云原生概述

Posted 2023-02-03 时代广场的蟋蟀

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• 一、云原生概述
• • 1、定义
  • 2、云原生的设计理念
  • 3、云元素的四要
• 二、如何云原生

一、云原生概述

1、定义

云原生（Cloud Native）这个词汇由来已久，以致于何时出现已无据可考。云原生开始大规模出现在受众视线中，与 Pivotal 提出的云原生应用的理念有着莫大的关系。我们现在谈到云原生，更多的指的是一种文化，而不具象为哪些技术体系。
云原生是一种构建和运行应用程序的方法，是一套技术体系和方法论。云原生（CloudNative）是一个组合词，Cloud+Native。Cloud表示应用程序位于云中，而不是传统的数据中心；Native表示应用程序从设计之初即考虑到云的环境，原生为云而设计，在云上以最佳姿势运行，充分利用和发挥云平台的弹性+分布式优势。

Pivotal 推出过 Pivotal Cloud Foundry 云原生应用平台和 Spring 开源 Java 开发框架，成为云原生应用架构中先驱者和探路者。Pivotal 是云原生应用平台第一股，2018 年在纽交所上市，2019 年底被 VMWare 以 27 亿美元收购，加入到 VMware 新的产品线 Tanzu。

2、云原生的设计理念

云原生系统的设计理念如下:

• 面向分布式设计（Distribution）：容器、微服务、API 驱动的开发；
• 面向配置设计（Configuration）：一个镜像，多个环境配置；
• 面向韧性设计（Resistancy）：故障容忍和自愈；
• 面向弹性设计（Elasticity）：弹性扩展和对环境变化（负载）做出响应；
• 面向交付设计（Delivery）：自动拉起，缩短交付时间；
• 面向性能设计（Performance）：响应式，并发和资源高效利用；
• 面向自动化设计（Automation）：自动化的 DevOps；
• 面向诊断性设计（Diagnosability）：集群级别的日志、metric 和追踪；
• 面向安全性设计（Security）：安全端点、API Gateway、端到端加密；
  以上的设计理念很多都是继承自分布式应用的设计理念。虽然有如此多的理念但是我们仍然无法辨认什么样的设施才是云原生基础设施，不过可以先用排除法，我将解释什么不是云原生基础设施。

3、云元素的四要

最新官网对云原生概括为4个要点：DevOps+持续交付+微服务+容器。
微服务：几乎每个云原生的定义都包含微服务，跟微服务相对的是单体应用，微服务有理论基础，那就是康威定律，指导服务怎么切分，很玄乎，凡是能称为理论定律的都简单明白不了，不然就忒没b格，大概意思是组织架构决定产品形态，不知道跟马克思的生产关系影响生产力有无关系。

微服务架构的好处就是按function切了之后，服务解耦，内聚更强，变更更易；另一个划分服务的技巧据说是依据DDD来搞。

容器化：Docker是应用最为广泛的容器引擎，在思科谷歌等公司的基础设施中大量使用，是基于LXC技术搞的，容器化为微服务提供实施保障，起到应用隔离作用，K8S是容器编排系统，用于容器管理，容器间的负载均衡，谷歌搞的，Docker和K8S都采用Go编写，都是好东西。

DevOps：这是个组合词，Dev+Ops，就是开发和运维合体，不像开发和产品，经常刀刃相见，实际上DevOps应该还包括测试，DevOps是一个敏捷思维，是一个沟通文化，也是组织形式，为云原生提供持续交付能力。

持续交付：持续交付是不误时开发，不停机更新，小步快跑，反传统瀑布式开发模型，这要求开发版本和稳定版本并存，其实需要很多流程和工具支撑。

二、如何云原生

首先，云原生借了云计算的东风，没有云计算，自然没有云原生，云计算是云原生的基础。

随着虚拟化技术的成熟和分布式框架的普及，在容器技术、可持续交付、编排系统等开源社区的推动下，以及微服务等开发理念的带动下，应用上云已经是不可逆转的趋势。

云计算的3层划分，即基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、软件即服务(SaaS)为云原生提供了技术基础和方向指引，真正的云化不仅仅是基础设施和平台的变化，应用也需要做出改变，摈弃传统的土方法，在架构设计、开发方式、部署维护等各个阶段和方面都基于云的特点，重新设计，从而建设全新的云化的应用，即云原生应用。

1.本地部署的传统应用往往采用c/c++、企业级java编写，而云原生应用则需要用以网络为中心的go、node.js等新兴语言编写。

2.本地部署的传统应用可能需要停机更新，而云原生应用应该始终是最新的，需要支持频繁变更，持续交付，蓝绿部署。

3.本地部署的传统应用无法动态扩展，往往需要冗余资源以抵抗流量高峰，而云原生应用利用云的弹性自动伸缩，通过共享降本增效。

4.本地部署的传统应用对网络资源，比如ip、端口等有依赖，甚至是硬编码，而云原生应用对网络和存储都没有这种限制。

5.本地部署的传统应用通常人肉部署手工运维，而云原生应用这一切都是自动化的。

6.本地部署的传统应用通常依赖系统环境，而云原生应用不会硬连接到任何系统环境，而是依赖抽象的基础架构，从而获得良好移植性。

7.本地部署的传统应用有些是单体(巨石)应用，或者强依赖，而基于微服务架构的云原生应用，纵向划分服务，模块化更合理。

可见，要转向云原生应用需要以新的云原生方法开展工作，云原生包括很多方面：基础架构服务、虚拟化、容器化、容器编排、微服务。幸运的是，开源社区在云原生应用方面做出了大量卓有成效的工作，很多开源的框架和设施可以通过拿来主义直接用，2013年Docker推出并很快成为容器事实标准，随后围绕容器编排的混战中，2017年诞生的k8s很快脱颖而出，而这些技术极大的降低了开发云原生应用的技术门槛。