1 概述
笔者从2014年开始接触SaaS（Software as a Service），即多租户（或多承租）软件应用平台；并一直从事相关领域的架构设计及研发工作。机缘巧合，在笔者本科毕业设计时完成了一个基于SaaS的高效财务管理平台的课题研究，从中收获颇多。最早接触SaaS时，国内相关资源匮乏，唯一有的参照资料是《互联网时代的软件革命：SaaS架构设计》（叶伟等著）一书。最后课题的实现是基于OSGI（Open Service Gateway Initiative）Java动态模块化系统规范来实现的。
时至今日，五年的时间过去了，软件开发的技术发生了巨大的改变，笔者所实现SaaS平台的技术栈也更新了好几波，真是印证了那就话：“山重水尽疑无路，柳暗花明又一村”。基于之前走过的许多弯路和踩过的坑，以及近段时间有许多网友问我如何使用Spring Boot实现多租户系统，决定写一篇文章聊一聊关于SaaS的硬核技术。
说起SaaS，它只是一种软件架构，并没有多少神秘的东西，也不是什么很难的系统，我个人的感觉，SaaS平台的难度在于商业上的运营，而非技术上的实现。就技术上来说，SaaS是这样一种架构模式：它让多个不同环境的用户使用同一套应用程序，且保证用户之间的数据相互隔离。现在想想看，这也有点共享经济的味道在里面。
笔者在这里就不再深入聊SaaS软件成熟度模型和数据隔离方案对比的事情了。今天要聊的是使用Spring Boot快速构建独立数据库/共享数据库独立Schema的多租户系统。我将提供一个SaaS系统最核心的技术实现，而其他的部分有兴趣的朋友可以在此基础上自行扩展。
2 尝试了解多租户的应用场景
假设我们需要开发一个应用程序，并且希望将同一个应用程序销售给N家客户使用。在常规情况下，我们需要为此创建N个Web服务器（Tomcat）,N个数据库（DB），并为N个客户部署相同的应用程序N次。现在，如果我们的应用程序进行了升级或者做了其他任何的改动，那么我们就需要更新N个应用程序同时还需要维护N台服务器。接下来，如果业务开始增长，客户由原来的N个变成了现在的N+M个，我们将面临N个应用程序和M个应用程序版本维护，设备维护以及成本控制的问题。运维几乎要哭死在机房了…
为了解决上述的问题，我们可以开发多租户应用程序，我们可以根据当前用户是谁，从而选择对应的数据库。例如，当请求来自A公司的用户时，应用程序就连接A公司的数据库，当请求来自B公司的用户时，自动将数据库切换到B公司数据库，以此类推。从理论上将没有什么问题，但我们如果考虑将现有的应用程序改造成SaaS模式，我们将遇到第一个问题：如果识别请求来自哪一个租户？如何自动切换数据源？
3 维护、识别和路由租户数据源
我们可以提供一个独立的库来存放租户信息，如数据库名称、链接地址、用户名、密码等，这可以统一的解决租户信息维护的问题。租户的识别和路由有很多种方法可以解决，下面列举几个常用的方式：
解决了上述问题后，我们再来看看如何获取客户端传入的租户信息，以及在我们的业务代码中如何使用租户信息（最关键的是DataSources的问题）。
我们都知道，在启动Spring Boot应用程序之前，就需要为其提供有关数据源的配置信息（有使用到数据库的情况下）,按照一开始的需求，有N个客户需要使用我们的应用程序，我们就需要提前配置好N个数据源（多数据源）,如果N<50,我认为我还能忍受，如果更多，这样显然是无法接受的。为了解决这一问题，我们需要借助Hibernate 5提供的动态数据源特性，让我们的应用程序具备动态配置客户端数据源的能力。简单来说，当用户请求系统资源时，我们将用户提供的租户信息（tenantId）存放在ThreadLoacal中，紧接着获取TheadLocal中的租户信息，并根据此信息查询单独的租户库，获取当前租户的数据配置信息，然后借助Hibernate动态配置数据源的能力，为当前请求设置数据源，最后之前用户的请求。这样我们就只需要在应用程序中维护一份数据源配置信息（租户数据库配置库），其余的数据源动态查询配置。接下来，我们将快速的演示这一功能。
4 项目构建
我们将使用Spring Boot 215版本来实现这一演示项目，首先你需要在Maven配置文件中加入如下的一些配置：
然后提供一个可用的配置文件，并加入如下的内容：
接下来，我们需要关闭Spring Boot自动配置数据源的功能，在项目主类上添加如下的设置：
最后，让我们看看整个项目的结构：
5 实现租户数据源查询模块
我们将定义一个实体类存放租户数据源信息，它包含了租户名，数据库连接地址，用户名和密码等信息，其代码如下：
持久层我们将继承JpaRepository接口，快速实现对数据源的CURD *** 作，同时提供了一个通过租户名查找租户数据源的接口，其代码如下：
业务层提供通过租户名获取租户数据源信息的服务（其余的服务各位可自行添加）：
接下来是配置自定义的数据源，其源码如下：
在改配置类中，我们主要提供包扫描路径，实体管理工程，事务管理器和数据源配置参数的配置。
6 实现租户业务模块
在此小节中，租户业务模块我们仅提供一个用户登录的场景来演示SaaS的功能。其实体层、业务层和持久化层根普通的Spring Boot Web项目没有什么区别，你甚至感觉不到它是一个SaaS应用程序的代码。
首先，创建一个用户实体User，其源码如下：
业务层提供了一个根据用户名检索用户信息的服务，它将调用持久层的方法根据用户名对租户的用户表进行检索，如果找到满足条件的用户记录，则返回用户信息，如果没有找到，则返回null;持久层和业务层的源码分别如下：
7 配置拦截器
我们需要提供一个租户信息的拦截器，用以获取租户标识符，其源代码和配置拦截器的源代码如下：
8 维护租户标识信息
在这里，我们使用ThreadLocal来存放租户标识信息，为动态设置数据源提供数据支持，该类提供了设置租户标识、获取租户标识以及清除租户标识三个静态方法。其源码如下：
9 动态数据源切换
要实现动态数据源切换，我们需要借助两个类来完成，CurrentTenantIdentifierResolver和AbstractDataSourceBasedMultiTenantConnectionProviderImpl。从它们的命名上就可以看出，一个负责解析租户标识，一个负责提供租户标识对应的租户数据源信息。
首先，我们需要实现CurrentTenantIdentifierResolver接口中的resolveCurrentTenantIdentifier()和validateExistingCurrentSessions()方法，完成租户标识的解析功能。实现类的源码如下：
有了租户标识符解析类之后，我们需要扩展租户数据源提供类，实现从数据库动态查询租户数据源信息，其源码如下：
最后，我们还需要提供租户业务模块数据源配置，这是整个项目核心的地方，其代码如下：
10 应用测试
最后，我们通过一个简单的登录案例来测试本次课程中的SaaS应用程序，为此，需要提供一个Controller用于处理用户登录逻辑。在本案例中，没有严格的对用户密码进行加密，而是使用明文进行比对，也没有提供任何的权限认证框架，知识单纯的验证SaaS的基本特性是否具备。登录控制器代码如下：
在启动项目之前，我们需要为主数据源创建对应的数据库和数据表，用于存放租户数据源信息，同时还需要提供一个租户业务模块数据库和数据表，用来存放租户业务数据。一切准备就绪后，启动项目，在浏览器中输入：>你好！
首先需要用一台服务器（可以用普通PC）作为验证服务器，也就是说你的AP或者路由器不做验证，验证工作由服务器代劳。这样你就可以在服务器上设置用户名和账号。你再路由器上开通Mac地址验证，把他的MAC地址放在允许列表里。
要实现你的目的也很简单，新租客来了你所说的公共场所WiFi使用的的账号和密码，实现起来比较麻烦
打字不易，采纳哦！
本文详细介绍了Openstack的网络原理和实现，主要内容包括：Neutron的网络架构及网络模型还有neutron虚拟化的实现和对二三层网桥的理解。
一、Neutron概述
Neutron是一个用Python写的分布式软件项目，用来实现OpenStack中的虚拟网络服务，实现软件定义网络。Neutron北向有自己的REST API，中间有自己的业务逻辑层，有自己的DB和进程之间通讯的消息机制。同时Neutron常见的进程包括Neutron-server和Neutron-agent，分布式部署在不同的 *** 作系统。
OpenStack发展至今，已经经历了20个版本。虽然版本一直在更替，发展的项目也越来越多，但是Neutron作为OpenStack三大核心之一，它的地位是不会动摇的。只不过当初的Neutron也只是Nova项目的一个模块而已，到F版本正式从中剥离，成为一个正式的项目。
从Nova-Network起步，经过Quantum，多年的积累Neutron在网络各个方面都取得了长足的发展。其主要的功能为：
（1）支持多租户隔离
（2）支持多种网络类型同时使用
（3）支持隧道技术（VXLAN、GRE）
（4）支持路由转发、SNAT、DNAT技术
（5）支持Floating IP和安全组
多平面租户私有网络
图中同时有VXLAN和VLAN两种网络，两种网络之间互相隔离。租户A和B各自独占一个网络，并且通过自己的路由器连接到了外部网络。路由器为租户的每个虚拟机提供了Float IP，完成vm和外网之间的互相访问。
二、Neutron架构及网络模型
1、Neutron架构
Neutron-sever可以理解为类似于nova-api那样的一个专门用来接收API调用的组件，负责将不同的api发送到不同Neutron plugin。
Neutron-plugin可以理解为不同网络功能实现的入口，接收server发来的API，向database完成一些注册信息。然后将具体要执行的业务 *** 作和参数通知给对应的agent来执行。
Agent就是plugin在设备上的代理，接受相应的plugin通知的业务 *** 作和参数，并转换为具体的命令行 *** 作。
总得来说，server负责交互接收请求，plugin *** 作数据库，agent负责具体的网络创建。
2、Neutron架构之Neutron-Server
（1）Neutron-server的本质是一个Python Web Server Gateway Interface（WSGI），是一个Web框架。
（2）Neutron-server接收两种请求：
REST API请求：接收REST API请求，并将REST API分发到对应的Plugin（L3RouterPlugin）。
RPC请求：接收Plugin agent请求，分发到对应的Plugin（NeutronL3agent）。
3、Neutron架构之Neutron-Plugin
Neutron-plugin分为Core-plugin和Service-plugin。
Core-plugin：ML2负责管理二层网络，ML2主要包括Network、Subnet、Port三类核心资源，对三类资源进行 *** 作的REST API是原生支持的。
Service-plugin：实现L3-L7网络，包括Router、Firewall、。
4、Neutron架构之Neutron-Agent
（1）Neutron-agent配置的业务对象是部署在每一个网络节点或者计算节点的网元。
（2）网元区分为PNF和VNF：
PNF：物理网络功能，指传统的路由器、交换机等硬件设备
VNF：虚拟网络功能，通过软件实现的网络功能（二层交换、三层路由等）
（3）Neutron-agent三层架构如下图：
Neutron-agent架构分为三层，北向为Neutron-server提供RPC接口，供Neutron server调用，南向通过CLI协议栈对Neutron VNF进行配置。在中间会进行两种模型的转换，从RPC模型转换为CLI模型。
5、Neutron架构之通信原理
（1）Neutron是OpenStack的核心组件，官网给出Neutron的定义是NaaS。
（2）Naas有两层含义：
对外接口：Neutron为Network等网络资源提供了RESTful API、CLI、GUI等模型。
内部实现：利用Linux原生或者开源的虚拟网络功能，加上硬件网络，构建网络。
Neutron接收到API请求后，交由模块WSGI进行初步的处理，然后这个模块通过Python API调用neutron的Plugin。Plugin做了相应的处理后，通过RPC调用Neutron的Agent组件，agent再通过某种协议对虚拟网络功能进行配置。其中承载RPC通信的是AMQP server，在部署中常用的开源软件就是RabbitMQ
6、Neutron架构之控制节点网络模型
控制节点没有实现具体的网络功能，它对各种虚拟设备做管理配合的工作。
（1）Neutron：Neutron-server核心组件。
（2）API/CLI：Neutron进程通过API/CLI接口接收请求。
（3）OVS Agent：Neutron通过RPC协议与agent通信。
控制节点部署着各种服务和Neutron-server，Neutron-server通过api/cli接口接收请求信息，通过RPC和Agent进行交互。Agent再调用ovs/linuxbridge等网络设备创建网络。
7、Neutron架构之计算节点网络模型
（1）qbr：Linux Bridge网桥
（2）br-int：OVS网桥
（3）br-tun：OVS隧道网桥
（4）VXLAN封装：网络类型的转变
8、Neutron架构之网络节点网络模型
网络节点部署了Router、DHCP Server服务，网桥连接物理网卡。
（1）Router：路由转发
（2）DHCP： 提供DNS、DHCP等服务。
（3）br-ex： 连接物理网口，连接外网
三、Neutron虚拟化实现功能及设备介绍
1、Neutron虚拟化实现功能
Neutron提供的网络虚拟化能力包括：
（1）二层到七层网络的虚拟化：L2（virtual Switch）、L3（virtual Router 和 LB）、L47（virtual Firewall ）等
（2）网络连通性：二层网络和三层网络
（3）租户隔离性
（4）网络安全性
（5）网络拓展性
（6）REST API
（7）更高级的服务，包括 LBaaS，FWaaS，aaS 等
2、Neutron虚拟化功能之二层网络
（1）按照用户权限创建网络：
Provider network：管理员创建，映射租户网络到物理网络
Tenant network：租户创建的普通网络
External network：物理网络
（2）按照网络类型：
Flat network：所有租户网络在一个网络中
Local network：只允许在服务器内通信，不通外网
VLAN network：基于物理VLAN实现的虚拟网络
VXLAN network：基于VXLAN实现的虚拟网络
3、Neutron虚拟化实现功能之租户隔离
Neutron是一个支持多租户的系统，所以租户隔离是Neutron必须要支持的特性。
（1）租户隔离三种含义：管理面隔离、数据面的隔离、故障面的隔离。
（2）不同层次租户网络的隔离性
租户与租户之间三层隔离
同一租户不同网络之间二层隔离
同一租户同一网络不同子网二层隔离
（3）计算节点的 br-int 上，Neutron 为每个虚机连接 OVS 的 access port 分配了内部的 VLAN Tag。这种 Tag 限制了网络流量只能在 Tenant Network 之内。
（4）计算节点的 br-tun 上，Neutron 将内部的 VLAN Tag 转化为 VXLAN Tunnel ID，然后转发到网络节点。
（5）网络节点的 br-tun 上，Neutron 将 VXLAN Tunnel ID 转发了一一对应的 内部 VLAN Tag，使得 网络流被不同的服务处理。
（6）网络节点的 br-int 上连接的 DHCP 和 L3 agent 使用 Linux Network Namespace 进行隔离。
4、Neutron虚拟化实现功能之租户网络安全
除了租户隔离以外 Neutron还提供数据网络与外部网络的隔离性。
（1）默认情况下，所有虚拟机通过外网的流量全部走网络节点的L3 agent。在这里，内部的固定IP被转化为外部的浮动IP地址
（1）Neutron还利用Linux iptables特性，实现其Security Group特性，从而保证访问虚机的安全性
（3）Neutron利用网络控制节点上的Network Namespace中的iptables，实现了进出租户网络的网络防火墙，从而保证了进出租户网络的安全性。
5、Neutron虚拟化设备
（1）端口：Port代表虚拟网络交换机上的一个虚拟交换机端口
虚拟机的网卡连接到Port上就会拥有MAC地址和IP地址
（2）虚拟交换机：Neutron默认采用开源的Openvswitch，
同时还支持Linux Bridge
（3）虚拟路由器VR：
路由功能一个VR只属于一个租户，租户可以有多个VR一个VR可以有若干个子网VR之间采用Namespace隔离四、Neutron网桥及二三层网络理解
1、Neutron-Local-Bridge
仅用于测试；网桥没有与物理网卡相连VM不通外网。
图中创建了两个local network，分别有其对应的qbr网桥。Vm123的虚拟网卡通过tap连接到qbr网桥上。其中2和3属于同一个network可以通信，1属于另一个网络不能和23进行通信。并且qbr网桥不连物理网卡，所以说local网络虚拟机只能同网络通信，不能连通外网。
2、Neutron-Flat-Bridge
Linux Bridge直接与物联网卡相连每个Flat独占一个物理网卡配置文件添加响应mappingFlat网络是在local网络的基础上实现不同宿主机之间的二层互联，但是每个flat network都会占用一个宿主机的物理接口。其中qbr1对应的flatnetwork 连接 eth1 qbr2，两个网络的虚机在物理二层可以互联。其它跟local network类似。
3、Neutron-VLAN-Bridge
在基于linux bridge的vlan网络中，eht1物理网卡上创建了两个vlan接口，11连接到qbr1网桥，12连接到了qbr2网桥。在这种情况下vm通过eth11或者eth12发送到eth1的包会被打上各自的vlan id。此时vm2和vm3属于同一个network所以是互通的，vm与vm2和vm3不通。
4、Neutron-VXLAN-Bridge
这个是以Linux bridge作agent的Vxlan网络：
Vxlan网络比Vxlan网络多了个VXLAN隧道，在Openstack中创建好内部网络和实例后，agent就会在计算节点和网络节点创建一对vxlan vtep组成隧道的两个端点。
Vxlan连接在eth0网口。在网络节点多了两个组件dhcp 和router，他们分别通过一对veth与qbr网桥连接在一起，多个dhcp和路由之间使用namesapce隔离，当vm产生ping包时，发往linux 网桥qbr1，通过网桥在vxlan12上封装数据包，数据通过eth0网卡出计算节点到网络节点的eth0，在vxlan12解包。到达路由器之后经过nat地址转换，从eth1出去访问外网，由租户网络到运营商网络再到外部网络。
5、Neutron-VLAN-OVS
与Linux bridge不同，openvswitch 不是通过eth11 eth12这样的vlan接口来隔离不同的vlan，而是通过openvswitch的流表规则来指定如何对进出br-int的数据进行转发，实现不同vlan的隔离。
图中计算节点的所有虚拟机都连接在int网桥上，虚拟机分为两个网络。Int网桥会对到来的数据包根据network的不同打上vlan id号，然后转发到eth网桥,eth网桥直连物理网络。这时候流量就从计算节点到了网络节点。
网络节点的ehx int网桥的功能相似，多了一个ex网桥，这个网桥是管理提前创建好的，和物理网卡相连，ex网桥和int网桥之间通过一对patch-port相连，虚拟机的流量到达int网桥后经过路由到ex网桥。
6、Neutron-VXLAN-OVS
Vxlan的模型和vlan的模型十分相似，从表面上来看，他俩相比只有一个不同,vlan对应的是ethx网桥，而vxlan对应的是tun网桥。
在这里ethx和tun都是ovs网桥，所以说两者的差别不是实现组件的差别而是组件所执行功能的差别，ethx执行的是普通二层交换机的功能，tun执行的是vxlan中的vtep的功能，图中俩tun对应的接口ip就是vxlan的隧道终结点ip。所以说虚机的数据包在到达tun网桥之前是打的是vlan tag，而到达tun之后会发生网络类型的转换，从vlan封装为vxlan然后到达网络节点。而之前的vlan类型的网络，虚机数据包的类型一直都是vlan。
7、物理的二层与虚拟的二层（VLAN模式)
（1）物理的二层指的是：物理网络是二层网络，基于以太网协议的广播方式进行通信。
（2）虚拟的二层指的是：Neutron实现的虚拟网络也是二层网络（openstack的vm机所用的网络必须是大二层），也是基于以太网协议的广播方式进行通信，但毫无疑问的是该虚拟网络是依赖于物理的二层网络。
（3）物理二层+虚拟二层的典型代表：VLAN网络模式。
8、物理的三层与虚拟的二层（GRE模式与VXLAN模式）
（1）物理三层指的是：物理网络是三层网络，基于IP路由的方式进行通信。
（2）虚拟的二层指的是：Neutron实现的虚拟网络仍然是二层网络（openstack的vm机所用的网络必须是大二层），仍然是基于以太网的广播方式进行通信，但毫无疑问的是该虚拟机网络是依赖于物理的三层网络，这点有点类似于的概念，根本原理就是将私网的包封装起来，最终打上隧道的ip地址传输。
（3）物理三层+虚拟二层的典型代表：GRE模式与VXLAN模式。
看样子你是通过adsl上网，默认设置如下：ip：19216811（或者分配给你的ip地址）
子网掩码：2552552550
用户ip，可设置为自动获取
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