网站设计服务,wordpress 很好的博客,东莞招聘信息最新招聘官方网,优秀界面设计案例随着云计算发展的成熟和企业需求的推动#xff0c;云原生技术和理念得到了用户的广泛接受#xff0c;云原生应用场景不断丰富#xff0c;云原生正在成为云上的必然趋势。 文章目录一、云原生技术发展二、云原生的定义三、云原生应用四、云原生架构原则及常用模式五、云原生未…随着云计算发展的成熟和企业需求的推动云原生技术和理念得到了用户的广泛接受云原生应用场景不断丰富云原生正在成为云上的必然趋势。 文章目录一、云原生技术发展二、云原生的定义三、云原生应用四、云原生架构原则及常用模式五、云原生未来发展趋势一、云原生技术发展
• 2001年VMware发布了第一个针对x86服务器的虚拟化产品ESX和GSX即ESX-i的前身。 • 2006年10月以色列的创业公司Qumranet在完成了虚拟化Hypervisor基本功能、动态迁移以及主要的性能优化之后正式对外宣布了KVM的诞生。2009年4月 VMware推出业界首款云操作系统VMware vSphere。 • 2006年AWS推出首批云产品Simple Storage Service (S3)和Elastic Compute CloudEC2使企业可以利用AWS的基础设施构建自己的应用程序。 • 2010年7月Rackspace Hosting和NASA联合推出了一项名为OpenStack的开源云软件计划。 • 2011年Pivotal推出了开源版PaaS Cloud Foundry作为Heroku PaaS的开源替代品并于2014年底推出了Cloud Foundry Foundation。 • 2008年LXCLinux Container容器发布这是一种内核虚拟化技术可以提供轻量级的虚拟化以便隔离进程和资源。LXC是Docker最初使用的具体内核功能实现。 • 2013年Docker发布组合LXCUnion File System和cgroups等Linux技术创建容器化标准docker风靡一时container逐步替代VM云计算进入容器时代。 • 2015年7月Google联合Linux基金会成立了CNCF组织kubernetes成为CNCF 管理的首个开源项目。 • 2018年3月Kubernetes从CNCF毕业成为CNCF第一个毕业项目。 据《中国云原生用户调查报告2020》显示2019年中国云原生市场规模约为350.2亿元云原生技术加速向垂直行业渗透。
数据显示43.9%的用户已在生产环境中采纳容器技术超过七成的用户已经或计划使用微服务架构进行业务开发部署。现阶段已有9%的用户云原生相关投入已占总IT投入的一半以上技术研发、运维是企业主要支出部分。 二、云原生的定义
1、Pivotal早期观点 ①Pivotal公司的Matt Stine 于2013年首次提出云原生的概念并推出了Pivotal Cloud Foundry和Spring系列开发框架是云原生的探路者。 ②2015年云原生刚推广时Matt Stine在 《迁移到云原生架构》——书中定义了符合云原生架构的几个特征
符合12因素应用(12 Factors Application)面向微服务架构(Microservices)自服务敏捷集成设施(Self Service Agile Infrastructure)基于API的协作(API-Based Collaboration)抗脆弱性(Antifragility)
2、Pivotal当前论述
云原生是一种构建和运行应用程序的方法它利用了云计算交付模型的优势;云原生关注如何创建和部署应用程序而不是在何处;虽然现在公有云影响了几乎每个行业的基础设施投资思想但类似云的交付模式并不仅限于公有云环境它适用于公有云和私有云;云原生结合了DevOps、持续交付、微服务和容器的概念;当公司以云原生方式构建和运营应用程序时它们可以更快地将新想法推向市场并更快地响应客户需求;
3、CNCF早期观点 ①云原生计算基金会(以下简称CNCF)是一个开源软件基金会成立于2015年7月 致力于云原生(Cloud Native)技术的普及和可持续发展。 ②起初CNCF对云原生的定义包含以下三个方面
应用容器化(Software stack to be Containerized)口面向微服务架构(Microservices Oriented)应用支持容器的编排调度(Dynamically Orchestrated)
③到2018年随着社区对云原生理念的广泛认可和云原生生态的不断扩大还有CNCF项目和会员的大量增加起初的定义已经不再适用。
4、CNCF当前定义 云原生技术有利于各组织在公有云、私有云和混合云等新型动态环境中构建和运行可弹性扩展的应用。云原生的代表技术包括容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式API。 5、云原生理念 ①利用容器和服务网格等技术解耦软件开发提高了业务开发部署的灵活性和 易维护性。 ②以Kubernetes为核心的多层次、丰富的开源软件栈被各大厂商支持用户选 择多避免厂商绑定。 ③以Kubernetes为核心的松耦合平台架构易扩展避免侵入式定制 Kubernetes 已被公认是platform for platform。 ③中心式编排对应用和微服务进行统一的动态管理和调度提高工作效率和资 源利用率。
6、云原生技术版图 7、容器技术——提高应用可移植性提升业务敏捷 ①容器可以将应用本身及其依赖打包使得应用可以实现“一次封装到处运行”。 ②容器也可以理解成-种沙盒技术沙盒在计算机安全领域中是-种安全机制为运 行中的程序提供的隔离环境。
主流的容器技术如Docker它是通过内核虚拟化技术namespace以及cgroups 等来提供容器的资源隔离与安全保障。由于Docker通过操作系统层的虚拟化实现隔离所以Docker容器在运行时不需要类似虚拟机额外的操作系统开销提高资源利用率。同时Docker能够帮助你快速地测试、快速地编码、快速地交付并且缩短从编码到运行应用的周期从而使得企业实现业务敏捷。
8、微服务——加速企业应用架构升级 在CNCF的定义中微服务也是作为一种代表性的技术而实际上微服务更侧重于描述软件架构这种软件架构相比单体架构更加能够发挥云原生相关的技术优势。
微服务是一种用于构建应用的架构方案它是松散耦合的分布式架构框架因此一个团队的更改不会破坏整个应用。使用微服务的好处是开发团队能够快速构建应用的新组件以满足不断变化的业务需求。微服务架构有别于更为传统的单体式方案可将应用拆分成多个核心功能。每个功能都被称为一项服务可以单独构建和部署这意味着各项服务在工作和出现故障时不会相互影响。比如你在线购物时使用搜索栏来找产品这个搜索功能就是一项服务同时你也看到了相关产品推荐这些推荐也是来自于另外一项服务还有购物车等都是一项一项的服务。
9、DevOps——促进开发运维一体化 DevOps开发Development运维Operations是打通开发与运维之间的壁 垒促进开发、运营和质量保障QA等部门之间的沟通协作以便对产品进行小 规模、快速迭代式地开发和部署快速响应客户的需求变化。它强调的是开发运维一体化加强团队间的沟通和快速反馈达到快速交付产品和提高交付质量的目的。
10、云原生能力已获广泛认可加速企业向‘新云原生企业”转型 从技术维度来看 容器在性能、弹性伸缩方面得到广泛认可容器和微服务对应用现代化、改进DevOps运作模式都取得广泛认可另外云原生技术提高架构开放性更符合市场技术趋势在业务价值方面微服务的平台化复用提升创新敏捷性得到86%调研人员认可容器化可以提升资产利用率降本增效、更好的弹性伸缩 容器标准镜像封装和CI/CD结合可以更快交付应用云原生技术对人工智能、大数据等新兴技术框架的支撑加速业务创新都得到80%以上用户认可。 总体上来说云原生应用价值已获得调研用户广泛认可 以应用为中心的云原生模式正在加速企业数字化进程加速企业向“新云原生企业”转型。 三、云原生应用
“云原生应用程序是专为云模型构建的。这些应用程序由小型专用功能团队快速构建和部署到一个平台可提供轻松的横向扩展和硬件解耦-为组织提供跨云环境的更高灵活性弹性和可移植性。”——Pivotal
“云原生应用是独立的小规模松散耦合服务的集合旨在提供备受认可的业务价值例如快速融合用户反馈以实现持续改进。简而言之通过云原生应用开发可以加速构建新应用优化现有应用并将这些应用全部组合在一起。其目标是以企业需要的速度满足应用用户的需求。”——RedHat
云原生应用综合理解 ①基于云原生的相关技术设计运行在云上的充分发挥云优势的应用。 ②一般采用容器的打包、分发、部署的形式应用内(间)采用微服务的架构充分利用云提供的组件服务采用DevOps的组织架构和方法通过CI/CD工具链实现产品和服务的持续交付。
传统应用与云原生应用的区别 云原生应用12要素
第一基准代码。一份代码库对应多份部署所有部署的基准代码相同但每份部署可以使用不同的版本。第二依赖。显式声明依赖关系通过依赖清单确切的声明所有依赖项这一做法会统一应用到生产和开发环境。第三配置。 在环境中存储配置推荐将应用的配置存储于环境变量中环境变量可以非常方便地在不同的部署间做修改却不动一行代码。与配置文件不同不小心把它们迁入代码库的概率微乎其微与一些传统的解决配置问题的机制比如Java的属性配置文件相比环境变量、语言和统计无关。第四后端服务。把后端服务当作附加资源每个不同的后端服务是一份资源例如一个mysql数据库是一个资源两个mysql数据库被当做两个不同的资源云原生应用将这些数据库都视作附加资源这些资源和他们附属的部署保持松耦合。第五构建发布运行云原生应用需严格区分构建、发布、运行这三个步骤。举例来说直接修改处于运行状态的代码是非常不可取的做法因为这些修改很难再同步回构建步骤。第六进程。以一个或多个无状态进程运行应用在运行环境中应用程序通常是以一个或多个进程运行的。第七端口绑定。通过端口绑定来提供服务。第八并发。通过进程模型进行扩展在 12-factor 应用中进程是一等公民。12-Factor应用的进程主要借鉴于unix守护进程模型 。开发人员可以运用这个模型去设计应用架构将不同的工作分配给不同的进程类型。例如HTTP请求可以交给 web 进程来处理而常驻的后台工作则交由 worker 进程负责。第九易处理。快速启动和优雅终止和最大化健壮性这有利于快速弹性的伸缩应 用、迅速部署变化的代码或配置文件的部署应用。第十开发环境与线上环境等价尽可能的保持开发预发布线上环境相同。第十一 日志。 把日志当做事件流日志应该是事件流的汇总将所有运行中的进程和后端服务的输出流按照时间顺序收集起来。第十二管理进程。后台管理任务当做一次性进程运行一次性管理进程应该和正常的常驻进程使用同样的环境这些管理进程和任何其他的进程一样使用相同的代码和配置基于某个发布版本运行后台管理代码应该随其他应用程序代码一起发布从而避免同步问题。 四、云原生架构原则及常用模式 弹性微服务采用无状态设计支持按需使用、自动水平伸缩实例快速启动并在不影响业务的前提下优雅中止。这一点可以充分利用云的弹性的特征利用云环境提供的镜像、监控、资源动态编排和调度服务。设计应用程序时不绑定特定基础资源使其能够自由伸展根据需要增删实例。
分布式更多强调解耦。应用侧则是业务逻辑和数据解耦、业务逻辑和会话解耦。数据分布式每个服务拥有自己的数据库服务不能直接访问其他服务的数据库只能通过服务接口访问其他服务的数据。
高可用高可用的概念范畴比较广云原生应用的设计特征Design For Failure即“为失败而设计”这里主要强调基于不可靠的基础设施资源来设计高可用系统并且在应用实例失效的情况下系统能快速发现并恢复。高可用的设计的主要原则有可观测、可灰度、可回滚等。实现的方式有很多种比如通过k8s实现POD状态的监测和维护通过灰度发布、蓝绿部署等手段来保证升级、回滚时系统的高可用。
自动化业务/服务的颗粒度更小交付部署更频繁迫切需要系统能够自动化部署同时要增强对服务以及所部署的软硬件环境的全方位监控、评估能力。
自服务自服务强调服务可被其他应用或开发者自助发现自助按需获取自助使用并计量自助服务管理。自服务的前提是高度自治同时从易用性的角度暴露友好的交互方式Web界面、命令行、SDK…使能应用开发者简单、高效地使用其提供的功能。
1、云原生架构模式微服务架构 微服务架构就是其中一种实现方式。它实现了服务彻底拆分各服务可以独立打包、独立部署和独立升级对开发者而言摆脱开发语言的束缚。每个微服务负责的业务比较清晰利于后期扩展和维护。微服务之间可以采用REST和RPC协议进行通信。同时微服务架构可以和其他云原生技术完美结合充分发挥云的优势。
2、云原生架构模式Serverless架构 Serverless (无服务器架构)指的是由开发者实现的服务端逻辑运行在无状态的计算容器中它由事件触发完全被第三方管理Serverless是 在传统容器技术和服务网格上发展起来更侧重让使用者只关注自己的业务逻辑即可。
3、Serverless与微服务的关系微服务向Serverless演进并长期共存 Serverless与微服务同属服务化架构二者在架构特征上有很多相似之处比如都追求基础设施的高可用、高容错应用的快速弹性快速发布更好的运维可观测性等。但作为新一代应用架构Serverless化的变化在于更快的弹性毫秒级、更快的发布分钟级、更简化的运维NoOps、更细粒度的资源调度函数级可以是几十行。 五、云原生未来发展趋势
①Kubernetes编排统一化编排对象不断扩展延伸
Kubernetes 的编排对象持续丰富不断扩展以容器为基础编排对象逐渐延展至虚拟机、函数等理论上所有可编程、有API、可抽象成资源的对象都在成为 Kubernetes 的编排对象。应用侧围绕Kubernetes生态加速演进以Kubernetes为核心的云原生技术栈将推广到更多的应用场景。在大数据领域Spark和Kubernetes的集成已经非常普遍机器学习方面Kubernetes和Tensorflow等深度学习的框架深度集成用Kubernetes去编排机器学习的工作流以取得业界的广泛共识。
②服务治理Mesh化加速传统应用转型
传统应用架构中业务和功能耦合度较高无法充分发挥云的效能。传统应用中用于治理服务的中间件服务通常与应用强绑定部署治理能力被植入每个应用重复造轮子现象严重。Mesh化加速业务逻辑与非业务逻辑的解耦。将非业务功能从客户端SDK中分离出来放入独立进程利用Pod中容器共享资源的特性实现用户无感知的治理接管。服务治理的 Mesh 化为传统应用轻量化改造提供了前提也为云平台沉淀通用服务治理能力加速中间件下沉为基础设施提供了可能
③应用服务Serverless化更加聚焦业务的核心价值 Serverless将进一步释放云计算的能力将安全、可靠、可伸缩等需求交由基础设施实现使用户仅需关注业务逻辑而无需关注具体部署和运行极大地提高应用开发效率。同时这个方式促进了社会分工协作云厂商可以进一步通过规模化、集约化实现计算成本大幅优化。
④云原生服务部署形态多元化多云将成为主流 尽管上云已是大势所趋 但对于企业客户而言 有些业务出于对数据主权、安全隐私的考量会采用混合云架构。一些企业为了满足安全合规、成本优化、提升地域覆盖性等需求会选择多个云厂商。
