租戶更安全，那為什么還要使用多租戶呢?

首先，可以從上述用例中推斷出，多租戶系統更容易擴展，也更容易添加新客戶。在單租戶系統中添加新客戶的成本非常高，因為這包括新硬件、設置、配置、維護、軟件、升級等的成本。相比之下，新客戶的增量成本在真正的多租戶SaaS系統幾乎為零，其添加實際上就像向數據庫添加一行數據一樣簡單。多租戶SaaS系統允許提供商在他們的應用程序中構建“先試后買”的功能，并在仍然保持盈利的同時實施真正的免費層。這在完整的單租戶應用程序和硬件中幾乎是不可能的。

當必須處理額外負載時，多租戶系統還可以更輕松地向正在運行的應用程序添加資源。如果應用程序需要一定數量的服務器來處理負載，并且流量激增，那么會怎么做?對于具有虛擬多租戶硬件的系統，可以在幾秒鐘內輕松地動態添加額外的服務器容量。對于真正的單租戶應用程序，購買、安裝和配置物理服務器可能需要數天或數周的時間。

由于在單租戶應用程序中增加容量需要很長時間，因此需要提前幾個月規劃容量。企業必須猜測自己的需求是什么，并且必須有足夠的過剩容量來滿足可能遇到的任何異常或意外的峰值。這種過剩容量大部分時間都處于閑置狀態，從而增加了應用程序運營成本。

使用多租戶系統，以通過啟動更多虛擬服務器，在需要時動態添加額外容量。由于多租戶基礎設施中的硬件是共享的，因此多余的容量會在多個客戶之間分攤。

應用程序將運行在多租戶的硬件環境

應用程序的未來發展是，多租戶硬件環境中的多租戶虛擬環境中運行多租戶應用程序。單租戶應用程序將越來越少，并且將主要用于內部部署數據中心環境。多租戶系統的安全問題只是所有應用程序整體安全框架的一部分。

多租戶是公共云的基礎，它是所有主要生產操作環境的支柱，它定義了現在和將來如何構建和部署應用程序。

原文標題：Learn to love the multitenant cloud，作者：Lee Atchison

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