什么是云原生?

时间:2021-6-12 作者:qvyue

简介

Cloud Native 翻译为云原生,是Matt Stine提出的一个概念,它是一个思想的集合,包括DevOps、持续交付(Continuous Delivery)、微服务(MicroServices)、敏捷基础设施(Agile Infrastructure)、康威定律(Conways Law)等,以及根据商业能力对公司进行重组。Cloud Native既包含技术(微服务,敏捷基础设施),也包含管理(DevOps,持续交付,康威定律,重组等)。Cloud Native也可以说是一系列Cloud技术、企业管理方法的集合。

Cloud Native是更好的工具、自我修复系统、和自动化系统的集合,可以让应用和基础设施的部署和故障修复更加快速和敏捷,极大的降低企业在云计算方面的部署成本。

目前业界公认的云原生主要包括以下几个层面的内容。

什么是云原生?

容器,服务网格,微服务,不可变的基础设施,公开的API都接近云原生相关概念。

云原生技术可以让系统松耦合,支持弹性伸缩、可管理的、清晰的。通过整合健壮且有效的自动化,工程师可以用很少的劳动来完成频繁的、预期中的高危代码修改。

云原生准确来说是一种文化,更是一种潮流,它是云计算的一个必然导向。意义在于让云成为云化战略成功的基石,而不是障碍。

什么是云原生?

云原生的发展历程

云原生(Cloud Native)最初来描述云上应用的典型架构与特性,随着容器、kubernetes、Serverless、FaaS技术的演进,CNCF(Cloud Native Computing Foundation ,云原生计算基金会)把云原生的概念更广泛地定义为“让应用更有弹性、容错性、观测性的基础技术,让应用更容易部署、管理的基础软件、让应用更容易编写、编排的运行框架等”,希望能够让开发者最好的利用云的资源、产品和交付能力。

下边大致梳理一下云原生的发展过程。

2004 年 ~ 2007 年,Google 已在内部大规模地使用像 Cgroups 这样的容器技术; 2008 年,Google 将 Cgroups 合并进入了 Linux 内核主干。 2013 年,Docker 项目正式发布。 2014 年,Kubernetes 项目也正式发布。 2015 年,CNCF 成立。 2017 年,CNCF 达到 170 个成员和 14 个基金项目。 2018 年,CNCF 成立三周年有了 195 个成员,19 个基金会项目和 11 个孵化项目,如此之快的发展速度在整个云计算领域都是非常罕见的。

2014 年 Kubernetes 项目发布的原因也非常容易理解,因为有了容器和 Docker 之后,就需要有一种方式去帮助大家方便、快速、优雅地管理这些容器,这就是 Kubernetes 项目的初衷。在 Google 和 Redhat 发布了 Kubernetes 之后,这个项目的发展速度非常之快。

2015 年由 Google、Redhat 以及微软等大型云计算厂商以及一些开源公司共同牵头成立了 CNCF 云原生基金会。CNCF 成立之初,就有 22 个创始会员,而且 Kubernetes 也成为了 CNCF 托管的第一个开源项目。在这之后,CNCF 的发展速度非常迅猛。

云原生技术生态现状

因此,如今我们所讨论的云原生技术生态是一个庞大的技术集合。CNCF 有一张云原生全景图(https://github.com/cncf/landscape),在这个全景图里已经有 200 多个项目和产品了,这些项目和产品也都是和 CNCF 的观点所契合的。所以如果以这张全景图作为背景,加以思考就会发现,我们今天所讨论的云原生其实主要谈论了以下几点:

云原生基金会 —— CNCF

CNCF 是目前云计算领域最成功的开源基金会之一,是 Kubernetes、 etcd、Envoy 等知名开源项目的托管基金会。

云原生技术社区

云原生技术社区,比如像 CNCF 目前正式托管的 20 多个项目共同构成了现代云计算生态的基石,其中像 Kubernetes 这样的项目已经成为了世界第四活跃的开源项目;目前从 CNCF 毕业的项目以及有 6 个,分别是 Kubernetes 、Prometheus、Envoy、CoreDNS、containerd、Fluentd 。

云原生技术产业

除了前面两点之外,现在全球各大公有云厂商都已经支持了 Kubernetes。此外,还有 100 多家技术创业公司也在持续地进行投入。现在阿里巴巴也在谈全面上云,而且上云就要上云原生,这也是各大技术公司拥抱云原生的一个例子。

我们正处于时代的关键节点

2019 年正是云原生时代的关键节点,为什么这么说?我们这里就为大家简单梳理一下。

从 2013 年 Docker 项目发布开始说起,Docker 项目的发布使得全操作系统语义的沙盒技术唾手可得,使得用户能够更好地、更完整地打包自己的应用,使得开发者可以轻而易举的获得了一个应用的最小可运行单位,而不需要依赖任何 PaaS 能力。这对经典 PaaS 产业其实是一个“降维打击”。

2014 年的时候,Kubernetes 项目发布,其意义在于 Google 将内部的 Borg/Omega 系统思想借助开源社区实现了“重生”,并且提出了“容器设计模式”的思想。而 Google 之所以选择间接开源 Kubernetes 而不是直接开源 Borg 项目,其实背后的原因也比较容易理解:Borg/Omega 这样的系统太复杂了,是没办法提供给 Google 之外的人使用,但是 Borg/Omega 这样的设计思想却可以借助 Kubernetes 让大家接触到,这也是开源 Kubernetes 的重要背景。

这样到了 2015 年到 2016 年,就到了容器编排“三国争霸”的时代,当时 Docker、Swarm、Mesos、Kubernetes 都在容器编排领域展开角逐,他们竞争的原因其实也比较容易理解, 那就是 Docker 或者容器本身的价值虽然大,但是如果想要让其产生商业价值或者说对云的价值,那么就一定需要在编排上面占据一个有利的位置。

其中,Swarm 更偏向于生态,而 Mesos 技术更强一些。相比之下, Kubernetes 则兼具了两者优势,最终在 2017 年“三国争霸”的局面中得以胜出,成为了当时直到现在的容器编排标准。这一过程的代表性事件就是 Docker 公司宣布在核心产品中内置了 Kubernetes 服务,并且 Swarm 项目逐渐停止维护。

到了 2018 年的时候,云原生技术理念开始逐渐萌芽,这是因为此时 Kubernetes 以及容器都成为了云厂商的既定标准,以“云”为核心的软件研发思想逐步形成。

而到了 2019 年,情况似乎又将发生一些变化。

2019 年,云原生技术普及元年

为什么说 2019 年很可能是一个关键节点呢?我们认为 2019 年是云原生技术的普及元年。

首先大家可以看到,在 2019 年,阿里巴巴宣布要全面上云,而且“上云就要上云原生”。我们还可以看到,以“云”为核心的软件研发思想,正逐步成为所有开发者的默认选项。像 Kubernetes 等云原生技术正在成为技术人员的必修课,大量的工作岗位正在涌现出来。

这种背景下,“会 Kubernetes” 已经远远不够了,“懂 Kubernetes”、“会云原生架构” 的重要性正日益凸显出来。 从 2019 年开始,云原生技术将会大规模普及,这也是为什么大家都要在这个时间点上学习和投资云原生技术的重要原因。

云原生代表技术

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