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一般而言，雲計算架構可以用三層SPI模型來表述。
一、基礎設施即服務（IaaS，Infrastructrue as a Service）
把硬件資源集中起來一個關鍵性技術突破就是虛擬化技術。虛擬化可以提高資源的有效利用率，使操作更加靈活，同時簡化變更管理。單台物理服務器可以有多個虛擬機，同時提供分離和安全防護，每個虛擬機就象在自己的硬件上運行一樣。
這種把主機集中管理，以市場機制通過虛擬化層對外提供服務，用按使用量收費的盈利模式，形成了雲計算的基礎層。這就是基礎設施即服務（IaaS，Infrastructrue as a Service），構成了雲計算的基礎層。
硬件平台在雲計算中是極其重要的，事實上只有硬件設備能以低成本實現大規模處理量的時候，雲計算的實現才有可能。硬件平台的低成本大規模處理量有賴於專業化分工，這也是一個行業走向成熟的標志。
通過虛擬機的方式提供硬件設備有很多好處：
1，雲計算的管理平台能夠動態的把計算平台定位到所需要的物理平台上，而無需停止在虛擬機上運行的應用程序。
2，能更有效的使用機器資源，當負載比較輕的時候，可以把負載合並到同一個物理節點上，關閉其它的物理節點，以節約資源。
3，通過虛擬機在不同物理節點的動態遷移，可以起到動態負載平衡的效果。
4，在部署上更加靈活，可以把虛擬機直接部署到物理計算平台當中。
二、平台即服務（PaaS，Platform as a Service）
為了給用戶提供更大的方便，很多公司開始提供雲計算的應用平台，這就是雲計算的第二層：平台即服務（PaaS，Platform as a Service）。平台即服務（PaaS）是指把一個完整的應用程序運行平台作為一種服務提供給客戶。在這種服務模式中，客戶不需要購買底層硬件和平台軟件，只需要利用PaaS平台，就能夠創建、測試和部署應用程序。
PaaS類型的雲計算服務有如下幾個特點：
1，提供服務平台的編程接口，開發人員需要根據服務平台的服務接口進行應用程序開發。
2，提供應用程序的托管平台，針對這個平台開發的應用程序一般只部署在這個平台上。
三、軟件即服務（SaaS，Software as a Service）
在雲計算推出之前，人們已經開始認識到軟件與服務的關系，首先提出來的概念就是：“軟件即是服務”（Software as a Service）。其概念可以這樣來定義：把軟件部署為托管服務，用戶不需要購買軟件，可以通過網絡訪問所需要的服務，或者把各種服務綜合成自己的需要，而客戶按照使用量付費。SaaS的出現徹底顛覆了傳統軟件的運營模式。它不僅僅從價格上，交付模式上，實施風險上帶來了明顯改觀。在雲計算上，SaaS有了更好的發展空間。而雲計算的推出，給SaaS提供了更好的生態環境。這就形成了雲計算的第三層：軟件即服務（SaaS，Software as a Service）。
這三個層結合起來，就形成了典型的雲計算的SPI模型。可以預期，在這個模型上，大量的創新企業可以獲得更好的生存空間。
這種雲計算服務方式的特點是：用戶不需要把軟件安裝在自己的電腦或者服務器上，而是按照某種服務水平協議（SLA）直接通過網絡，從專門的提供商獲取自己所需要的、帶有相應軟件功能的服務。
SaaS類型的雲計算一般有如下特點：
1，多主租用（Multi-tenancy）。
2，用戶不必購買軟件，只需要租用（訂約）按使用量付費使用軟件。
雲計算允許服務提供商在不屬於自己的硬件平台和系統軟件上提供軟件服務，服務提供商也不需要知道服務所在的物理位置，平台的問題委托雲平台來負責了。這是一個好事情，因為降低了進入門坎，可以吸引大量有創新能力的中小企業參與雲計算服務。
SaaS提供商需要使用PssS和IaaS提供商提供的服務按使用量付費。這里的盈利模式在於，SaaS是一種增值服務，最終用戶按使用量付給SaaS供應商的費用，要比SaaS供應商付給同樣流量的PaaS供應商的費用要高，這就有了盈利空間。再次說明，雲計算看問題的角度是服務和業務模式，而不是技術實現，這一點很重要。