作者
Chrystal R. China
Staff Writer, Automation & ITOps
IBM Think
Michael Goodwin
Staff Editor, Automation & ITOps
IBM Think
Iaas、Paas、Saas：有何区别？
基础设施即服务 (IaaS)、平台即服务 (PaaS) 和软件即服务 (SaaS) 是三种最热门的云服务类型。它们有时被称为三个核心云服务模型或云计算服务模型。
“即服务”是指通过基于云的产品消费 IT 资产的方式，突出了云计算与传统 IT 的本质区别。在传统 IT 中，企业通过在本地数据中心购买、安装、管理和维护 IT 资产来消费 IT 资产。云服务提供商通过云计算老拥有、管理和维护资产。客户使用互联网连接进行使用，并以订阅或即用即付的方式付费。
IaaS 是一种云计算形式，可提供对云托管计算、存储空间和网络的按需访问，用于在云端运行应用程序和工作负载的后端 IT 基础设施。它使企业能够根据需要扩展资源，并减少大量前期资本支出或复杂的本地部署基础设施配置的需求。
企业通常依靠 IaaS 工具来管理其高性能工作负载，尤其是在容易出现用户活动突然激增的“尖峰”工作负载的情况下。
PaaS 是一种云计算模式，为开发、运行、维护和管理应用程序提供完整的按需云平台（硬件、软件和基础设施）。PaaS 提供商在其数据中心托管所有内容，包括服务器、网络、数据存储、操作系统 (OS) 软件、数据库和开发工具。
PaaS 使企业能够⽐使⽤内部开发和管理的本地平台更快、更便宜地构建、测试、部署、运⾏、更新和扩展应⽤。
SaaS 是云托管应用程序软件，可通过互联网面向兼容计算设备进行交付。SaaS 提供商负责运营、管理并维护软件以及保障软件运行的基础设施。SaaS 用户无需购买应用程序软件并将其安装在本地设备上，只需创建帐户并订阅应用程序即可开始运行。
IaaS、PaaS 和 SaaS 并不互斥，许多企业都在使用这三者，因为它们都为开发人员提供了可访问、可扩展的 IT 功能，而且成本结构更可预测。
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IaaS (基础设施即服务)
IaaS 为本地部署计算基础设施提供了基于云的替代方案，为用户提供物理和虚拟计算资源（由 IaaS 提供商在数据中心托管）。
通过 IaaS，供应商为 IT 运营提供基础（基础设施，包括维护、补丁、升级和故障排除），因此客户可以专注于软件和战略，而不是管理物理硬件。客户通过广域网（通常是互联网）访问 IT 资源和服务，并使用云供应商的平台来管理应用程序堆栈的其余部分。
IaaS 工具依赖于虚拟化技术，该技术可支持多个虚拟机 (VM) 在单个物理服务器上运行。每个虚拟机均独立运行，拥有自己的操作系统、应用程序以及内存和存储空间规格，并且提供商会管理虚拟机管理程序（也称为虚拟机监视器或 VMM），以保持虚拟机隔离。虚拟机管理程序还为每个实例分配计算能力、内存和存储空间，使客户能够创建、配置和扩展虚拟实例，以满足其需求。
根据业务需求，IaaS 可以与⾃动化服务（如⾃动扩展、负载均衡、灾难恢复和性能监控）配对，以帮助优化应⽤可⽤性和⼯作负载管理。IaaS 平台还可以帮助企业利用 AI 和机器学习 (ML) 技术。例如，开发⼈员可以使⽤通过 IaaS 提供的计算能⼒来创建⽤于构建和扩展⽣成式 AI 应⽤的基础模型。
对于 IaaS 而言，灵活、基于使用量（即用即付）的模式最为常见。但是对于更可预测的工作量和更长期的承诺，公司可以选择预留实例或基于订阅的计费方式（如按月计费）。许多提供商均为这些承诺提供折扣。
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IaaS 资源类型
IaaS 提供⼀系列虚拟化计算资源，⽤户可以通过互联⽹访问和控制。其中包括：
计算资源
IaaS 计算引擎由 Web 处理和应用程序执行专用中央处理单元 (CPU) 以及高性能工作量和系统内存 (RAM) 专用 GPU 组成。用户可以通过虚拟机或专用裸机服务器形式请求计算资源。
裸机服务器
裸机服务器是一种物理机器，通常专用于单一客户。它们可为客户提供对硬件的完全控制权，并支持客户创建自定义工作量。此功能对于需要高性能、严格监管合规性或最低延迟的工作量尤为实用。传统的裸机服务器缺乏预安装虚拟机管理程序，但用户可以根据需要自行添加。
虚拟服务器
虚拟服务器是软件定义的服务器，支持多个虚拟机分享单个裸机服务机。它们非常适合开发、测试和数据备份等灵活的短期工作量。它们可以帮助企业优化资源使用、削减成本并快速配置 IT 资源。
企业通常使用结合使用虚拟服务器和裸机服务机来平衡性能、定制和可扩展性。
网络
IaaS 中的网络由软件定义网络 (SDN) 提供支持，它利用应用程序编程接口 (API) 向用户提供虚拟化路由器、交换机、防火墙、子网、VPN 网关和负载均衡器。相反，客户可以借助网络 API 将其虚拟基础设施安全地连接到互联网，同时管理不同网络资源之间的通信。
存储
IaaS 平台提供多种云存储选项。例如，块存储将数据存储在存储区域网络 (SAN) 或基于云的存储空间中。这使得块存储非常适合需要快速、可靠数据传输的用例。
文件存储通过将数据存储在云端，并通过互联网提供访问，从而实现在多个用户之间共享文件。
容器
IaaS 环境还可支持容器化，以便将应用程序封装到具有所有必要的操作系统库和依赖项的轻量级、可移植容器中。容器比虚拟机更高效，因为它们可以使用 Docker 和 Kubernetes 等编排工具进行部署、管理和扩展。
安全性
IaaS 中的安全基于分担责任模型。提供商负责保护物理基础设施，包括数据中心设施和底层硬件。通常，他们提供数据加密、访问控制和网络安全工具，帮助客户保护敏感信息并降低网络攻击的风险。反过来，客户有责任在云端保护自己的应用程序、工作负载和数据。
IaaS 用例
IaaS 模型可提供跨各类用例的通用计算资源，包括：
备份和灾难恢复
IaaS 提供基于云的备份和灾难恢复解决方案，使组织能够在云中复制和备份其系统和数据，从而帮助确保业务连续性。例如，组织可以在多个服务器上复制应用程序，因此，如果一台服务器出现故障，另一台服务器则会接管。
大数据分析
大数据分析是指收集和检查大型复杂的数据集（即大数据）以提取有价值洞察的过程。IaaS 平台可以提供企业分析大数据和制定数据驱动型决策所需的巨大处理能力。
网站托管
IaaS 为企业提供了一种经济高效的方式来托管安全、可扩展且面向客户的网站和应用程序，并提供快速、一致的最终用户体验。
高性能计算 (HPC)
与传统的本地基础设施设置相比，IaaS 为企业提供一种有效且经济高效的方式来支持高性能计算 (HPC)。HPC 是一种使用并行工作的强大处理器集群来处理大量多维数据集，并以超快的速度解决复杂问题的技术。
混合云和多云迁移
混合云架构将公有云、私有云和本地基础设施相结合，创建单一、灵活、经济高效的 IT 基础设施。如今，混合云经常与多云方法相结合，以便公司能够从多个供应商处选择一流的公有云服务，并避免出现供应商锁定。
IaaS 可以促进跨混合云环境的资源部署。例如，IaaS 支持直接迁移，即工作负载从本地部署移动到云供应商的数据中心。
IaaS 的优势
与传统 IT 基础设施相比，IaaS 平台为客户提供了更大的灵活性，可以快速扩大或缩小计算资源以适应流量高峰或减速。IaaS 可帮助企业解决规模调整难题：当需求超过可用资源时，他们不需要购买过多的内部部署容量来应对峰值或承担中断风险和性能不佳的风险。
然而，供应商锁定可能是 IaaS 提供商担心的问题。锁定可能会使企业在 IaaS 平台完成配置后很难更换提供商，因此决策者应仔细考虑长期 IT 目标和需求。
投资高级 IaaS 解决方案具备诸多优势，包括：
更高的可用性。借助 IaaS，企业可以在分散的地理位置创建冗余服务器，以确保高度系统可用性，即使在本地服务中断或受扰期间也是如此。
更低的延迟，更高的性能。由于 IaaS 提供商通常在多个地点运营数据中心，因此使用 IaaS 的企业可以在接近用户的区域运行应用程序和服务，以最大限度降低延迟并提高性能。
提高响应能力。借助 IaaS，IT 团队能够在几分钟内动态配置资源以满足需求。它还使他们能够加快新想法的测试和部署。
更快获取尖端技术。借助基于云的基础设施，企业可以以更低的成比使用内部部署基础设施更快地本利用最新技术。
PaaS (平台即服务)
PaaS 为开发、运行和管理应用程序提供了一个基于云的平台。云服务提供商托管、管理和维护平台中包含的所有硬件和软件以及用于安全、操作系统和软件升级、备份等的相关服务，这些硬件和软件包括服务器（用于开发、测试和部署）、操作系统 (OS) 软件、存储、网络、数据库、中间件、运行时、框架和开发工具。
用户通过图形用户界面 (GUI) 访问 PaaS，开发或 DevOps 团队可以在其中协作完成整个应用程序生命周期内的所有工作，包括编码、集成、测试、交付、部署和反馈。
利用 PaaS，客户可以为一定数量的资源和特定数量的用户支付固定费用，或者像 IaaS 客户一样，他们可以选择即用即付定价方式，且只需为使用的资源付费。
PaaS 组件
PaaS 解决方案通常包括三个主要组件：
云基础架构
云基础架构是任何 PaaS 系统的支柱。它包括虚拟机、操作系统、存储和安全功能，例如防火墙和加密。
应用程序管理工具
PaaS 提供了用于创建、启动和管理软件产品的工具。在 PaaS 环境中，应用程序通常使用中间件创建，这简化了工作流程，使多个开发和运营团队可以同时处理同一个项目。
图形用户界面 (GUI)
GUI 是用户友好的仪表板，便于开发或 DevOps 团队在整个应用程序生命周期中管理其工作。它们是开发人员和 PaaS 环境之间的主要交互点。
借助 PaaS，所有标准开发工具都可以通过 GUI 获取，以便开发人员从任何位置登录、协作推进项目、测试新应用程序并发布成品。
PaaS 用例
PaaS 提供集成且随时可用的平台，将基础设施管理转移给云供应商，以便开发团队可以专注于软件创新和改善用户体验。它还可以帮助企业推进一系列 IT 计划。
PaaS 用例的示例包括：
API 开发和管理
由于其内置框架，PaaS 可以简化 API 开发、部署和管理，实现应用程序之间的数据和功能共享。
敏捷开发和 DevOps
PaaS 可提供完全配置的环境，在整个软件应用程序生命周期中推进测试、安全和部署等过程的自动化。这些功能有助于支持 CI/CD 管道和敏捷开发实践。
云迁移和云原生开发
凭借其现成的工具和集成功能，PaaS 可以简化现有的应用程序向云的迁移。具体来说，PaaS 支持重塑平台，即将应用程序迁移到云端，并通过修改来利用云可扩展性、负载均衡和其他功能。
PaaS 还通过促进云原生开发的技术（例如微服务、容器和无服务器函数）支持重构，或部分或全部应用程序的重新架构。
物联网应用程序
PaaS 解决方案可以支持一系列编程语言（例如 Java 和 Python）以及 IoT 应用程序开发和实时 IoT 数据处理专用工具和应用程序环境。
混合云战略
PaaS 解决方案可支持开发人员一次性构建应用程序，然后在混合环境中的任何地方进行部署和管理。
企业 AI 模型
可持续、完全配置的分布式架构有助于提高和确保企业级 AI 工具（包括生成式 AI）的性能。PaaS 可提供这样的环境来支持和简化 AI 应用程序的开发和部署。
PaaS 的优势
与 IaaS 一样，供应商锁定可能是 PaaS 服务的一个问题，特别是当团队试图移动大型复杂应用程序到另一供应商时。PaaS 还要求企业依赖供应商的基础架构和开发平台。如果供应商遇到安全问题或修改平台（例如停止对某些服务的支持），这些更改可能会对应用程序的性能产生负面影响。
PaaS 为企业实现了控制权和便捷性之间的平衡，从而帮助 DevOps 团队提高生产力并缩短开发周期。
PaaS 工具还能帮助企业：
加快上市速度。PaaS 支持企业访问云服务提供商的硬件和软件，并立即开始配置资源和开发软件。
简化可扩展性。对于本地部署平台，企业通常必须购买过多的资源来管理流量波动，这既浪费又昂贵。在低流量和正常流量期间，多余的资源会处于闲置状态（并继续消耗着财务资源）。PaaS 平台支持企业根据需要自动扩展资源并立即使用这些资源。
投资更广泛的 IT 资源。PaaS 平台可提供各类资源的访问权限，许多组织无法自行购买和维护这些资源。
以更低风险获得更多自由。PaaS 可支持开发人员尝试和测试新的操作系统、语言和其他工具，而无需对它们或运行它们所需的基础设施进行大量投资。
增强安全性。PaaS 提供商在安全技术方面投入了大量资金，包括威胁建模和访问控制等内置工具，这些工具可以帮助组织增强整体安全方法的效果。
软件即服务 (SaaS)：如何运作？
SaaS 有时称为云应用程序服务，可通过互联网提供完整、由提供商管理的软件解决方案。
SaaS 充分利用云计算和规模经济，为客户提供了一种更有效的方式来访问、使用和付费软件。云供应商在其服务器上托管 SaaS 应用程序，并管理应用程序的可用性、安全性和整体性能，包括任何软件更新或功能增强。用户通常按月或按年订阅 SaaS 应用程序，并使用 Web 浏览器或移动应用程序进行访问。
部分 SaaS 提供商可提供基于使用量的定价方案，但在很多情况下，客户可以选择统一费率定价模式。统一费率定价指的是“单一套餐、统一价格”方案，用户可以支付单一固定价格来访问所有应用程序功能，类似于流媒体服务订阅。用户只需支付月费或年费即可无限制使用，无论其实际应用程序使用量如何。许多 SaaS 提供商根据需要访问应用程序的用户数量来提供分层套餐。
SaaS (软件即服务)
如今，SaaS 是最广泛应用的公有云计算服务，也是主流的软件交付模式。员工队伍使用的许多应用程序都是通过 SaaS 模型提供的。SaaS 应用程序的示例包括日常应用程序，例如 Salesforce（用于客户关系管理）、Dropbox（用于文件存储和共享）和 Hubspot（用于产品营销），以及核心企业资源规划 (ERP)、人力资源和员工队伍优化平台。
尽管 SaaS 应用程序多种多样，但大多数都有以下功能：
基于云的架构
SaaS 应用程序设计为在云端运行。供应商可以在自己的基础设施上托管这些应用程序，或使用成熟的云供应商，但是依赖成熟的提供商使 SaaS 开发⼈员能够最⼤化应⽤程序可扩展性并将应⽤程序覆盖范围扩展到更⼴泛的客户群。
通用无障碍设施
任何拥有互联网连接和兼容设备（无论是计算机、智能手机还是平板电脑）的用户均可使用 SaaS 应用程序。大多数 SaaS 解决方案都在 Web 浏览器中运行，但有些解决方案要求用户在其设备上安装专用移动应用程序或轻量级客户端。
多租户模型
SaaS 应用程序在多租户架构上运行，其中应用程序的单个实例为多个客户提供服务。为确保安全性和隐私性，每个客户的数据和配置都与其他客户的相应内容隔离开来。
最少的客户维护工作量
借助 SaaS，客户不必担心管理或维护底层基础设施，因为云供应商会提供所有关键服务。
整合工具
许多提供商提供 API，使客户能够将 SaaS 解决方案与其他基于云的应用程序或本地部署软件系统集成（例如，将电子商务网站与“先买后付”的平台连接）。
SaaS 用例
当今员工队伍使用的许多软件都是通过 SaaS 模式进行交付，包括：
日常工具，例如 Slack（用于消息传递）和 Dropbox（⽤于⽂件存储和共享）。
核心业务应用程序，例如企业资源规划 (ERP)、人力资源管理系统 (HRMS) 和客户关系管理应用程序。
员工队伍优化平台，例如 Workday（用于财务管理和员工队伍规划）和 Jira（用于项目管理和工作流自动化）。
SaaS 的优势
SaaS 提供众多优势，但也有一些值得考虑的潜在挑战。由于 SaaS 应用程序易于访问和部署，它们可以在 IT 人员不知情的情况下在组织中传播。这种现象被称为 SaaS 蔓延，会导致浪费性支出、低效的工作流程、数据孤岛和安全风险。
SaaS 应用程序也面临自身的锁定挑战。专有技术、复杂的集成（例如，使用特定于供应商的 API）和其他因素可能会产生应用程序依赖项，从而使更换 SaaS 提供商变得复杂且成本高昂。
撇开风险不谈，SaaS 平台可以实现以下功能：
更快的采用。客户只需支付极少的前期成本（通常是首月订阅成本），即可购买并立即开始使用 SaaS 应用程序，有时只需几分钟。
更快的升级和更新。SaaS 应用程序让用户可以在新功能和新版本推出后立即进行访问。提供商经常每周多次升级和添加功能，通常客户不会注意到。
按需可扩展性。用户只需升级或降级套餐或者购买更多容量，即可根据需要扩展和缩减 SaaS 应用程序。
可预测的成本和较低的管理费用。使用 SaaS，无需为软件运行的基础设施、定期软件升级或内部 IT 人员安装、升级和维护软件准备预算。几乎所有相关费用都将直接用于软件使用。
IaaS 与 PaaS 与 SaaS
尽管许多企业选择使用上述三种云服务模型，但各模型均针对不同的客户需求而设计，并赋予提供商不同级别的 IT 责任。
IaaS
IaaS 使企业能够控制 IT 基础设施，同时提供灵活且可扩展的数据中心解决方案，可根据业务需求的变化进行扩展或收缩。不过，IaaS 是这三种模式中最实用的一种；它只提供基本的基础设施。
IT 团队仍然负责管理操作系统、应用程序、中间件和运行时环境。与其他模式相比，IaaS 提供的预配置组件较少。如果没有能力承担额外的管理责任，即使是熟练的 IT 团队，也会发现工作量和相关成本非常大。
假设一个组织想要向消费者提供客户关系管理 (CRM) 应用程序。使用 IaaS，开发人员可以在云端配置后端 IT 基础架构，然后使用此定制的基础架构构建开发平台（和应用程序）。IT 团队完全控制操作系统和服务器配置，但他们也需承担管理和维护这些操作系统和服务器以及开发平台和应用程序的负担。
与其他即服务解决方案类似，IaaS 对于希望转移本地硬件管理的公司很有吸引力。IaaS 的即用即付定价模式（目前最流行的 IaaS 定价模式）可满足不同预算的组织的需求。对于工作量不可预测的企业或正在经历快速增长的初创公司来说，IaaS 服务的可定制性通常是有益的，尤其是当 IT 部门缺乏用于重大基础设施投资的资源时。
PaaS
PaaS 可充当云计算堆栈的中间层，弥合 IaaS 和 SaaS 之间的差距。它将 IaaS 的灵活性和自定义选项与 SaaS 的简化工作流和快速部署优势相结合，成为了开发人员构建自定义应用程序高效且具有成本效益的选择。
PaaS 基于 IaaS 模型而构建，不仅能提供基本的基础设施，还可提供托管操作系统、中间件和运行时环境。这些资源可帮助开发人员轻松部署应用程序和构建 CI/CD 管道，但也限制了定制化选项和环境管控措施。
继续以 CRM 为例，开发人员可以使用 PaaS 来构建自定义 CRM 应用程序。在这种情况下，企业会将基础设施和开发资源的管理转移给服务提供商，企业保留对应用程序功能的控制权。企业还承担管理应用程序及其相关数据的责任。
PaaS 平台对于管理企业级软件开发实践通常至关重要。它们可以简化集成和数据库管理等常规任务，还能实现创新和应用程序定制，这是 SaaS 所不具备的灵活性。
PaaS 通常最适合寻求全面开发环境的公司，以及跨平台和跨区域运营的地理位置分散的团队。对于 IT 预算有限的企业来说，它也很有帮助，因为 PaaS 为团队提供了一个构建应用程序的环境，而无需花费创建内部开发平台的高昂成本。
SaaS
借助 SaaS，云供应商可以处理从应用程序开发到基础设施配置和维护的所有事务。用户只需使用网络浏览器访问应用程序，无需安装或维护任何设备，也不受设备类型或位置的限制。用户可以配置某些设置和管理权限，而 SaaS 提供商负责维护、安全和更新的所有方面。SaaS 应用程序最适合寻求可靠且只需最少设置的即用型软件应用程序的企业。
以日历应用程序为例。用户希望能够添加事件、会议和预约，而无需费心配置设置或担心保持软件更新。如果服务器因配置错误或安全漏洞而出现故障，用户希望 SaaS 提供商能够及时解决问题并恢复他们对应用程序的访问（理想情况下不会中断服务）。
然而，SaaS 的便捷性需以技术妥协为代价。用户几乎没有管理控制或定制软件的能力，整合选项也很有限。使用 SaaS 还意味着用户并不拥有软件所有权。提供商保留对平台和数据的控制权，进而限制了用户的监督能力。
让我们回顾一下 CRM 示例。在这种情况下，企业可以选择现成的 SaaS CRM 解决方案，减轻所有日常 IT 管理工作的负担，同时将控制权（功能和特性、数据存储、用户访问和安全性）转交给云供应商。
如果企业需要加强控制或定制，PaaS 或 IaaS 与专有软件搭配使用可能是更好的选择。但是，由于 SaaS 应用程序易于部署，且无需复杂设置，因此它们仍然是许多企业和用例的首选。
云服务模式趋势
尽管云采⽤⼴泛，但对成本的不满情绪也在上升。只有 40% 的企业认为其云支出符合预期。1当然，云支出包括 IaaS、PaaS 和 SaaS 以外的服务，但这仍然意味着有超过一半的企业 (60%) 在云产品上的支出超过了预期。
为了解决这个问题，一些 IT 部门正在转向 AI 工具和 ML 算法。团队可以使用 AI 来分析云使用模式、识别云浪费并自动执行成本降低流程（例如工作负载调整）。的确，AI 技术可能会增加云支出，但它们也可帮助企业优化云预算，并通过更有效的支出来提高对云服务的整体满意度。
企业也在投资“一切皆服务”(XaaS) 平台。XaaS 平台包括 IaaS、PaaS 和 SaaS、灾难恢复即服务 (DRaaS)、数据库即服务 (DBaaS) 和其他基于云的服务。
随着企业试图跟上受 5G 网络、边缘计算、AI 和 IoT 驱动的数据处理需求，XaaS 正在帮助 IT 团队应对挑战。XaaS 使跨不同环境连接和集成数据变得更加容易，并加速数字化转型计划。它还为企业提供了运⾏关键服务的灵活性，无论是在公有云、私有云、本地部署的数据中心还是三者结合。
采用 XaaS 方法可以帮助公司简化传统开发流程和更新的实践，例如 AIOps、大数据处理 和混合云管理。
此外，企业越来越多地采用多云和混合云策略，将公有云和私有云资源相结合，以利用每种资源提供的优点。Gartner 预测，到 2025 年底，超过 85% 的组织将采用混合云或多云方法。2如今，78% 的企业使用多个云供应商。3
混合和多云环境可支持 IT 团队在本地部署基础设施和云平台之间分配工作负载，并充分利用多个供应商的优势（有助于防止供应商锁定）。混合和多云策略还可以提高 IT 环境的灵活性、弹性和可扩展性，并帮助企业在技术和客户需求发生变化时保持敏捷。