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IaaS、PaaS與SaaS的差異：提供的範圍、使用者管理的部分、自由度與維運工作量比較

IaaS、PaaS與SaaS，是依業者提供到哪個範圍來區分雲端服務的名稱。IaaS（Infrastructure as a Service，基礎設施即服務）提供虛擬機器、儲存、網路等基礎設施，作業系統以上由使用者管理。PaaS（Platform as a Service，平台即服務）由業者提供到作業系統、中介軟體、程式語言的執行環境，使用者準備自己的應用程式與資料。SaaS（Software as a Service，軟體即服務）提供應用程式本身，使用者只需透過網頁瀏覽器等使用。越從IaaS往SaaS，維運的工作越少，但使用者能自由選擇的範圍也越窄。

項目IaaSPaaSSaaS
業者提供的部分虛擬機器、儲存、網路等基礎設施（包含其下的建築物、實體設備與虛擬化平台）除了IaaS的範圍，還有作業系統、中介軟體、程式語言的執行環境等直到應用程式的全部
使用者管理的部分作業系統、中介軟體、應用程式、資料。作業系統的更新與安全性修補也由使用者進行自行開發的應用程式與資料，以及其設定資料、使用者的帳號與權限、應用程式的設定
使用者的自由度高。可自由選擇並安裝作業系統與軟體中等。在業者支援的程式語言與執行環境範圍內開發低。在所提供的功能與設定範圍內使用
維運的工作量大。作業系統更新、監控、備份、台數調整等由使用者設計並執行小。執行環境的維護與台數增減多由業者負責最小。軟體更新與故障處理由業者進行
主要使用者基礎設施的負責人、將自家伺服器移到雲端的組織應用程式的開發者使用應用程式的業務人員與一般使用者
計費方式的例子多為依虛擬機器台數與運作時間、儲存容量、資料傳輸量等計費的用量計費多依執行次數、時間或使用的資源量計費多為依使用者人數的月費或年費合約
共同責任模型中的分工實體設施與虛擬化平台由業者負責，客體作業系統以上由使用者負責作業系統與執行環境由業者負責，應用程式與資料由使用者負責直到應用程式由業者負責。資料、帳號與存取權限的設定仍由使用者負責
代表性的例子出租虛擬機器（虛擬伺服器）的服務、區塊儲存、虛擬網路提供應用程式執行環境的服務、託管式資料庫服務網頁郵件、線上文書處理與試算表、群組軟體、顧客關係管理（CRM）

數值為具代表性的大致參考值，會因世代或產品而異。

適用於什麼情況

IaaS
想自行選擇作業系統與中介軟體時、想把在自家伺服器上運作的系統幾乎原樣移到雲端時，或想執行特殊組態的軟體時。相對地，作業系統的更新與安全性設定也要自己處理。
PaaS
想把基礎設施的管理交給業者，專心開發應用程式時。必須在業者支援的程式語言與執行環境範圍內開發。
SaaS
想不必開發軟體，就立即使用電子郵件、文書處理、顧客管理等一般業務功能時。能使用的功能僅限於所提供的範圍。

常見問題

無伺服器運算（FaaS）屬於IaaS、PaaS、SaaS中的哪一種？

只需準備函式的程式碼，執行環境的準備與台數增減交給業者，因此一般被視為接近PaaS的形態。提供容器執行平台的服務有時稱為CaaS（Container as a Service），並被放在IaaS與PaaS之間。這類細部分類，會因業者或文獻而有所不同。

使用SaaS時，安全性全都是業者的責任嗎？

不是。在共同責任模型中，SaaS雖由業者負責到應用程式，但儲存的資料、使用者的帳號與密碼、多因素驗證的設定、檔案的共用範圍等，仍是使用者的責任。因設定錯誤而讓任何人都能檢視檔案的事故，屬於使用者端的問題。

IaaS、PaaS、SaaS的定義是在哪裡訂定的？

最常被引用的是美國NIST（國家標準暨技術研究院）於2011年公開的雲端運算定義（SP 800-145）。其中將SaaS、PaaS、IaaS三者定為雲端的服務模式。

自建機房（地端）與IaaS有什麼不同？

自建機房是自行購買設備並放在自家設施中，從建築物、電源以上全部自行管理的形式。IaaS則把建築物、實體設備與虛擬化平台的管理交給業者，在需要時只租用需要的量。相對地，使用期間會持續產生費用，也會受到業者故障的影響。

理解度檢測

在雲端服務中，由業者提供虛擬機器、儲存、網路等基礎設施，而作業系統、中介軟體、應用程式由使用者自行安裝與管理的是下列何者？

  1. ASaaS
  2. BIaaS
  3. CPaaS
查看答案與解析

正確答案：B. IaaS

雲端服務依業者提供的範圍來分類。IaaS（Infrastructure as a Service）提供虛擬機器、儲存、網路等基礎設施，其上的作業系統與應用程式由使用者管理。PaaS（Platform as a Service）由業者提供到作業系統、中介軟體等執行環境，SaaS（Software as a Service）由業者提供到應用程式，使用者的管理工作相應減少。

在雲端運算服務的 IaaS 中，一般由使用者自行管理的是下列何者？

  1. A資料中心的建築物，以及電源與空調設備
  2. B伺服器與儲存設備等實體設備，以及虛擬化基礎
  3. C在虛擬機器上運作的作業系統、中介軟體與應用程式
查看答案與解析

正確答案：C. 在虛擬機器上運作的作業系統、中介軟體與應用程式

在 IaaS（Infrastructure as a Service）中，由業者管理建築物、設備、實體設備與虛擬化基礎，使用者自行管理虛擬機器上作業系統以上的部分。在 PaaS 中，作業系統與中介軟體也由業者管理，使用者管理應用程式與資料；在 SaaS 中，應用程式也由業者管理，使用者管理資料與使用設定。如此，業者與使用者分擔責任的範圍會隨服務型態而改變。

使用雲端的託管資料庫服務（由業者營運資料庫軟體的服務）。依共同責任模型的想法，一般仍屬於使用者責任的是下列何者？

  1. A對執行資料庫的伺服器作業系統與資料庫軟體套用安全性修正
  2. B保護資料中心的建築物與伺服器等實體設備，免於故障與入侵
  3. C管理資料庫使用者的帳號與權限、允許連線的網路範圍，以及所儲存的資料
查看答案與解析

正確答案：C. 管理資料庫使用者的帳號與權限、允許連線的網路範圍，以及所儲存的資料

在共同責任模型中，雲端業者與使用者分擔安全與營運的責任，其分界依服務形態而改變。在託管資料庫服務中，除了實體設施之外，作業系統與資料庫軟體的更新也由業者負責。另一方面，允許誰存取哪些資料、允許從哪些網路連線、儲存什麼資料，在任何形態下都仍是使用者的責任。因設定錯誤而把資料庫公開到網際網路的事故，是使用者這一側的問題。

  1. 在無伺服器函式（FaaS）中，有時只有一段時間沒被呼叫的函式的第一次呼叫，回應會慢數百毫秒到數秒。關於這個現象的說明，下列何者正確？
  2. 把雲端儲存用於以下3種用途：①作為磁碟連接到虛擬機器並建立檔案系統，放置資料庫的資料檔；②從多台伺服器同時掛載，作為共用目錄使用；③透過 HTTP 的 API 指定鍵（名稱）讀寫大量圖片，且不預先決定容量而持續增加。適合①～③的儲存種類組合，下列何者適當？
  3. 使用每小時40日圓（虛構單價）、只依使用時間計費的虛擬機器。平常讓2台在1個月（30天）內持續運作，平日的20天每天只有6小時配合負載追加4台。1個月的費用為下列何者？

前往雲端與容器基礎的練習題

相關名詞的解說

共同責任模型
使用雲端時，由雲端業者與使用者分擔安全與營運責任的想法。資料中心的建築物與實體設備由業者負責，所儲存的資料、帳號與存取權限的設定、來自網路的連線許可等由使用者負責。兩者之間的範圍依 IaaS、PaaS、SaaS、託管服務等服務形態而改變。因設定錯誤造成的資訊外洩，多半發生在使用者責任的範圍內。
無伺服器運算
把伺服器的準備、數量管理、作業系統更新等交給雲端業者，使用者不必意識這些就能執行應用程式的形態。代表是 FaaS（Function as a Service），只在要求或事件到來時執行函式，依執行次數、時間與記憶體量計費。依負載的增減自動進行，不使用時幾乎不產生費用。另一方面，有一段時間未使用後第一次呼叫變慢的冷啟動，以及執行時間上限等限制。
虛擬機器監視器(Hypervisor)
在一台電腦上執行多個虛擬機器的軟體。將CPU、記憶體與裝置分配給各虛擬機器的作業系統，並使彼此隔離。也稱為虛擬機器監視器(VMM)。
自動擴展
依負載指標（CPU使用率、要求數、佇列長度等）自動增減伺服器或容器數量的機制。增加數量稱為水平擴展（scale-out），減少稱為縮減（scale-in）。Kubernetes 的 HorizontalPodAutoscaler 以 ⌈目前數量 × 目前值 ÷ 目標值⌉ 求出所需數量。新增的執行個體開始運作需要時間，因此常以保留餘裕的目標值因應負載急增，並在減少前設置觀察時間，避免數量變動得太頻繁。
物件儲存
把資料作為附有鍵（名稱）與中繼資料的物件保存，並透過 HTTP 的 API 整個讀寫的儲存方式。不必預先決定容量，幾乎可以無限增加，資料一般會複製到多個裝置或地點，具有高耐久性。適合存放圖片、影片、備份、日誌與靜態網站的檔案。不適合像檔案系統那樣只改寫一部分，或放置資料庫的資料檔；這些用途會使用提供虛擬磁碟的區塊儲存，或提供共用檔案系統的檔案儲存。
SLA（服務水準協議）
IT 服務的提供者與使用者之間，約定可用率、回應時間、從故障恢復所需時間、問題受理時間等品質水準，以及其量測方式與未能達成時之處理方式的協議（Service Level Agreement）。

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