過(guò)去的一整年里，云原生(Cloud Native)無(wú)疑是云計(jì)算領(lǐng)域最熱的熱點(diǎn)。但一年過(guò)去了，到現(xiàn)在位置仍然很少有人能說(shuō)清到底什么是云原生，網(wǎng)上的科普也都是寫(xiě)的云里霧里，看完仍然是似懂非懂...

這期的「SFKP • 計(jì)算機(jī)百科」，我們就來(lái)嘗試著理清云原生的概念、特性以及應(yīng)用場(chǎng)景，幫助你得出心中「云原生」的定義。

云原生的概念

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名詞解析：云原生 Cloud Native

Cloud Native 翻譯為云原生，是 Matt Stine 提出的一個(gè)概念，它是一個(gè)思想的集合，包括 DevOps、持續(xù)交付、微服務(wù)、敏捷基礎(chǔ)設(shè)施、康威定律等，以及根據(jù)商業(yè)能力對(duì)公司進(jìn)行重組。Cloud Native既包含技術(shù)也包含管理，可以說(shuō)是一系列Cloud技術(shù)、企業(yè)管理方法的集合。(Via.百度百科)

「云原生」這個(gè)詞其實(shí)也不是沒(méi)爹沒(méi)娘的孩子，最早由 Pivotal(一家位于美國(guó)加州的計(jì)算機(jī)軟件公司)在 2013 年提出。2015 年，這家公司的 Matt Stine 在《遷移到云原生架構(gòu)》一書(shū)中定義了符合云原生架構(gòu)的幾個(gè)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;

到了 2017 年，Matt Stine 在接受媒體采訪的時(shí)候又將云原生架構(gòu)歸納為模塊化、可觀察、可部署、可測(cè)試、可替換、可處理這六項(xiàng)特質(zhì);

而 Pivotal 最新官網(wǎng)對(duì)云原生概括為4個(gè)要點(diǎn)：DevOps+持續(xù)交付+微服務(wù)+容器。

2015 年，云原生計(jì)算基金會(huì)(CNCF)成立，他們最初把云原生定義為：容器化封裝 + 自動(dòng)化管理 + 面向微服務(wù);

到了2018年，CNCF又更新了云原生的定義，把服務(wù)網(wǎng)格(Service Mesh)和聲明式 API 給加了進(jìn)來(lái)，變成了現(xiàn)在的版本：不可變基礎(chǔ)設(shè)施、容器、服務(wù)網(wǎng)格、微服務(wù)、聲明式 API。

可見(jiàn)，云原生的概念確實(shí)是在不斷變化的，并且哪怕都是權(quán)威機(jī)構(gòu)，對(duì)于云原生的概念和定義也是有所區(qū)別的。

但這些其實(shí)并不重要，因素在不斷變化，根本原因是實(shí)現(xiàn)云原生的方式在不斷變化。上面提到的這些因素都是實(shí)現(xiàn)云原生的方式，但有了他們也未必就一定是云原生，沒(méi)有他們不一定就不能實(shí)現(xiàn)云原生。

又但是，既然我們?cè)谟懻撌裁词窃圃蔷椭荒芑诂F(xiàn)階段的發(fā)展情況來(lái)分析。綜合各權(quán)威機(jī)構(gòu)和組織的說(shuō)法，微服務(wù)、容器、DevOps 和持續(xù)交付這四個(gè)因素是必不可少的，我們今天就著重分析一下這四項(xiàng)：

1. 微服務(wù)

微服務(wù) (Microservices) 是一種軟件架構(gòu)風(fēng)格，它是以專(zhuān)注于單一責(zé)任與功能的小型功能區(qū)塊 為基礎(chǔ)，利用模塊化的方式組合出復(fù)雜的大型應(yīng)用程序，各功能區(qū)塊使用與語(yǔ)言無(wú)關(guān)的 API 集相互通信。

幾乎每個(gè)云原生的定義都包含微服務(wù)，微服務(wù)的核心方法是切割，從而解決我們軟件開(kāi)發(fā)中一直追求的低耦合 + 高內(nèi)聚的問(wèn)題，也讓未來(lái)的系統(tǒng)變更具有彈性。

2. 容器

容器化為微服務(wù)提供實(shí)施保障，起到應(yīng)用隔離作用。優(yōu)勢(shì)是每個(gè)服務(wù)都被無(wú)差別地封裝在容器里，可以被無(wú)差別地管理和維護(hù)。現(xiàn)在比較流行的工具是 Docker 和 Kubernetes。

Docker 是一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，讓?xiě)?yīng)用程序部署在軟件貨柜下的工作可以自動(dòng)化進(jìn)行，借此在 Linux 操作系統(tǒng)上，提供一個(gè)額外的軟件抽象層，以及操作系統(tǒng)層虛擬化的自動(dòng)管理機(jī)制。Docker 也是目前應(yīng)用最為廣泛的容器引擎，在思科谷歌等公司的基礎(chǔ)設(shè)施中大量使用。

而 Kubernetes 是由谷歌建立的，它是一個(gè)允許自動(dòng)化部署、管理和伸縮容器的工具，并且提供了一些強(qiáng)大的功能，例如容器之間的負(fù)載均衡，重啟失敗的容器以及編排容器使用的存儲(chǔ)。

容器為云原生應(yīng)用程序增加了更多優(yōu)勢(shì)。使用容器可以將微服務(wù)及其所需的所有配置、依賴(lài)關(guān)系和環(huán)境變量移動(dòng)到全新的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上，而無(wú)需重新配置環(huán)境，這樣就實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的可移植性。

3. DevOps

DevOps (Development 和 Operations 的組合詞) 是一種重視軟件開(kāi)發(fā)人員和 IT 運(yùn)維技術(shù)人員之間溝通合作的文化、運(yùn)動(dòng)或慣例。透過(guò)自動(dòng)化「軟件交付」和「架構(gòu)變更」的流程，來(lái)使得構(gòu)建、測(cè)試、發(fā)布軟件能夠更加地快捷、頻繁和可靠。

DevOps 的出現(xiàn)是由于軟件行業(yè)日益清晰地認(rèn)識(shí)到，為了按時(shí)交付軟件產(chǎn)品和服務(wù)，開(kāi)發(fā)部門(mén)和運(yùn)維部門(mén)必須緊密合作。

當(dāng)企業(yè)或者項(xiàng)目有良好的溝通效率，才可以有更大的生產(chǎn)力。DevOps 的引入能對(duì)產(chǎn)品交付、測(cè)試、功能開(kāi)發(fā)和維護(hù)(包括──曾經(jīng)罕見(jiàn)但如今已屢見(jiàn)不鮮的──“熱補(bǔ)丁”)起到意義深遠(yuǎn)的影響。

4. 持續(xù)交付

持續(xù)交付(英語(yǔ)：Continuous delivery，縮寫(xiě)為 CD)，是一種軟件工程手法，讓軟件產(chǎn)品的產(chǎn)出過(guò)程在一個(gè)短周期內(nèi)完成，以保證軟件可以穩(wěn)定、持續(xù)的保持在隨時(shí)可以釋出的狀況。它的目標(biāo)在于讓軟件的建置、測(cè)試與釋出變得更快以及更頻繁。這種方式可以減少軟件開(kāi)發(fā)的成本與時(shí)間，減少風(fēng)險(xiǎn)。

持續(xù)交付的常見(jiàn)體現(xiàn)就是在不影響用戶(hù)使用服務(wù)的前提下，頻繁把新功能發(fā)布給用戶(hù)使用。

要做到這點(diǎn)非常非常難，一般的要求是做到不誤時(shí)開(kāi)發(fā)、不停機(jī)更新，這就要求開(kāi)發(fā)版本和穩(wěn)定版本并存，需要很多流程和工具支撐。

有時(shí)候，持續(xù)交付也與持續(xù)部署混淆。持續(xù)部署意味著所有的變更都會(huì)被自動(dòng)部署到生產(chǎn)環(huán)境中。持續(xù)交付意味著所有的變更都可以被部署到生產(chǎn)環(huán)境中，但是出于業(yè)務(wù)考慮，可以選擇不部署。

如果要實(shí)施持續(xù)部署，必須先實(shí)施持續(xù)交付。

云原生和本地部署的區(qū)別

了解了云原生的概念，我們?cè)賮?lái)看看云原生和本地部署的區(qū)別。

真正的云化不僅僅是基礎(chǔ)設(shè)施和平臺(tái)的變化，應(yīng)用也需要做出改變，在架構(gòu)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)方式、部署維護(hù)等各個(gè)階段和方面都基于云的特點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)，從而建設(shè)全新的云化的應(yīng)用，即云原生應(yīng)用。

這里，我們引用阿里巴巴高級(jí)技術(shù)專(zhuān)家醬油(花名)發(fā)表的一篇文章中的分析：

• 本地部署的傳統(tǒng)應(yīng)用往往采用 C/C++、企業(yè)級(jí) Java 編寫(xiě)，而云原生應(yīng)用則需要用以網(wǎng)絡(luò)為中心的 Go、Node.js 等新興語(yǔ)言編寫(xiě)。
• 本地部署的傳統(tǒng)應(yīng)用可能需要停機(jī)更新，而云原生應(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。
• 本地部署的傳統(tǒng)應(yīng)用無(wú)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(guò)共享降本增效。
• 本地部署的傳統(tǒng)應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源，比如 IP、端口等有依賴(lài)，甚至是硬編碼，而云原生應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)都沒(méi)有這種限制。
• 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。
• 本地部署的傳統(tǒng)應(yīng)用通常依賴(lài)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(lài)抽象的基礎(chǔ)架構(gòu)，從而獲得良好移植性。
• 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(lài)，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。

可見(jiàn)，要轉(zhuǎn)向云原生應(yīng)用需要以新的云原生方法開(kāi)展工作，也就是我們?cè)诟拍钪刑岬降模何⒎?wù)、容器、DevOps 和持續(xù)交付等。

「吞噬世界」的云原生

這個(gè)圖大家一定熟悉又陌生。

2011 年，馬克·安德森說(shuō)：“軟件正在吞噬世界”;三年后 Jonathan Bryce 又補(bǔ)充說(shuō)：“世界的一切源于開(kāi)源”;再之后，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)同“云計(jì)算已改變了天空的顏色”;但現(xiàn)在云計(jì)算概念又被清晰細(xì)分，“云原生”才是那條最大的魚(yú)。

既然云原生這么好，我們要不要馬上切換到云原生架構(gòu)?

我覺(jué)得既然云原生的核心是應(yīng)用，那么實(shí)際的應(yīng)用就要更加的慎重。需要考慮企業(yè)的實(shí)際需求，目前的架構(gòu)是否影響了業(yè)務(wù)發(fā)展?推倒重建的代價(jià)是否能夠承受的住?

這些都是需要考慮的問(wèn)題。

去年靈雀云進(jìn)行過(guò)一次生態(tài)調(diào)研。在國(guó)內(nèi)排名 TOP100 的 IT 方案商(ISV)中，約有 60~70% 在企業(yè)在接觸云原生概念，但如果將調(diào)研范圍擴(kuò)大到TOP300，這一認(rèn)知比例反而大幅度下降。說(shuō)明規(guī)模越大的企業(yè)越需要云原生的能力來(lái)服務(wù)更多的客戶(hù)、提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

小規(guī)模企業(yè)雖然更加靈活，但一方面是需求不那么強(qiáng)烈，另一方面云原生仍然在不斷的迭代變化，這個(gè)變動(dòng)對(duì)他們來(lái)說(shuō)夾雜著很多的風(fēng)險(xiǎn)。

但數(shù)字化運(yùn)營(yíng)已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的必然選擇，而云原生技術(shù)與數(shù)據(jù)中臺(tái)正是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)所必須的創(chuàng)新技術(shù)與方法論。但大部分企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，平白付出了努力與時(shí)間，但因?yàn)閷?duì)云原生與數(shù)據(jù)中臺(tái)技術(shù)方法論了解匱乏，加之沒(méi)有好的平臺(tái)與體系來(lái)深入了解而走了不少?gòu)澛贰?/p>

云原生是企業(yè)發(fā)展的一劑良藥，但是藥三分毒，還是得慎重啊~