淺談云原生的四個(gè)基本要素

這兩年，云原生的火熱程度一點(diǎn)都不亞于2014年的3D打印、2018年的區(qū)塊鏈，有種“忽如一夜春風(fēng)來，千樹萬樹梨花開”的既視感。為此，筆者想借著這股“東風(fēng)”，來談一談云原生。由于云原生概念并沒有明確，筆者理解可能有失偏頗，行文中若有偏差，敬請各位斧正。

其實(shí)，云原生的英文全稱為“CloudNative”，可以將這個(gè)單詞拆分為Cloud、Native兩個(gè)單詞：Cloud意即云，表示應(yīng)用程序在云上，不是在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器;Native意即原生的、土著的、當(dāng)?shù)氐?、土生土長，表示應(yīng)用程序?qū)ｉT為云環(huán)境設(shè)計(jì)?？梢韵胂螅霸圃钡臐h語名稱并沒有采用云土著、云當(dāng)?shù)?、云土生土長，而采用了一個(gè)非常優(yōu)美的名字——云原生。

因此，云原生一種構(gòu)建和運(yùn)行應(yīng)用程序的技術(shù)體系和方法論，這套技術(shù)體系從設(shè)計(jì)之初即考慮到云的環(huán)境，充分利用和發(fā)揮云平臺(tái)的彈性和分布式優(yōu)勢。華為曾對符合云原生架構(gòu)的應(yīng)用程序如是描述：采用開源堆棧（K8S+Docker）進(jìn)行容器化，基于微服務(wù)架構(gòu)提高靈活性和可維護(hù)性，借助敏捷方法、DevOps支持持續(xù)迭代和運(yùn)維自動(dòng)化，利用云平臺(tái)設(shè)施實(shí)現(xiàn)彈性伸縮、動(dòng)態(tài)調(diào)度、優(yōu)化資源利用率。?

通過華為的這段描述，可以看出云原生的四個(gè)要素：容器化、微服務(wù)、DevOps、持續(xù)交付，這是現(xiàn)在公認(rèn)的，也是Pivotal概括的4個(gè)主要要素，對此，不同的云計(jì)算廠商在原有的4要素之上有所延伸，有著自己的見解。

2013年，Pivotal公司的Matt?Stine首次提出云原生（CloudNative）概念。

2015年，《遷移到云原生架構(gòu)》定義了云原生架構(gòu)的特征：12因素、微服務(wù)、自敏捷架構(gòu)、基于API協(xié)作、扛脆弱性。

同年，云原生計(jì)算基金會(huì)（CNCF）成立，并將云計(jì)算定義為容器化封裝+自動(dòng)化管理+面向微服務(wù)。

2017年，Matt?Stine將云原生架構(gòu)歸納為模塊化、可觀察、可部署、可測試、可替換、可處理6特質(zhì)。

彼時(shí)，Pivotal將云原生概括為DevOps+持續(xù)交付+微服務(wù)+容器。

2018年，CNCF更新了云原生的定義，將服務(wù)網(wǎng)格（Service?Mesh）和聲明式API加進(jìn)來。

從云原生誕生到發(fā)展的脈絡(luò)來看，云原生的定義不斷完善，并存在概念混亂、不統(tǒng)一的現(xiàn)狀，不過目前，大多數(shù)云計(jì)算企業(yè)習(xí)慣使用DevOps+持續(xù)交付+微服務(wù)+容器來定義云原生。下面，我們來簡單理解一下云原生的4個(gè)主要要素。

1、微服務(wù)。

微服務(wù)是一個(gè)獨(dú)立發(fā)布的應(yīng)用服務(wù)，可以作為獨(dú)立組件升級、灰度或復(fù)用等，每個(gè)服務(wù)可以由專門的組織來單獨(dú)完成，依賴方只要定好輸入和輸出口即可完全開發(fā)，甚至整個(gè)團(tuán)隊(duì)的組織架構(gòu)更精簡，溝通成本低、效率高。

2、devOps

DevOps字面上是組合詞——Dev、Ops，即開發(fā)人員、運(yùn)維人員。實(shí)際上，DevOps是一組過程、方法與系統(tǒng)的統(tǒng)稱，DevOps強(qiáng)調(diào)高效組織團(tuán)隊(duì)之間如何通過自動(dòng)化的工具協(xié)作和溝通來完成軟件的聲明周期管理，從而更快、更頻繁地交付更穩(wěn)定的軟件。?

3、持續(xù)交付

敏捷開發(fā)要求持續(xù)交付，因?yàn)槊艚蓍_發(fā)要求隨時(shí)有一個(gè)版本可以上到大群環(huán)境，所以要持續(xù)交付。持續(xù)交付目的的快速應(yīng)對客戶的需求變化，要求發(fā)布非常頻繁，所以會(huì)存在多個(gè)版本同時(shí)提供服務(wù)的情況，因此需要支持灰度發(fā)布/金絲雀發(fā)布等。

4、容器化

Docker是軟件行業(yè)最受歡迎的軟件容器項(xiàng)目，Docker起到應(yīng)用隔離作用，為微服務(wù)及其所需的所有配置、依賴關(guān)系和環(huán)境變量移動(dòng)到全新、無差別的運(yùn)行環(huán)境，移植性強(qiáng)。但是docker對于分布式應(yīng)用的部署和編排沒有考慮，在網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)方式都沒有提出比較好的方式，包括docker-compose。

此外，與原生與本地部署有著什么樣的區(qū)別？

1、編程語言。

據(jù)悉，本地部署的傳統(tǒng)應(yīng)用采用C/C++、企業(yè)級java編寫;云原生應(yīng)用需要用以網(wǎng)絡(luò)為中心的go、node.js等新興語言編寫。

2、持續(xù)交付

本地部署的傳統(tǒng)應(yīng)用需要停機(jī)更新;云原生應(yīng)用應(yīng)該始終是最新的，需要支持頻繁變更，持續(xù)交付，藍(lán)綠部署。

3、動(dòng)彈擴(kuò)展

本地部署的傳統(tǒng)應(yīng)用無法動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，往往需要冗余資源以抵抗流量高峰，而云原生應(yīng)用利用云的彈性自動(dòng)伸縮，通過共享降本增效。

4、網(wǎng)絡(luò)限制

本地部署的傳統(tǒng)應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)資源，比如ip、端口等有依賴，甚至是硬編碼，而云原生應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)都沒有這種限制。

5、自動(dòng)化

本地部署的傳統(tǒng)應(yīng)用通常人肉部署手工運(yùn)維，而云原生應(yīng)用這一切都是自動(dòng)化的。

6、移植性

本地部署的傳統(tǒng)應(yīng)用通常依賴系統(tǒng)環(huán)境，而云原生應(yīng)用不會(huì)硬連接到任何系統(tǒng)環(huán)境，而是依賴抽象的基礎(chǔ)架構(gòu)，從而獲得良好移植性。

7、服務(wù)架構(gòu)

本地部署的傳統(tǒng)應(yīng)用有些是單體（巨石）應(yīng)用，或者強(qiáng)依賴，而基于微服務(wù)架構(gòu)的云原生應(yīng)用，縱向劃分服務(wù)，模塊化更合理。
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