云原生技術剖析

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云原生（Cloud Native），是Pivotal 公司的Matt Stine于2013年提出的一個比較抽象的概念，如果把兩個單詞拆開來看，Cloud 指的就是應用軟件部署在云端，而Native指的是應用軟件從一開始就是專門為云端特性設計的，從而可以充分發揮云平臺的彈性優勢。

2015年谷歌牽頭成立了云原生計算基金會（CNCF），以推動云原生技術的發展。目前，該基金會成員已有超過一百家企業與機構，包括亞馬孫、百度、思科、微軟等巨頭。CNCF認為云原生系統應該具備以下三個特征：

（1）容器化封裝：以容器為基礎，簡化云原生應用程序的維護。（2）自動化管理：統一進行調度和管理，以實現降本增效。（3）面向微服務：根據高內聚低耦合的，提升應用程序的敏捷性及可維護性。

當前，業界對云原生的看法一致，即云原生包含了四個基本要素：容器、微服務、DevOps、持續交付。要充分理解云原生技術，需要對這四個要素進行分析[1]。

1 容器，云原生框架的基石

容器不是一個新概念，早在1979年就出現了。

也許很多人會將Docker與容器畫等號，其實Docker只是容器理念中最普及的一種應用技術。容器的英文單詞是Container，含有集裝箱的意思，而借用集裝箱技術會更好理解的容器技術。

集裝箱的特點在于標準化，這樣它就可以大量堆疊，裝卸也很方便。容器是把程序代碼運行所需的相關環境進行打包，封裝進了一個系統，就像集裝箱一樣，直接運走就行，不用關心貨船是什么樣。

通過使用容器，用戶就可以將微服務及其所需的各種配置、環境變量和依賴關系很方便地移動到全新的服務器節點上，而不需要重新做環境配置。

在容器領域，Docker目前是最受歡迎的一種技術，Kubernetes則成為容器編排和管理中最常用的技術。

2 微服務，改變了產品的開發方式

微服務是什么？原來一個產品的開發可能會被拆成幾個大模塊，然后分給幾個團隊來做，最后再整合。微服務的思想是把一個產品拆得更細，然后由一個或幾個人負責一個服務的開發，每個服務之間都是相互獨立的。

微服務的優點很明顯，高內聚、松耦合、靈活、易集成，但同時也存在挑戰，比如怎樣對服務進行切分。其實，早在1968年康威就提出了--康威定律，系統服務的劃分應該根據組織架構的功能進行劃分，這一點用在微服務領域非常合適：

（1）內聚更強，所有遵循相同業務準則的人聚合在一起，容易解決問題。

（2）服務解耦，使得程序變更更加容易，更加敏捷。

3 DevOps，內部協作更加緊密

DevOps，如果從字面上來理解，是Dev（開發）+Ops（運維）。

眾所周知，傳統的軟件組織把開發、IT運營及質量保障設為各自獨立的部門。開發與運營之間存在著“鴻溝”--例如運營人員要求更好的可靠性和安全性，開發人員則希望基礎設施響應更快，而業務用戶的需求則是更快地將更多的特性發布給最終用戶使用。

每個部門都有不同的需求，怎么調和？DevOps的價值這時就體現出來了。DevOps思想的引入對產品的功能開發、測試、交付和維護起到意義深遠的影響。其最大的價值在于透過“軟件交付”和“架構變更”的自動化流程，更加快捷、頻繁和可靠地進行軟件的構建、測試和發布。

因此，更深層次的理解，DevOps是一種把“軟件開發人員（Dev）”和“IT運維技術人員（Ops）”組織在一起，進行溝通合作的文化、運動。

4 持續交付，云原生的終極目標

怎樣理解持續交付？這個概念聽著比容器、微服務、DevOps更抽象。其實簡單來說，它就是一種能力，就像生產線能持續生產產品一樣。

為什么要進行持續交付呢？傳統的軟件開發，周期通常是以月、季度、年來計算，現在呢？一個應用程序，如果晚上線一個小時造成的損失都可能是非常巨大的，所以要小步快跑、快速進行迭代，這就是持續交付的意義所在，不斷地交付軟件，不斷地修正問題。

如果把云原生的四個基本要素關聯起來，會發現持續交付才是最終目標。但要實現持續交付這個目標，容器、微服務、DevOps三個要素缺一不可。

5 云原生的意義

云原生指的不是一個具體的產品，也不是把傳統IT架構中的東西搬到云上，而是基于云的一種全新的IT理念，必須要對與之相關的包括應用的架構、應用的開發方式、應用的部署和維護方式等都做出變更，包括彈性、自動伸縮、動態調度等。

云時代我們要以全新的理念來看待軟件的架構和基礎設施，我們也只有從這個角度理解云原生才能得到正確的答案。未來必然是屬于云原生的，企業更新的不應只是工具，更是理念的變革，只有這樣，才能真正發揮出云的價值，才能享受新IT技術帶來的紅利，才能更好迎接云時代的到來！