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    雲端運算與服務模式

    本文提要

    要讓一個網站運作,需要有地方執行程式、保存資料,並讓讀者透過網路連進來。 雲端運算(cloud computing)讓我們透過網路,隨需求取得這些 IT 資源與服務。 AWS 的入門定義以透過網際網路、按需取得運算能力、儲存與資料庫等服務,搭配按用量付費來說明它, 見 AWS:What is cloud computing?。

    文件與本文目錄
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    要讓一個網站運作,需要有地方執行程式、保存資料,並讓讀者透過網路連進來。 雲端運算(cloud computing)讓我們透過網路,隨需求取得這些 IT 資源與服務。 AWS 的入門定義以透過網際網路、按需取得運算能力、儲存與資料庫等服務,搭配按用量付費來說明它, 見 AWS:What is cloud computing?。

    但「使用雲端」還沒有說明由誰維護作業系統、誰更新網站程式。 理解 IaaS、PaaS、SaaS,就是理解服務交付到哪一層,以及使用者保留哪些控制與管理工作。 本文不要求先會寫程式或操作 AWS;重點是概念與責任分工,不提供服務選型或部署步驟。

    查證日期:2026-11-02。依據 AWS 官方文件與 NIST SP 800-145;產品文件會持續更新。 本文僅做文件查證,未登入 AWS、建立資源,亦未執行 CLI、SDK 或產品操作測試。 下列網站情境是本站自訂的概念例子,不是實測結果。

    雲端提供的資源,仍由實體設備支撐

    「雲端」不是資料不需要電腦,也不是所有東西都只存在瀏覽器裡。 NIST 將雲端描述為:透過網路,按需存取可配置的共享資源池,資源能以較少管理工作或供應商人工介入快速取得與釋放。 資源包括網路、伺服器、儲存、應用與服務;其基礎同時包含實體硬體與建立在硬體上的抽象層。 見 NIST SP 800-145,第 2 節與註 2。

    以假想的文章網站為例,可以把需求拆成三件事:

    表格・2 欄 3 列
    資源在這個例子中做什麼
    運算(compute)執行網站程式,處理讀者的請求
    儲存(storage)保存文章、圖片與其他資料
    網路(networking)讓讀者連上網站,讓網站元件彼此通訊

    這是理解需求的簡化方式,不是規定三者一定各用一項產品。 例如 EC2 提供可按需取得、可調整的運算容量;其中的 instance 是 AWS 雲端上的虛擬伺服器, 使用者可配置安全與網路並管理儲存。見 Amazon EC2 導論。 若不熟悉作業系統與程式的關係,可先讀認識 Linux,不必在這裡重學一套作業系統概念。

    差別不只是把伺服器搬到別人的機房

    NIST 列出五項雲端的核心特徵。以下是依其定義整理的白話說明,不代表每項服務都沒有使用條件或限制。 來源為 NIST SP 800-145:Essential Characteristics。

    表格・2 欄 5 列
    特徵代表什麼
    隨需自助(on-demand self-service)使用者可依需求取得能力,不必每次都由供應商人員人工處理
    廣泛網路存取(broad network access)透過網路與標準機制存取,讓不同類型的用戶端使用
    資源共享(resource pooling)供應商整合資源池,依需求動態分配給多個使用者
    快速彈性(rapid elasticity)資源可快速擴增與縮減,部分情況可自動進行
    可計量服務(measured service)資源使用可被計量、監控與報告,例如儲存量、處理量或活躍帳戶數

    共享資源池不等於使用者可以互看資料。這個詞描述的是供應商如何調配底層資源, 不是授予其他客戶讀取資料的權限;資料與權限仍有管理邊界。 例如 AWS 在 S3 等抽象化服務上管理基礎設施與平台,客戶仍須管理自己的資料及適當權限。 見 AWS 責任共擔模型。

    假想網站原本由團隊自行購買硬體、架設並維護機房設備,那麼擴充前通常要先處理採購與安裝。 改用雲端後,可向供應商取得所需容量,而不必為每一次擴充購買實體伺服器。 這個對照是為了凸顯資源取得方式;AWS 也以不必先擁有與維護實體資料中心、改為按需使用服務來說明雲端。 見 AWS 雲端運算介紹。

    彈性表示具備調整容量的能力,不表示只要網站放上雲端,就已完成自動擴縮設定。 NIST 的定義也只說部分情況能自動調整;EC2 官方則將協助維持所需 instance 數量的 Auto Scaling 列為相關服務。 見 NIST 的快速彈性定義與 EC2:Related services。

    IaaS、PaaS、SaaS:你取得的是哪一層能力

    三個名稱中的「as a Service」可以先理解為「以服務方式提供」。 依 NIST 的服務模式定義,差別在於使用者取得基礎設施、部署應用的平台,還是已由供應商運作的應用軟體。 下表是概念分層,不是任何產品的完整責任契約。 來源為 NIST SP 800-145:Service Models。

    表格・4 欄 4 列
    工作層次IaaS:基礎設施即服務PaaS:平台即服務SaaS:軟體即服務
    實體設備與底層雲端基礎設施供應商管理供應商管理供應商管理
    客體作業系統與程式執行平台使用者管理作業系統與自行安裝的軟體供應商提供並管理受支援的平台供應商管理
    應用程式使用者部署與維護使用者部署與維護供應商提供並維護應用
    使用者可控制的範圍作業系統、部署的應用、儲存與部分網路設定部署的應用與部分應用執行環境設定服務允許的應用設定

    IaaS(Infrastructure as a Service)提供基礎運算、儲存與網路能力。 使用者不管理供應商底層的實體設備,但仍管理自己的作業系統與應用。 例如 AWS 明確將 EC2 歸為 IaaS,並指出客戶須管理客體作業系統更新、修補與安裝的應用軟體。 見 AWS:Customer responsibility。

    PaaS(Platform as a Service)提供能部署應用的平台。 使用者以供應商支援的語言、工具與服務部署程式,不必自行管理底層作業系統, 但仍控制自己的應用;平台支援範圍也是邊界的一部分。 見 NIST 的 PaaS 定義。

    SaaS(Software as a Service)提供可直接使用的應用。 例如網頁電子郵件:使用者寄信與收信,供應商維護郵件應用及其底層系統。 使用者不必先部署郵件程式,仍須在服務提供的範圍內管理自己的使用方式與設定。 見 AWS:SaaS。

    這些模式也不是由初級到高級的學習階梯。 從 IaaS 到 SaaS,交給供應商的工作增多,使用者可直接控制的技術層次也改變; 「自己能改作業系統」與「不用自己維護作業系統」分別代表不同的工作邊界。 這是根據上列分層的比較,不是本文對特定產品的選型建議。

    同一個文章網站,三種分工方式

    假設團隊要提供一個讓編輯登入、發布文章、上傳圖片的網站。 以下用同一個需求說明三種模式;SaaS 情境是假想的網站服務,不代表某個 AWS 產品具備這些功能。 分工依前述 NIST 模型簡化,實際產品仍須查自己的文件與契約。

    表格・4 欄 5 列
    團隊要處理的事採用 IaaS採用 PaaS採用 SaaS
    讓網站執行取得虛擬伺服器,安裝所需環境並部署網站將自己的網站程式部署到平台支援的環境使用供應商已提供的網站應用
    作業系統與執行環境團隊維護客體 OS、網站伺服器與自行安裝的 runtime平台管理底層,團隊配合支援範圍與版本政策由供應商維護
    新增編輯功能或修復程式錯誤團隊修改與部署程式團隊修改與部署程式使用供應商提供的功能與更新
    發布什麼內容、誰能編輯團隊決定並實作/設定團隊決定並實作/設定團隊在服務允許的功能中設定
    資料保留與復原需求團隊規劃並建立相應機制團隊確認平台與外部資料服務能否滿足需求團隊確認供應商提供的保留、匯出與復原能力

    例如編輯不小心刪除一張圖片,問題不會只剩下「這個網站是不是 SaaS」。 還要知道服務是否保留舊資料、能復原到哪個時間點,以及團隊是否有可用的副本。 這是自訂情境用來提醒讀者檢查需求;AWS 的可靠性文件也把備份資料與定期復原驗證列為獨立工作, 見 AWS Well-Architected:Back up data。

    用 AWS 產品觀察邊界,不強迫每項服務歸類

    EC2 是前面 IaaS 的具體例子。若要觀察較高層的應用部署方式,可以看 AWS Elastic Beanstalk: 團隊建置與部署應用,由服務協助建立運算資源、配置負載平衡、健康監控與環境擴縮。 見 Elastic Beanstalk 導論。 這能幫助理解平台代辦部分管理工作的方向,但不能只貼上 PaaS 標籤,就推定使用者不必再關心平台維護。 例如 managed platform updates 可依設定在維護時段自動套用修補或次要版本更新,但不支援跨平台分支的更新; 使用者仍須確認更新設定與應用相容性,不能推定所有版本變更都會自動完成。 見 Managed platform updates。 其平台支援政策也指出,退役的平台分支不再收到維護與安全更新,使用者需要更新至受支援版本。 見 Elastic Beanstalk platform support policy。

    另一個例子是 AWS Lambda,官方定位為 serverless 運算服務,讓使用者執行程式而不必佈建或管理伺服器, 底層基礎設施管理由服務處理。見 AWS Lambda 導論。 這裡的「無伺服器」描述使用者不必管理伺服器,不是底層沒有伺服器。 本文不把 serverless 加成與 IaaS、PaaS、SaaS 平行的第四種模式,也不把它直接等同某一種模式; 理解產品時應接著問:供應商管理到哪裡,自己的程式與資料還有哪些工作?

    AWS 也說明,IaaS、PaaS、SaaS 是傳統分組,而實際需求可能跨越多種類型。 因此,不必先替每個 AWS 服務強行找一格;服務組合與各自文件,比單一分類名稱更能說明實際分工。 見 AWS:Types of Cloud Computing。

    三個不能從「已上雲端」推得的結論

    • 託管不等於零責任。供應商代管的層次變多,仍不表示資料、權限或應用設定都自動正確。 AWS 明確說明,客戶責任隨所選服務改變。見 AWS 責任共擔模型。
    • 有雲端服務不等於已達成備份與高可用目標。備份要對應資料復原需求,還要驗證復原流程; 需要高可用的工作負載,也要針對元件故障設計韌性。不能僅憑「託管」兩字推定所有資料都有所需備份,或整個網站不會中斷。 見 Back up data與 Design your workload to withstand component failures。
    • 按用量付費不等於永遠更便宜。可計量描述用量能被追蹤,不代表每項產品都按每次請求計費;AWS 多數服務採按用量付費,也有其他計價安排。 本文據此提醒:成本仍需按實際使用與計價項目評估,不能由服務模式直接推定總成本。 見 AWS Pricing。本文不列費率,也未做成本比較實驗。

    另外,服務模式與部署模式回答不同問題:IaaS、PaaS、SaaS 說明交付的能力與控制範圍; 公有雲(public cloud)、私有雲(private cloud)、混合雲(hybrid cloud)等部署模式則區分基礎設施供誰使用、如何組合。 例如 NIST 的私有雲可由組織或第三方管理,也可在組織內或外;不能只用「機器在不在公司」判斷。 見 NIST SP 800-145:Deployment Models。

    閱讀後續服務文件時,可以帶著三個問題:我取得的是資源、部署平台,還是可直接使用的應用? 哪些層次由服務管理?我的資料、設定與程式還需要做什麼? 更細的 AWS 與使用者責任,接續 AWS 與使用者的責任;各項產品仍以自己的責任與支援文件為準。

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