#1。什么是云原生？

根據(jù)您的要求，云原生可能意味著很多不同的事情。十年前，云原生一詞是由 Netflix 等利用云技術(shù)的公司創(chuàng)造的，從一家郵購公司發(fā)展成為世界上最大的消費者點播內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)之一。 Netflix 開創(chuàng) 了我們所謂的云原生模式，重塑、轉(zhuǎn)變和擴(kuò)展了我們所有人都希望以何種方式進(jìn)行軟件開發(fā)。

隨著 Netflix 的巨大成功及其更快地向客戶提供更多功能的能力，公司想知道云原生技術(shù)如何幫助 Netflix 獲得如此巨大的競爭優(yōu)勢。

那么，為什么云原生如此重要？ 從 本質(zhì)上講，云原生 是一種提高業(yè)務(wù)速度的方法，也是一種構(gòu)建團(tuán)隊以利用 Kubernetes 等云原生技術(shù)提供的自動化和可擴(kuò)展性的方法。

#2。云原生開發(fā)和架構(gòu)：它是什么樣的？

單體與微服務(wù)架構(gòu)

在一個錯誤的分號發(fā)布災(zāi)難性版本之后，前 Netflix 云架構(gòu)師 Adrian Cockcroft 將他們的整個架構(gòu)從單體架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒎?wù)。

單體架構(gòu)的問題在于，在開發(fā)和測試新功能時，將這些更改部署到生產(chǎn)環(huán)境需要付出很多努力：

• 多個團(tuán)隊必須協(xié)調(diào)他們的代碼更改。

• 一次部署多個功能需要大量的前期集成和功能測試。

• 開發(fā)團(tuán)隊僅限于使用一種或兩種語言。

向微服務(wù)的轉(zhuǎn)變使 Netflix 開發(fā)人員能夠更快地向他們的客戶提供新功能。

微服務(wù)導(dǎo)致松散耦合的面向服務(wù)的架構(gòu)與有界上下文。這意味著如果每個服務(wù)都必須同時更新，它就不是“松散耦合”。同樣，如果您必須對周圍的服務(wù)了解太多，那么您就沒有“有界上下文”。另請參閱 Martin Fowler 和 James Lewis 討論定義的原始博客： “微服務(wù)：這個新架構(gòu)術(shù)語的定義”。

微服務(wù)、Docker 和 Kubernetes

Docker 容器非常適合微服務(wù)。通過在多帶帶的容器中運行微服務(wù)，它們都可以獨立部署，甚至可以使用不同的語言。容器化消除了語言、庫或框架之間任何摩擦或沖突的風(fēng)險。由于容器是可移植的并且可以彼此隔離運行，因此使用容器創(chuàng)建微服務(wù)架構(gòu)并在需要時將它們移動到另一個環(huán)境非常簡單。

容器編排

一旦你有大量的微服務(wù)都在 Docker 容器中運行，你需要一種方法來管理或編排這些容器，以便它們作為應(yīng)用程序有意義。這就是您需要 Kubernetes、Docker Swarm 或其他編排器（集群管理器）的地方。

過去，您必須對使用哪個編排器做出明智的選擇，但現(xiàn)在編排大戰(zhàn)已獲勝，谷歌的 Kubernetes 脫穎而出。所有主要的云提供商 都通過易于安裝的解決方案支持 Kubernetes。

本次討論的要點是，對于大多數(shù)公司來說，要具有競爭力，他們必須圍繞微服務(wù)構(gòu)建應(yīng)用程序并在 Kubernetes 集群中運行它們——盡管有些公司也在其他編排器上運行 Docker 容器。

自動化部署

隨著在容器中運行并在 Kubernetes 中編排的應(yīng)用程序，下一步是自動化部署。持續(xù)自動化的功能流是 DevOps 與其他軟件開發(fā)理念和實踐的區(qū)別，例如瀑布模型，其中開發(fā)遵循有序的階段序列。

持續(xù)并不意味著工程師正在 24/7 更新代碼，或者他們在每次更改代碼行時部署更新。從這個意義上說，持續(xù)是指通過自動持續(xù)集成和持續(xù)部署管道 (CICD) 定期推出的軟件更改和新功能。在電子書： GitOps 實用指南中查找更多用于構(gòu)建 CICD 管道的 DevOps 策略。

監(jiān)控

借助容器和微服務(wù)，監(jiān)控解決方案必須管理比以往更多的服務(wù)和服務(wù)器。不僅有更多的對象需要管理，而且云原生應(yīng)用程序還會生成大量需要跟蹤的額外數(shù)據(jù)。

從由許多移動部件組成的環(huán)境中收集數(shù)據(jù)是很復(fù)雜的。Prometheus 是這些動態(tài)云環(huán)境的最佳現(xiàn)代解決方案。它是專門為監(jiān)控在容器中大規(guī)模運行的應(yīng)用程序和微服務(wù)而構(gòu)建的，并且是容器化環(huán)境的本機。

閱讀有關(guān)使用 Prometheus 進(jìn)行 Kubernetes 監(jiān)控的更多信息。

文化變遷

在您的組織中實施云原生技術(shù)和 DevOps 最佳實踐的成功很大程度上取決于您現(xiàn)有的公司文化。內(nèi)部團(tuán)隊不僅必須學(xué)會采用跨職能方法，以確保軟件以連續(xù)的節(jié)奏迭代并補充公司的業(yè)務(wù)目標(biāo)。實際切換到云原生可能是您旅程中最簡單的部分。讓這些改變堅持下來并在整個組織中傳播很可能是這個過程中最困難的部分。

在我們的白皮書《生產(chǎn)就緒 Kubernetes 集群指南》中了解生產(chǎn)就緒的五個步驟，包括您需要對團(tuán)隊進(jìn)行的文化改變，以及在生產(chǎn)中使用 Kubernetes 時要考慮的最重要的要求。

#3。云原生方法有什么好處？

企業(yè)采用云原生的最大好處可以總結(jié)如下：

提高敏捷性和生產(chǎn)力

借助 GitOps 和 DevOps 最佳實踐，開發(fā)人員可以使用全自動持續(xù)集成 持續(xù)交付管道 (CICD) 快速測試新代碼并將其推送到生產(chǎn)環(huán)境。企業(yè)可以在幾分鐘或幾小時內(nèi)（而不是幾周和幾個月）將新想法帶入生產(chǎn)，從而提高創(chuàng)新率和競爭力。

改進(jìn)的可擴(kuò)展性和可靠性

按需彈性擴(kuò)展或云爆發(fā)提供了近乎無限的計算、存儲和其他資源擴(kuò)展。企業(yè)可以利用內(nèi)置的可擴(kuò)展性來匹配任何需求配置文件，而無需額外的基礎(chǔ)架構(gòu)規(guī)劃或配置。

GitOps 和 DevOps 最佳實踐為開發(fā)人員提供了一種還原更改的低風(fēng)險方法，為創(chuàng)新掃清了道路。憑借干凈回滾的能力，在集群崩潰的情況下從災(zāi)難中恢復(fù)也更快。更長的正常運行時間保證企業(yè)更具競爭力，并可以提供更嚴(yán)格的服務(wù)水平協(xié)議和更好的服務(wù)質(zhì)量。

降低成本

由于云原生技術(shù) 支持按使用付費模式，規(guī)模經(jīng)濟(jì)得以傳遞，并將支出從 CAPEX 轉(zhuǎn)移到 OPEX。這種前期 CAPEX 支出的較低準(zhǔn)入門檻允許更多的 IT 資源用于開發(fā)而不是基礎(chǔ)設(shè)施。此外，總體 TCO/托管成本也將更低。

吸引和留住頂尖人才

使用云原生和其他尖端開源技術(shù)可以讓您更快地移動并在基礎(chǔ)設(shè)施上花費更少的時間，這對開發(fā)人員很有吸引力。雇用更高質(zhì)量的開發(fā)人員會產(chǎn)生更好的產(chǎn)品，從而為您的業(yè)務(wù)帶來更多創(chuàng)新。額外的好處是開源貢獻(xiàn)可以幫助建立您作為技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者的聲譽。

減少供應(yīng)商鎖定

云原生為您提供了多種工具選擇，而不會被遺留產(chǎn)品所束縛。通過盡可能利用多云兼容工具，云原生應(yīng)用程序更加便攜，并且超出了供應(yīng)商掠奪性定價的范圍。您可以輕松遷移到具有更好產(chǎn)品的替代公共云或合規(guī)性需要多云基礎(chǔ)架構(gòu)的地方。

#4。云原生技術(shù)實踐

隱形基礎(chǔ)設(shè)施意味著便攜性和速度

大多數(shù)公司都希望將應(yīng)用程序遷移到云端，但他們也可能希望將一些應(yīng)用程序或數(shù)據(jù)保留在防火墻后面和內(nèi)部部署。有些人可能希望能夠改變云提供商以利用更好的定價模型，或者他們可能需要遵守合規(guī)性法規(guī)并跨越多個云提供商。為了使應(yīng)用程序如此易于移植，企業(yè)要求他們的系統(tǒng)能夠正常工作，這樣他們就可以通過發(fā)布新的應(yīng)用程序和功能而不是投資于基礎(chǔ)設(shè)施來重新建立業(yè)務(wù)價值。

“我們需要停止編寫基礎(chǔ)架構(gòu)……總有一天會有一群開發(fā)人員不再編寫基礎(chǔ)架構(gòu)代碼。就像你們中可能沒有多少人制造計算機一樣?！?- Weaveworks 首席執(zhí)行官 Alexis Richardson

進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的企業(yè)以及需要推動業(yè)務(wù)發(fā)展以保持競爭力的企業(yè)都對創(chuàng)建我們所說的無形基礎(chǔ)設(shè)施感興趣。為了加快步伐，您需要一種簡化基礎(chǔ)架構(gòu)更改的方法，以便開發(fā)人員可以專注于創(chuàng)新和構(gòu)建新功能而無需開銷。最終目標(biāo)是讓開發(fā)人員永遠(yuǎn)不要編寫基礎(chǔ)設(shè)施代碼，而是專注于功能。當(dāng)基礎(chǔ)設(shè)施摩擦減少時，企業(yè)將更加敏捷和具有競爭力。

因此，當(dāng)我們談?wù)搼?yīng)用程序是云原生時，我們從根本上談?wù)摰氖强蓴U(kuò)展性、可移植性和開發(fā)速度。

提高速度意味著更敏捷的業(yè)務(wù)

從業(yè)務(wù)的角度來看，云原生的回報是應(yīng)用程序始終處于打開狀態(tài)，高度可用，可以由您的開發(fā)團(tuán)隊在零停機時間的情況下進(jìn)行更新。云原生應(yīng)用程序允許您的開發(fā)團(tuán)隊或多或少地處理客戶的請求，而不是等待數(shù)周。提高速度和敏捷性是這種新型現(xiàn)代應(yīng)用程序、架構(gòu)和實踐的主要特征和優(yōu)勢。

云原生開發(fā)團(tuán)隊可以實踐持續(xù)交付

采用云原生的公司已將平均部署時間從每周 1 或 2 次部署增加到每天 150 多次部署。如果您的網(wǎng)站出現(xiàn)故障，您可以使用云原生在五分鐘內(nèi)修復(fù)它，而不是讓您的客戶離線。

快速移動的能力是那些不斷更改和更新其應(yīng)用程序的人與那些努力對其網(wǎng)站進(jìn)行小幅更改的人之間的主要區(qū)別之一。您可以量化持續(xù)交付，這就是人們對 Airbnb 和 Netflix 等獨角獸公司如此興奮的原因之一，它們已經(jīng)弄清楚了這一點。

云原生是大多數(shù)公司都知道并認(rèn)為很重要的東西。當(dāng)然，棘手的部分是使知識民主化和傳播。我們?nèi)绾巫屗腥硕寄苁褂眠@項技術(shù)，而不僅僅是硅谷的精英科技公司？

#5。CNCF 的角色

云原 生計算基金會 (CNCF) 成立于 2015 年，是 Kubernetes 的供應(yīng)商中立之家——一個用于自動化部署以及擴(kuò)展和管理應(yīng)用程序的開源系統(tǒng)。Kubernetes 最初是由谷歌創(chuàng)建來運行他們的搜索引擎的，但今天它得到了亞馬遜、微軟和思科以及 300 多家其他公司的貢獻(xiàn)。

使用 Kubernetes，構(gòu)成應(yīng)用程序的容器被分組為邏輯單元，以便于管理和發(fā)現(xiàn)。它可以隨您的應(yīng)用程序擴(kuò)展，您無需向 Ops 團(tuán)隊添加更多資源。

除此之外，還可以安全地進(jìn)行自動部署以及多個同時部署。這種發(fā)布和產(chǎn)品更新的新方式對大多數(shù)人來說是一個非常新的概念。所有這些想法都是所謂的云原生革命的一部分。

CNCF 的主要任務(wù)是圍繞一系列 高質(zhì)量項目 構(gòu)建可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)和社區(qū)，這些項目支持和管理基于 Kubernetes 構(gòu)建的云原生應(yīng)用程序的容器。

除了托管和支持新的云原生項目外，CNCF 還提供培訓(xùn)、 技術(shù)監(jiān)督委員會、管理委員會、社區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施實驗室和多個認(rèn)證計劃。

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通用云平臺

為了將數(shù)字解決方案引入不同的業(yè)務(wù)環(huán)境，開發(fā)人員需要停止擔(dān)心底層基礎(chǔ)設(shè)施，轉(zhuǎn)而專注于為底線增加直接價值的應(yīng)用程序和其他功能。這將我們引向 CNCF 的一個重要目標(biāo)，即構(gòu)建一個通用的開放式云原生平臺和工具包，企業(yè)可以輕松地在其組織內(nèi)采用和適應(yīng)。

為了使這個通用平臺成型，我們需要以下內(nèi)容：

1. 提供可擴(kuò)展性的物理基礎(chǔ)設(shè)施，還允許您的應(yīng)用程序在任何地方運行，無論是在公共云中還是在本地或兩者兼而有之。

2. 一個通用的云技術(shù)平臺，具有用于下一代應(yīng)用程序的一組可插拔工具。一個具有可插拔工具的平臺，可輕松在云中運行云原生應(yīng)用程序。

3. 許多現(xiàn)代云原生架構(gòu)的采用和開發(fā)為數(shù)據(jù)分析、機器學(xué)習(xí)、金融、無人機、汽車、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)學(xué)、通信和其他垂直業(yè)務(wù)領(lǐng)域帶來了新機遇。

現(xiàn)成的云原生組件

通過利用 CNCF 中提供的許多孵化項目，您可以輕松設(shè)置基礎(chǔ)架構(gòu)并為您的團(tuán)隊創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。在云原生技術(shù)出現(xiàn)之前，向您的單體平臺添加一個新的業(yè)務(wù)組件意味著要雇傭一支顧問團(tuán)隊，即便如此，也需要 9 個月的時間來實施。

但是現(xiàn)在通過使用CNCF 的 社區(qū)支持組件環(huán)境可以節(jié)省大量時間 。這使您可以專注于手頭的任務(wù)，可以將機器學(xué)習(xí)或其他數(shù)據(jù)科學(xué)方法引入您的業(yè)務(wù)以推動創(chuàng)新。

#6。云原生與 DevOps 有何關(guān)系

DevOps 和持續(xù)交付

云原生讓我們找到了一套全新的軟件開發(fā)方法和理念，也就是所謂的 DevOps 文化轉(zhuǎn)變。有了一套新工具，團(tuán)隊自然會想出使用它們的新方法。這通常發(fā)生在新一代開發(fā)人員身上，他們以全新的眼光和對舊問題的純潔旋轉(zhuǎn)。特別是，云原生技術(shù)已經(jīng)導(dǎo)致新的持續(xù)交付工具和方法的實施，這些工具和方法可以幫助您加快開發(fā)速度。  

速度是持續(xù)交付的關(guān)鍵

提供持續(xù)交付組件（以及其他）的 Kubernetes 平臺可以提高速度，同時也降低了進(jìn)入門檻。有了持續(xù)交付，您的團(tuán)隊可以全天部署變更，而不是每季度或每月一次。持續(xù)交付還提供了一種在需要時回滾更改的機制。有了持續(xù)交付管道，開發(fā)人員可以直接從源代碼到生產(chǎn)進(jìn)行更改，但更重要的是，他們還能夠輕松地恢復(fù)和退出更改。

持續(xù)部署更改的能力意味著您的團(tuán)隊可以將測試部署到客戶子集或更輕松地推出特定客戶請求。而且由于只需單擊一下即可回滾，因此開發(fā)人員可以更快地從故障中恢復(fù)。

這與 15 年前的軟件開發(fā)非常不同，當(dāng)時需要大量的協(xié)調(diào)工作來部署單個更改。借助 Kubernetes 等云原生技術(shù)和其他支持項目，持續(xù)部署更改是微不足道的，因為這項技術(shù)使之成為可能。

“基于容器的基礎(chǔ)設(shè)施和微服務(wù)為軟件部署提供了前沿，為希望提供大規(guī)模可擴(kuò)展、靈活和分布式應(yīng)用程序的企業(yè)創(chuàng)造了巨大的潛力。最近，他們開始將 Kubernetes 標(biāo)準(zhǔn)化為單一目標(biāo)架構(gòu)，從而為圍繞特定部署目標(biāo)調(diào)整 DevOps 實踐創(chuàng)造機會。” 約翰、柯林斯、GigaOm

閱讀完整報告“云原生世界中的 DevOps 編排”。

云原生方法推送代碼，而不是使用 GitOps 的容器

云原生非常適合 GitOps 風(fēng)格的部署。作為構(gòu)建云原生應(yīng)用程序的操作模型，GitOps 統(tǒng)一了部署、監(jiān)控和管理。

GitOps 的目標(biāo)是加快開發(fā)速度，以便您的團(tuán)隊可以安全可靠地對 Kubernetes 中運行的復(fù)雜應(yīng)用程序進(jìn)行更改和更新。它使用開發(fā)人員熟悉的工具和工作流程來執(zhí)行此操作。有關(guān) GitOps 的更多信息，包括它與云原生應(yīng)用程序的關(guān)系，請參閱 GitOps - 您需要了解的內(nèi)容。  

編織 GitOps

使用 Weave GitOps 快速上手。

Weave GitOps 是一個持續(xù)交付產(chǎn)品，可以在任何 Kubernetes 中運行應(yīng)用程序。它使簡單的聲明式工作流能夠一次完全控制 Kubernetes 的拉取請求。云原生團(tuán)隊通過將所有內(nèi)容推送到他們的環(huán)境中來閃電般地快速。環(huán)境不變性、應(yīng)用程序部署、漸進(jìn)式交付和集群健康生命周期，所有這些都來自 Git?？刂圃?、邊緣和您的機器，持續(xù)提供增量價值。