云原生十二问
一、什么是云原生?
云原生是在云計(jì)算環(huán)境中構(gòu)建、部署和管理現(xiàn)代應(yīng)用程序的軟件方法。現(xiàn)代企業(yè)希望構(gòu)建高度可擴(kuò)展、靈活且具有彈性的應(yīng)用程序,可以快速更新以滿足客戶需求。為此,他們使用現(xiàn)代工具和技術(shù),這些工具和技術(shù)本質(zhì)上支持云基礎(chǔ)設(shè)施上的應(yīng)用程序開發(fā)。這些云原生技術(shù)支持快速、頻繁地更改應(yīng)用程序,而不會(huì)影響服務(wù)交付,從而為采用者提供了創(chuàng)新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
二、云原生有哪些好處?
云生態(tài)已臻完善,歷久發(fā)展至今的企業(yè)已紛紛融合使用云資源,新生的企業(yè)也都以云為基礎(chǔ)原點(diǎn)來驅(qū)動(dòng)自身業(yè)務(wù)發(fā)展。云原生的優(yōu)勢(shì)早已被驗(yàn)證,勿容置喙。
提高效率
云原生開發(fā)帶來了 DevOps 和持續(xù)交付(CD)等敏捷實(shí)踐。開發(fā)人員使用自動(dòng)化工具、云服務(wù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)文化來快速構(gòu)建可擴(kuò)展的應(yīng)用程序。
降低成本
通過采用云原生方法,公司不必投資于昂貴的物理基礎(chǔ)設(shè)施的采購(gòu)和維護(hù)。這樣可以長(zhǎng)期節(jié)省運(yùn)營(yíng)支出。構(gòu)建云原生解決方案所節(jié)省的成本也可能使您的客戶受益。
確保可用性
云原生技術(shù)使公司能夠構(gòu)建彈性強(qiáng)且高度可用的應(yīng)用程序。功能更新不會(huì)導(dǎo)致停機(jī),公司可以在旺季縱向擴(kuò)展應(yīng)用程序資源,以提供積極的客戶體驗(yàn)。
三、什么是云原生應(yīng)用程序?
云原生應(yīng)用程序是由多個(gè)稱為微服務(wù)的相互依賴的小型服務(wù)組成的軟件程序。傳統(tǒng)上,開發(fā)人員使用包含所有必需功能的單塊結(jié)構(gòu)構(gòu)建整體式應(yīng)用程序。通過使用云原生方法,軟件開發(fā)人員將功能分解為更小的微服務(wù)。這使得云原生應(yīng)用程序更加敏捷,因?yàn)檫@些微服務(wù)可以獨(dú)立工作,并且只需極少的計(jì)算資源即可運(yùn)行。
云原生應(yīng)用程序與傳統(tǒng)企業(yè)應(yīng)用程序的對(duì)比
傳統(tǒng)的企業(yè)應(yīng)用程序是使用不太靈活的軟件開發(fā)方法構(gòu)建的。開發(fā)人員通常在發(fā)布大量軟件功能以供測(cè)試之前進(jìn)行工作。因此,傳統(tǒng)的企業(yè)應(yīng)用程序需要更長(zhǎng)的部署時(shí)間,而且無(wú)法擴(kuò)展。
另一方面,云原生應(yīng)用程序使用協(xié)作方法,并且在不同平臺(tái)上具有高度可擴(kuò)展性。開發(fā)人員使用軟件工具在云原生應(yīng)用程序中大幅度實(shí)現(xiàn)構(gòu)建、測(cè)試和部署過程的自動(dòng)化。您可以立即設(shè)置、部署或復(fù)制微服務(wù),這是傳統(tǒng)應(yīng)用程序無(wú)法實(shí)現(xiàn)的操作。
四、什么是 CNCF?
云原生計(jì)算基金會(huì)(CNCF)是一個(gè)開源基金會(huì),可幫助組織開啟云原生之旅。CNCF 成立于 2015 年,支持開源社區(qū)開發(fā)關(guān)鍵的云原生組件,包括 Kubernetes。
五、什么是云原生應(yīng)用程序架構(gòu)?
云原生架構(gòu)結(jié)合了開發(fā)團(tuán)隊(duì)用來構(gòu)建和運(yùn)行可擴(kuò)展的云原生應(yīng)用程序的軟件組件。CNCF 將不可變基礎(chǔ)設(shè)施、微服務(wù)、聲明式 API、容器和服務(wù)網(wǎng)格列為云原生架構(gòu)的技術(shù)塊。
不可變基礎(chǔ)設(shè)施
不可變基礎(chǔ)設(shè)施意味著用于托管云原生應(yīng)用程序的服務(wù)器在部署后保持不變。如果應(yīng)用程序需要更多計(jì)算資源,則會(huì)丟棄舊服務(wù)器,并將應(yīng)用程序移至新的高性能服務(wù)器。通過避免手動(dòng)升級(jí),不可變基礎(chǔ)設(shè)施使云原生部署成為一個(gè)可預(yù)測(cè)的過程。
微服務(wù)
微服務(wù)是小型的獨(dú)立軟件組件,它們作為完整的云原生軟件共同運(yùn)行。每個(gè)微服務(wù)都側(cè)重于一個(gè)小而具體的問題。微服務(wù)是松散耦合的,這意味著它們是相互通信的獨(dú)立軟件組件。開發(fā)人員通過處理單個(gè)微服務(wù)來更改應(yīng)用程序。這樣,即使一個(gè)微服務(wù)出現(xiàn)故障,應(yīng)用程序仍能繼續(xù)運(yùn)行。
API
應(yīng)用程序編程接口(API)是兩個(gè)或多個(gè)軟件程序用來交換信息的方法。云原生系統(tǒng)使用 API 將松散耦合的微服務(wù)整合在一起。API 會(huì)告訴您微服務(wù)想要什么數(shù)據(jù)以及它能給您帶來什么結(jié)果,而不是指定實(shí)現(xiàn)結(jié)果的步驟。
服務(wù)網(wǎng)格
服務(wù)網(wǎng)格是云基礎(chǔ)設(shè)施中的一個(gè)軟件層,用于管理多個(gè)微服務(wù)之間的通信。開發(fā)人員使用服務(wù)網(wǎng)格來引入其他功能,而無(wú)需在應(yīng)用程序中編寫新代碼。
容器
容器是云原生應(yīng)用程序中最小的計(jì)算單元。它們是將微服務(wù)代碼和其他必需文件打包在云原生系統(tǒng)中的軟件組件。通過容器化微服務(wù),云原生應(yīng)用程序獨(dú)立于底層操作系統(tǒng)和硬件運(yùn)行。這意味著軟件開發(fā)人員可以在本地、云基礎(chǔ)設(shè)施或混合云上部署云原生應(yīng)用程序。 開發(fā)人員使用容器將微服務(wù)與其各自的依賴項(xiàng)(例如主應(yīng)用程序運(yùn)行所需的資源文件、庫(kù)和腳本)打包。
容器的優(yōu)勢(shì)
容器的一些優(yōu)勢(shì)包括:
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與傳統(tǒng)的應(yīng)用程序部署相比,使用的計(jì)算資源更少
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幾乎可以立即部署它們
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可以更高效地?cái)U(kuò)展應(yīng)用程序所需的云計(jì)算資源
六、什么是云原生應(yīng)用程序開發(fā)?
云原生應(yīng)用程序開發(fā)描述了開發(fā)人員如何以及在何處構(gòu)建和部署云原生應(yīng)用程序。文化轉(zhuǎn)型對(duì)于云原生開發(fā)非常重要。開發(fā)人員采用特定的軟件實(shí)踐來縮短軟件交付時(shí)間,并提供滿足不斷變化的用戶期望的準(zhǔn)確功能。如下常見的云原生開發(fā)實(shí)踐。
持續(xù)集成
持續(xù)集成(CI)是一種軟件實(shí)踐,在這種實(shí)踐中,開發(fā)人員可以頻繁地將更改集成到共享代碼庫(kù)中,而不會(huì)出錯(cuò)。小而頻繁的更改可以提高開發(fā)效率,因?yàn)槟梢愿彀l(fā)現(xiàn)問題并對(duì)其進(jìn)行問題排查。CI 工具會(huì)自動(dòng)評(píng)估每次更改的代碼質(zhì)量,以便開發(fā)團(tuán)隊(duì)可以更有信心地添加新功能。
持續(xù)交付
持續(xù)交付(CD)是一種支持云原生開發(fā)的軟件實(shí)踐。借助 CD,開發(fā)團(tuán)隊(duì)可確保微服務(wù)隨時(shí)準(zhǔn)備部署到云中。他們使用軟件自動(dòng)化工具來降低進(jìn)行更改時(shí)的風(fēng)險(xiǎn),例如引入新功能和修復(fù)應(yīng)用程序中的錯(cuò)誤。CI 和 CD 協(xié)同工作,實(shí)現(xiàn)高效的軟件交付。
開發(fā)運(yùn)維
DevOps 是一種改善開發(fā)和運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的軟件文化。這是一種與云原生模式保持一致的設(shè)計(jì)理念。DevOps 實(shí)踐使組織能夠加快軟件開發(fā)生命周期。開發(fā)人員和運(yùn)營(yíng)工程師使用 DevOps 工具實(shí)現(xiàn)云原生開發(fā)的自動(dòng)化。
無(wú)服務(wù)器
無(wú)服務(wù)器計(jì)算是一種云原生模式,云提供商完全管理底層服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施。開發(fā)人員之所以使用無(wú)服務(wù)器計(jì)算,是因?yàn)樵苹A(chǔ)設(shè)施會(huì)自動(dòng)擴(kuò)展和配置以滿足應(yīng)用程序要求。開發(fā)人員只需為應(yīng)用程序使用的資源付費(fèi)。當(dāng)應(yīng)用程序停止運(yùn)行時(shí),無(wú)服務(wù)器架構(gòu)會(huì)自動(dòng)移除計(jì)算資源。
七、云原生應(yīng)用程序開發(fā)有哪些優(yōu)點(diǎn)?
更快的開發(fā)
開發(fā)人員使用云原生方法來縮短開發(fā)時(shí)間并獲得更高質(zhì)量的應(yīng)用程序。開發(fā)人員無(wú)需依賴特定的硬件基礎(chǔ)設(shè)施,而是使用 DevOps 實(shí)踐構(gòu)建隨時(shí)可部署的容器化應(yīng)用程序。這使開發(fā)人員能夠快速響應(yīng)更改。例如,可以在不關(guān)閉應(yīng)用程序的情況下進(jìn)行多次每日更新。
平*立性
通過在云中構(gòu)建和部署應(yīng)用程序,開發(fā)人員可以確保操作環(huán)境的一致性和可靠性。他們不必?fù)?dān)心硬件不兼容,因?yàn)樵铺峁┥虝?huì)解決這個(gè)問題。因此,開發(fā)人員可以專注于在應(yīng)用程序中交付價(jià)值,而不是設(shè)置底層基礎(chǔ)設(shè)施。
經(jīng)濟(jì)高效的運(yùn)營(yíng)
您只需為應(yīng)用程序?qū)嶋H使用的資源付費(fèi)。例如,如果您的用戶流量?jī)H在一年中的特定時(shí)間達(dá)到峰值,您只需為該時(shí)段支付額外費(fèi)用。您不必預(yù)調(diào)配一年中大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài)的額外資源。
八、什么是云原生堆棧?
云原生堆棧描述了開發(fā)人員用于構(gòu)建、管理和運(yùn)行云原生應(yīng)用程序的云原生技術(shù)層。主要分為以下幾類。
基礎(chǔ)設(shè)施層
基礎(chǔ)設(shè)施層是云原生堆棧的基礎(chǔ)。它由操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和其他由第三方云提供商管理的計(jì)算資源組成。
預(yù)調(diào)配層
預(yù)調(diào)配層由分配和配置云環(huán)境的云服務(wù)組成。
運(yùn)行時(shí)層
運(yùn)行時(shí)層為容器的運(yùn)行提供云原生技術(shù)。包括云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、聯(lián)網(wǎng)功能和容器運(yùn)行時(shí)(如 containerd)。
編排和管理層
編排和管理負(fù)責(zé)整合各種云組件,以便它們作為一個(gè)單元運(yùn)行。它類似于操作系統(tǒng)在傳統(tǒng)計(jì)算中的工作方式。開發(fā)人員使用 Kubernetes 等編排工具在不同的機(jī)器上部署、管理和擴(kuò)展云應(yīng)用程序。
應(yīng)用程序定義和開發(fā)層
此云原生堆棧層由用于構(gòu)建云原生應(yīng)用程序的軟件技術(shù)組成。例如,開發(fā)人員使用數(shù)據(jù)庫(kù)、消息傳遞、容器映像等云技術(shù)以及持續(xù)集成(CI)和持續(xù)交付(CD)工具來構(gòu)建云應(yīng)用程序。
可觀察性和分析工具
可觀察性和分析工具監(jiān)控、評(píng)估和改善云應(yīng)用程序的系統(tǒng)運(yùn)行狀況。開發(fā)人員使用工具來監(jiān)控 CPU 使用率、內(nèi)存和延遲等指標(biāo),以確保應(yīng)用程序的服務(wù)質(zhì)量不會(huì)受到干擾。
九、什么是云計(jì)算?
云計(jì)算是指托管在外部數(shù)據(jù)中心并按使用量付費(fèi)提供給用戶的軟件基礎(chǔ)設(shè)施。公司不必為昂貴的服務(wù)器付費(fèi)并進(jìn)行維護(hù)。相反,他們可以使用云提供商提供的按需云原生服務(wù),例如存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)和分析。
十、云計(jì)算與云原生的對(duì)比
云計(jì)算是云供應(yīng)商按需提供的資源、基礎(chǔ)設(shè)施和工具。而云原生是一種使用云計(jì)算模型構(gòu)建和運(yùn)行軟件程序的方法。
十一、什么是支持云?
支持云的應(yīng)用程序是以前在本地?cái)?shù)據(jù)中心運(yùn)行但已修改為在云端運(yùn)行的傳統(tǒng)企業(yè)應(yīng)用程序。這涉及更改軟件模塊的一部分以將應(yīng)用程序遷移到云服務(wù)器。
十二、云原生與支持云的對(duì)比
云原生一詞是指從一開始就設(shè)計(jì)為駐留在云中的應(yīng)用程序。云原生涉及云技術(shù),例如微服務(wù)、容器編排工具和自動(dòng)擴(kuò)縮。支持云的應(yīng)用程序不具備云原生應(yīng)用程序的靈活性、彈性或可擴(kuò)展性。這是因?yàn)橹С衷频膽?yīng)用程序即使已遷移到云端,仍保留其整體結(jié)構(gòu)。
總結(jié)
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