云原生到底意味著什么？

卡布卡讓 2021-01-14

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很多時候，圍繞云原生的討論會直接進(jìn)入技術(shù)選擇，如容器化和微服務(wù)。毫無疑問，這些都是云原生項(xiàng)目的潛在組成部分，但肯定不是全部。在本系列文章中，我們將從幾個不同的角度探索云原生，包括技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施，還包括架構(gòu)、設(shè)計(jì)，以及可能最容易被忽視的人員和流程。用最簡單的術(shù)語來說，云原生不只是說要遷移到云，而是要充分利用云基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)的獨(dú)特性來快速交付業(yè)務(wù)價值。

云原生的概念在這個術(shù)語投入使用之前就已經(jīng)存在了。從某種意義上說，云原生是從公有云提供商開始提供簡單廉價的彈性計(jì)算能力實(shí)例開始的。接下來的問題就變成了，你該如何編寫應(yīng)用程序來利用這種新的基礎(chǔ)設(shè)施的靈活性，以及你可以因此獲得什么業(yè)務(wù)收益？

在過去的十年中，云原生方法和技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，并且仍在不斷發(fā)展，但是云原生應(yīng)用程序所要實(shí)現(xiàn)的核心的技術(shù)和業(yè)務(wù)目標(biāo)仍然沒有變，這包括：

敏捷性和生產(chǎn)力：支持業(yè)務(wù)指標(biāo)指導(dǎo)下的快速創(chuàng)新。降低維護(hù)風(fēng)險并保持環(huán)境的持續(xù)更新。
彈性和可伸縮性：以自修復(fù)和無停機(jī)時間的持續(xù)可用性為目標(biāo)。提供彈性縮放和容量無限的感覺。
優(yōu)化和效率：優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施和人力資源成本?？梢栽诓煌恢煤吞峁┥讨g自由遷移。

在后續(xù)的文章中，當(dāng)我們回顧云原生的“為什么”時，我們將對這些目標(biāo)進(jìn)行更細(xì)的分解，但即使從這個簡單的定義來看，我們也應(yīng)該清楚，云原生并不僅僅是指簡單地遷移到一種新類型的基礎(chǔ)設(shè)施，其含義要更廣泛。然而，盡管這些目標(biāo)很正確，但我們很難看到它們被應(yīng)用于具體的云原生環(huán)境。我們需要做更多的工作來明確云原生到底是什么意思。

一些與云原生相關(guān)的流行的參照標(biāo)準(zhǔn)，比如微服務(wù)，以及更早的宣言，比如 12 要素應(yīng)用，可能會讓你得出這樣的結(jié)論：云原生是一種架構(gòu)風(fēng)格的描述，其他選擇都是遵從這一架構(gòu)。這當(dāng)然有一定的道理，云原生架構(gòu)確實(shí)存在。然而，為了在云原生應(yīng)用上取得成功，企業(yè)必須有一個更全面的視角。除了架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施決策，還有組織和過程決策。這讓我們認(rèn)識到一個關(guān)鍵問題：

技術(shù)本身并不能獲得業(yè)務(wù)成果。

下圖顯示了這些決策之間的相互作用。

技術(shù)本身并不能獲得業(yè)務(wù)成果。

在文章“避免不完全的云原生”（https://www./article/LIRjAI0mhsClCooPtzLw）中，我們舉了一個很好的例子，描述了這些方面相互之間是如何鏈接在一起的，并專門指出了這些鏈接斷開時會發(fā)生什么。在本系列文章中，我們將探討云原生的成功與以下三個關(guān)鍵領(lǐng)域的協(xié)同變革的關(guān)系：架構(gòu)與設(shè)計(jì)、技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施、人員與流程。下面我們將逐項(xiàng)進(jìn)行討論。

技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施：“云原生”語境下的“云”是什么？

十多年前，“云”這個詞很大程度上指的是位置。通常，它指的是可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問的位于他人數(shù)據(jù)中心里的基礎(chǔ)設(shè)施。然而，如今的“云”更多的是指如何與那個基礎(chǔ)設(shè)施交互。事實(shí)上，位置元素已經(jīng)基本消失了，因?yàn)楝F(xiàn)在常見的是，一個類似云的設(shè)施運(yùn)行在自己的數(shù)據(jù)中心里——“私有云”，以及混合解決方案（可能會包含跨云的服務(wù)和工作負(fù)載）。

所以，如今的云計(jì)算更多的是關(guān)于你如何與基礎(chǔ)設(shè)施交互，它至少要提供以下內(nèi)容：

自助配置：可以即時申請新的虛擬資源（服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)）。
彈性：根據(jù)需求自動調(diào)整資源（及相關(guān)成本）。
自動恢復(fù)：資源可按設(shè)計(jì)在沒有人為干預(yù)的情況下從故障中恢復(fù)，將對服務(wù)可用性的影響降至最低。

然而，隨著云平臺及概念的成熟，云原生中的云實(shí)際上還意味著對底層基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)一步抽象。

不可變部署——例如，基于容器鏡像的部署。
聲明式配置——“基礎(chǔ)設(shè)施即代碼”提供將來狀態(tài)。
運(yùn)行時無關(guān)——平臺將組件（例如容器）視為黑盒，不需要理解它們的內(nèi)容。
組件編排——通過通用的聲明式策略和配置賦能管理（監(jiān)控、伸縮、可用性、路由等）。

在云原生的早期，這些功能通常是高度專有的，但現(xiàn)在，容器以及容器編排功能（如 Kubernetes）似乎已無處不在。像上面這樣的列表是針對容器的，還有其他值得注意的選項(xiàng)，如無服務(wù)器 / 函數(shù)即服務(wù) (function As a service)，它們被進(jìn)一步從基礎(chǔ)設(shè)施中抽象出來，而且將來可能會變得更加突出。

我們可能會涉及更多，如構(gòu)建自動化、服務(wù)網(wǎng)格、日志、跟蹤、分析、軟件定義網(wǎng)絡(luò)和存儲等等。因而，屆時我們將進(jìn)入云平臺上目前看來更專有的方面。希望隨著時間的推移，這些方面也會變得更加標(biāo)準(zhǔn)化。因此，在這里，“云”實(shí)際上是指具有上述特性的基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)。

架構(gòu)與設(shè)計(jì)：“云原生”里的“原生”是什么意思？

我們所說的“原生（native）”是指我們將構(gòu)建的解決方案不僅僅是“運(yùn)行在云上”，而是專門利用了云平臺的獨(dú)特性。應(yīng)用程序不會魔法般地繼承底層云基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)點(diǎn)，我們必須教會它們方法。

我們在語言上要特別小心。當(dāng)我們使用“原生”來指“云平臺的獨(dú)特性”時，我們并不是指特定云提供商的特定方面。那將是“云提供商原生”，實(shí)際上，這將完全背離可移植性和使用開放標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)。我們指的是，對于所有云平臺來說在概念上都通用的東西。換句話說，就是我們在上一節(jié)中所強(qiáng)調(diào)的基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)。

這對架構(gòu)和設(shè)計(jì)有重要的影響。例如，我們需要確保編寫的解決方案可以水平伸縮，并且可以利用自動恢復(fù)機(jī)制。在這里，云原生可能與微服務(wù)概念存在很大的重疊。例如，這包括編寫具有以下特性的組件：

將有狀態(tài)性降至最低
減少依賴
有明確定義的接口
輕量級
一次性

我們將在下一篇文章中更深入地描述它們，但是現(xiàn)在，最重要的是要注意，它們之間存在著高度的依賴關(guān)系。例如，如果組件是高度有狀態(tài)的，那么創(chuàng)建一個一次性的組件就會困難很多。本質(zhì)上，減少依賴關(guān)系有助于使組件更加輕量化。定義良好的接口將使得重新綁定一次性組件更容易，諸如此類。這只是一個小例子，是為了說明更廣泛的觀點(diǎn)，即遷移到云原生方法需要同時在許多相關(guān)方面進(jìn)行變革。我們逐漸發(fā)現(xiàn)，這些云原生要素是相輔相成的。

人員和流程：“云原生”對我們的組織和工作方式有何影響？

這可能不太明顯，當(dāng)我們運(yùn)用上述關(guān)于架構(gòu)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的假設(shè)和決策時，我們就獲得了從根本上改變?nèi)藛T和流程處理方式的機(jī)會。事實(shí)上，我們可以說，它需要這些改變。