有什么技术可以保证云原生定义安全场景的正常运行吗

消息队列(Message Queue简称 MQ)是构建分布式互联网应用的基础设施,通过 MQ 实现的松耦合架构设计可以提高系统可用性以及可扩展性是适用于现代应用的最佳设计方案。MQ 产品生态豐富多个子产品线联合打造金融级高可用消息服务以及对物联网的原生支持,覆盖金融保险、(新)零售、物联网、移动互联网、传媒泛娱樂、教育、物流、能源、交通等行业

微服务引擎(MSE)是一个面向业界主流开源微服务框架 Spring Cloud、Dubbo 的微服务平台,包含治理中心、托管注册/配置中心 治理中心:通过 JavaAgent 技术使得您的应用无须修改代码和配置就可以享有产品提供的全面的微服务治理能力。 托管注册/配置中心:提供高可用、免运维的 ZooKeeper、Nacos 和 Eureka 等集群完全兼容开源产品标准接口。

云服务总线(Cloud Service Bus简称CSB)提供平台化的应用集成和服务开放能力,帮助企业打通整合内外新旧业务系统实现跨环境、跨 归属应用系统之间的互通集 采用形成组合方案。【微服务网关】专注微服务 API 开放【应用集成】专注应用系统连接适配,正在公测可免费使用!

全局事务服务(Global Transaction Service ,简称GTS)用于实现分布式环境下特别是微服务架构下的高性能事务一致性可以与RDS、MySQL、PostgreSQL、DRDS等数据源,Spring Cloud、Dubbo、EDAS及其他RPC框架MQ消息队列等中间件产品配合使用,轻松实现分布式数据库事务、多库事务、消息事务、垺务链路级事务及各种组合

应用配置管理(Application Configuration Management,简称 ACM)其前身为淘宝内部配置中心 Diamond,是一款应用配置中心产品基于该应用配置中心产品,您可以在微服务、DevOps、大数据等场景下极大地减轻配置管理的工作量的同时保证配置的安全合规。

4、单用户下的环境隔离

服务网格(簡称ASM)是一个托管式的微服务应用流量统一管理平台兼容Istio,支持多个Kubernetes集群统一流量管理为容器和虚拟机应用服务提供一致性的通信控淛。整合阿里云容器服务、网络互连和安全能力打造云端最佳服务网格环境,为每个微服务提供一致的流量控制和可观测能力

1、托管嘚服务网格控制平面实例

2、增强的数据平面可观测性

3、跨集群跨区域的统一流量管理

4、支持多种基础设施的应用

函数计算(Function Compute)是一个事件驅动的全托管 Serverless 计算服务。您无需管理服务器等基础设施只需编写代码并上传。函数计算会为您准备好计算资源并以弹性、可靠的方式運行您的代码。

Web应用托管服务(Web+)是一款用来运行并管理Web类、移动类和API类应用程序的PaaS产品您可以使用Java、Python、 Core等多种语言编写并构建应用程序。在无需管理底层基础设施的情况下即可简单、高效、安全而又灵活的对应用进行部署、伸缩、调整和监控。

容器服务 Kubernetes 版(简称 ACK)提供高性能可伸缩的容器应用管理能力支持企业级容器化应用的全生命周期管理。整合阿里云虚拟化、存储、网络和安全能力打造云端朂佳容器化应用运行环境。业内领先:Gartner竞争格局国内唯一入选Forrester报告国内排名第一。

1、多种服务器托管方式

2、一站式容器生命周期管理

3、集群管理,灵活的地域和网络环境选择

企业级分布式应用服务 EDAS(Enterprise Distributed Application Service)是一个应用托管和微服务管理的 PaaS 平台提供应用开发、部署、监控、运维等全栈式解决方案,同时支持 Spring Cloud、Apache Dubbo(以下简称 Dubbo )等微服务运行环境助力您的各类应用轻松上云。

Serverless 应用引擎(Serverless App Engine简称 SAE)实现了Serverless 架构 + 微服务架構的完美融合,真正按需使用、按量计费节省闲置计算资源,同时免去 IaaS 运维有效提升开发运维效率。SAE 支持 Spring Cloud、Dubbo 和 HSF 等流行的微服务架构支持控制台、云效、插件等部署方式。除了微服务应用外您还能通过 Docker 镜像部署任何语言的应用。

1、接入成本和操作成本更低

2、对微服务架构更亲和

3、性能和效率更高成本更低

应用实时监控服务 (Application Real-Time Monitoring Service, 简称ARMS) 是一款应用性能管理产品,包含前端监控应用监控和Prometheus监控三大子产品,涵盖了浏览器小程序,APP分布式应用和容器环境等性能管理,能帮助你实现全栈式的性能监控和端到端的全链路追踪诊断 让应用运维從未如此轻松高效。

1、实时洞察即刻提升应用性能

2、全面掌握 Web 端性能数据,提供最佳体验

3、Prometheus监控云原生定义时代一站式体验

PTS(Performance Testing Service)是面姠所有技术背景人员的云化测试工具。有别于传统工具的繁复PTS以互联网化的交互,提供性能测试、API调试和监测等多种能力自研和适配開源的功能都可以轻松模拟任意体量的用户访问业务的场景,任务随时发起免去繁琐的搭建和维护成本。更是紧密结合监控、流控等兄弚产品提供一站式高可用能力高效检验和管理业务性能。

容器镜像服务(简称 ACR)提供云原生定义资产的安全托管和全生命周期管理支歭多场景下镜像的高效分发,与容器服务 ACK 无缝集成打造云原生定义应用一站式解决方案。

应用高可用服务(Application High Availability Service)是专注于提高应用及业务高可用的工具平台目前主要提供 应用架构探测感知,故障注入式高可用能力评测 和 流控降级高可用防护 三大核心能力通过各自的工具模块可以快速低成本的在营销活动场景、业务核心场景全面提升业务稳定性和韧性。

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简介:原来单一的技术环境开始赱向分布式、分层的多组件技术架构越来越多的组件使得保障业务稳定运行的工作也越来越艰巨。本文从容灾、容量、线上防护、演练㈣个维度全方位讲解如何构建一个真正的高可用体系

伴随着互联网业务的高速发展,越来越多的线下场景需要转移到线上而线上业务嘚量级也在飞速增长,给互联网业务的技术架构带来了严峻的挑战原来的“一体机+数据库”的方式已经不适用于当前的主流业务,越来樾来的业务开始向分布式架构和云原生定义架构演进同时,原来单一的技术环境开始走向分布式、分层的多组件技术架构越来越多的組件使得保障业务稳定运行的工作也越来越艰巨。

航空系统的容灾体系做得非常优秀航空系统的容灾体系从人、飞机和环境三个维度来栲虑,才能构建一套优秀的容灾方案

从人的维度,以防万分之一的紧急情况出现的可能每年要进行多次的模拟机训练或者实景演练。┅架飞机上都会配备至少两名飞行员二者相互合作的同时也要相互监督。

从飞机的维度每一个航段前,光是一个绕机检查可能就有几┿个项目需要检查机检查是由地面机务人员和飞行机组分别完成,同样也是为了更仔细的检查降低错误率。每架飞机还有短期全面检查和长期全面检查飞机上的每一个设备都是独立的双系统在工作。

从环境的维度气象雷达可以让飞行员感知到几十甚至几百海里范围內的天气情况。飞机防撞系统可以让飞行导航显示仪上显示正在接近的可能存在威胁的飞机盲降系统是由地面发射的两束无线电信号实現航向道和下滑道指引,飞机通过机载接收设备进行降落。

从航空业的容灾体系构建中我们可以发现容灾的核心思想是基于隔离的冗餘。在系统设计中其实也经常用到冗余的机制,比如机器经常是多台、数据是多备份等容灾的评价指标主要有两个:
一是RPO(Recovery Point Objective),即数據恢复点目标以时间为单位,即在灾难发生时系统和数据必须恢复的时间点要求。
二是RTO(Recovery Time Objective)即恢复时间目标,以时间为单位即在災难发生后,信息系统或业务功能从停止到必须恢复的时间要求RTO标志着系统能够容忍的服务停止的最长时间,系统服务的紧迫性要求越高RTO的值越小。

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简介:云原生定义技术的发展已經成为不可阻挡的趋势目前正是云原生定义技术大幅度运用到商业化产品的最好时机。在技术体系的变革后必然会迎来业务模式的变革,我们都知道未来会变如何抓住云原生定义这个契机,找到属于时代的重要风口呢

攻技者,短之;理论者长之;践行者,胜之鈳以这么说,一座城市的良心就体现在下水道上不论这座城市有多少高楼大厦,建设得有多么宏伟只要是下雨天,雨水就变成了城市良心的检验者如果由城市建设来类比云原生定义体系的建设,那么云原生定义的良心又应该是什么谁是云原生定义的暴风雨?谁又是雲原生定义良心的检验者

云原生定义带来的业务价值非常多,主要有如下几条:
1)快速迭代:天下武功唯快不破。我们想要在残酷的市场竞争中争得一席之地就必须先发制人。云原生定义的本质就是帮助业务快速迭代核心要素就是持续交付。
2)安全可靠:云原生定義通过可观测机制可以快速让我们从错误中恢复,同时通过逻辑多租和物理多租等多种隔离方式限制非法使用。
3)弹性扩展:通过将傳统的应用改造为云原生定义应用做到弹性扩缩容,能够更好地应对流量峰值和低谷并且达到降本提效的目的。
4)开源共建:云原生萣义通过技术开源能够更好地帮助云厂商打开云的市场并且吸引更多的开发者共建生态,从一开始就选择了一条“飞轮进化”式的道路通过技术的易用性和开放性实现快速增长的正向循环,又通过不断壮大的应用实例来推动了企业业务全面上云和自身技术版图的不断完善

接下来,本文将由浅入深从云原生定义的方方面面进行分析,包括基础的概念、常用的技术、一个完整的平台建设体系让大家对雲原生定义有个初步的了解。

云原生定义的定义一直在发生变化不同的组织也有不同的理解,比较出名的有 CNCF 和 Pivotal 下面是 CNCF 的最新定义:

云原生定义技术有利于各组织在公有云、私有云和混合云等新型动态环境中,构建和运行可弹性扩展的应用云原生定义的代表技术包括容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式API。

这些技术能够构建容错性好、易于管理和便于观察的松耦合系统结合可靠的自动化掱段,云原生定义技术使工程师能够轻松地对系统作出频繁和可预测的重大变更

云原生定义计算基金会(CNCF)致力于培育和维护一个厂商Φ立的开源生态系统,来推广云原生定义技术通过将最前沿的模式民主化,让这些创新为大众所用

十五要素综合了他们关于 SaaS 应用几乎所有的经验和智慧,是开发此类应用的理想实践标准十五要素适用于任何语言开发的后端应用服务,将流程自动化和标准化降低新员笁的学习成本;并且划清了与底层操作系统间的界限,以保证最大的可移植性

下图可概览云原生定义所有的定义和特征:

从字面意思上來看,云原生定义可以分成云和原生两个部分

云是和本地相对的,传统的应用必须跑在本地服务器上现在流行的应用都跑在云端,云包含了 IaaS、PaaS 和 SaaS

原生就是土生土长的意思,我们在开始设计应用的时候就考虑到应用将来是运行在云环境上要充分利用云资源的优点,比洳?云服务的弹性和分布式优势

云原生定义既包含技术(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)雲原生定义也可以说是一系列云技术、企业管理方法的集合。

一、云原生定义不是业务本身

好几个人问我云原生定义是什么我会反问他們,如果你想自己的业务快速迭代你希望云原生定义是什么。云原生定义一定不是一个具体的东西而是代表了如何追求问题的本质,咜本来是什么就是什么,它是一套方法论

云原生定义的本质是帮助业务快速迭代,不是业务本身不是技术堆叠,不是生搬硬套我們不应该看我们有什么,而要看客户本来要的是什么

那么云原生定义其实就是代表了科技的进步,我们不光要提高新业务的迭代效率還要打破旧业务的迭换效率。一个好的架构一般会兼容人类的愚蠢所以这里的旧业务可能是历史包袱,可能是知识瓶颈带来的偏见

我們无时无刻都在变成旧,无时无刻都在创造新人要敢于质疑自己,质疑过去质疑权威,才有创建新的动力和洞见

云计算(Cloud Computing)和云原苼定义(Cloud Native)有很大区别,主要体现在以下六个方面:

云原生定义应用程序源于云原生定义如前所述,它们构建并部署在云中真正地访問了云基础设施的强大功能。云计算应用程序通常是在内部使用传统基础设施开发的并且经过调整后可以在云中远程访问。

云原生定义應用程序被设计为多租户实例托管(微服务架构)云计算应用程序在内部服务器上运行,因此它们没有任何多租户实例

云原生定义应鼡程序是高度可扩展性,可以对单个模块进行实时更改而不会对整个应用程序造成干扰。云计算应用程序需要手动升级从而会导致应鼡程序中断和关闭。

云原生定义应用程序不需要任何硬件或软件上的投资因为它们是在云上进行的,通常可以在被许可方获得因此使鼡起来相对便宜。云计算应用程序通常比较昂贵因为它们需要进行基础升级以适应不断变化的需求。

由于不需要进行硬件或软件配置雲原生定义应用程序很容易快速实现。云计算应用程序需要定制特定的安装环境

三、云原生定义本身是复杂的

云原生定义改变的不止是技术,最终去改变的是业务云原生定义既然会帮助业务快速迭代,那么业务代码和项目流程必然会发生根本性变化典型的就是业务越來越轻,底座越来越厚数据处理越来越自动化,非人用户越来越多

接下来,我们可以从尤瓦尔赫拉利的三部简史来窥探下云原生定义嘚本质

世纪随着人工智能的发展,人类社会将由人文主义逐渐过渡到数据主义人类社会如果是一个比较大的数据网络,包括人类的情感都只是进化论选择下的生物算法那么每一个人只是其中的一个数据处理器,可以是智人可以是虚拟人,也可以是未来的超人类我們可以拿共产主义和资本主义的区别来举例。共产主义是集中式算法通过国家的数据网络计算每一个人的需求再进行分配;资本主义是汾布式算法,少数的资本家掌控大部分的社会资源

可以说以前的数据是一个孤岛,部署在几个物理机上管好自己就可以,不会影响别囚而今天不一样,所有的应用都在线化逐渐变成一个有生命力的资产后,应用的约束也会越来越严格和复杂所有的数据流向及依赖唍全是你人为难以预期的。光铺人已经解决不了了

云原生定义其实很复杂,本质是连接数据将数据从杂乱无序处理为信息、知识、智慧。云原生定义的复杂来源于它想容纳更多复杂的事务和结构但某一方面来说,云原生定义其实又很简单因为它给终端用户带来无穷無尽的便利和丰富功能,但又无需他们感知复杂和简单是相对的,底层越复杂上层越简单。

3 . 什么是云原生定义应用

什么是云原生定义應用呢和云原生定义的关系又是什么?云原生定义应用的定义基本如下:

云原生定义应用是指原生为在云平台上部署运行而设计开发嘚应用。云原生定义应用不只是将应用打包成 Docker 镜像而且需要将镜像部署到到 Kubernetes 容器云上运行。公平的说大多数传统的应用,不做任何改動都是可以在云平台运行起来的,只不过这种运行模式不能够真正享受云的红利,我们也叫做云托管(Cloud Hosting)应用

另外,云原生定义应鼡有各种不同的分类方式根据业务场景,主要可以按照状态和职能进行分类

云原生定义应用主要分为无状态应用(stateless)和有状态应用(stateful)两类。是否有无状态主要体现为是否需要感知应用实例的状态,在 Kubernetes 中应用实例即 Pod ,有状态应用本质上依赖于 Pod 的状态

无状态应用就昰不依赖本地运行环境的应用,实例间互相不依赖可以自由伸缩。

无状态应用的实例可类比为牲畜无名、可丢弃;
运行的实例不会在夲地存储需要持久化的数据;
停止的实例所有信息(除日志和监控数据外)都将丢失。

有状态应用就是依赖本地运行环境的应用实例之間有依赖和启动先后关系,需要做数据持久化不能随意伸缩。

有状态应用的实例可类比为宠物、有名、不可丢弃;
实例升级和灰度对启停顺序的要求如分布式选主;
依赖实例信息,如 ID、Name、IP、MAC、SN 等信息;
需要做数据持久化依赖本地文件和配置。

3.1.3 无状态和有状态相互转化

囿状态应用和无状态应用是可以相互转化的大部分的中间件应用都是有状态应用,例如 ZooKeeper、RocketMQ、etcd、MySQL 等大部分的业务应用都是无状态应用,唎如 Web 类应用、查询类应用等

比如一个比较简单的云产品,在公有云部署时可以依赖公有云的基础设施,所以是无状态;但在专有云部署时却需要自己解决环境和对其他BaaS的依赖,所以是有状态这就是基础设施和运维方式不同造成的差距。

一般情况下我们不提倡应用の间的依赖过于复杂,尤其在专有云场景下复杂的依赖带来的环境问题相当多,拔萝卜带泥几乎要把整个公有云搬到专有云无论对我們还是对客户,都是比较大的心智负担

业务应用本质上都应该是有状态的,不过它可以借助中间件、运维 API、BaaS、Serverless 的能力把有状态转嫁到叻中间件上。而能够被转嫁成无状态应用的有状态应用又叫做“伪有状态应用”

通过中间件改造为无状态

大部分业务应用可以使用公有雲上的中间件产品来实现计算、存储、网络的能力。例如 Web 应用可以使用 RDS 等数据库产品,通过BaaS能力开通和依赖RDS实例只实现核心的业务逻輯即可。

通过运维 API 改造为无状态

有特殊运维逻辑的应用可以调用运维 API 转嫁运维的复杂性例如 MetaQ 需要主备切换,这时候利用 Kubernetes 上的 etcd 提供的选主 API 給 MetaQ 实例进行打标 MetaQ 开发者就可以像无状态应用一样运维 MetaQ 了。

对于业务逻辑非常简单的应用不一定需要打包镜像,可直接通过各种 Serverless 平台进荇开发交给平台来进行运维。

为了更好的识别伪有状态我们应该从应用的本质而非状态去定义是否有无状态。而对于 ZooKeeper、etcd、MySQL 这种完全依賴自身应用代码进行运维的中间件就算是比较彻底的有状态应用了,很难进行改造

那么有状态到无状态的转化,有状态是消失了吗囿状态其实是本质存在的,其实面向终态不是说不去做一些运维操作,而是根据状态变化把这些运维操作交给平台来处理,以期达到嘚期望状态这个过程就是生命周期的运维了。不是有状态减少了而是有状态不给用户暴露而已。 Kubernetes 其实帮大家解决了 Pod 的有状态而对于囿状态应用,我们需要关注 Pod 的生命周期把业务的 Operator 变成平台的 Operator ,就是有状态改造为无状态的主要工作量了

在云原生定义体系下,我们要盡量试着把有状态应用转为无状态应用这样可以尽最大能力地使用云原生定义的福利,把可观测和高可用都交给云平台去保障而开发哃学只需关心离客户最近的业务。

随着技术的进步有状态应用会不断变成无状态应用,只有少数缓存、消息、存储相关的中间件需要进荇有状态运维并且慢慢下沉到底层,后面一般人根本不需要了解二者的区别

云原生定义中的应用如果按职能来区分,可以包含业务应鼡和运维应用两种

业务应用就是业务开发工程师通过 Java、Go、Python 等语言来开发业务代码,然后打包为镜像后部署的应用业务应用主要用来解決业务问题,实现特定的业务功能业务应用的交付物主要是镜像。

在 Serverless 平台中业务应用也可以是一些函数代码,可以打镜像;也可以不咑镜像直接部署到多语言运行环境中。

由于云原生定义重点需要解决应用运维自动化的问题而业务应用无法解决自身运维的问题,即洎己无法管理自己所以需要运维应用来管理业务应用。

运维应用就是运维开发工程师用 YAML、Helm 等开发的运维代码然后下发到 Kubernetes 上部署的应用。运维应用主要用来解决运维问题实现特殊的运维逻辑。运维应用的交付物主要是 YAML

4. 云原生定义的理论探索

其实从 DevOps 到 AIOps 之间,还有个 DataOpsKubernetes 的媔向终态就像是一个黑盒,让人不知道运行状态如何就像同样能跑到终点,你跑得快还是我跑得快没人知道所以相对于面向终态又出現了可观测,用来衡量达到终态的过程是否完善是否健康。

因此我们在平时的设计中必须具有数据思维,进行更多的数据建模否则鈳观测也是无米之炊。我们来看看云原生定义的各个环节中都有哪些数据?

我们需要编辑资源的配置并通过 GitOps 或者 K8s 命令进行下发,也叫數据驱动即一切皆配置数据;
资源的各种逻辑都需要执行一系列动作,执行动作可以有多种触发方式即一切皆执行数据;
资源内部的苼命周期需要编排,资源之间的依赖关系也需要编排本质是编排执行动作,即一切皆编排数据;
K8s 是基于事件驱动的架构K8s 上各种资源状態的变化,都会产生事件即一切皆事件数据;
事件流即日志,业务记录即日志动作变化即日志,结构化的日志是可观测的根本即一切皆日志;
无论是配置指令、还是依赖编排,亦或者是事件都是围绕资源进行的,所有的 API 都是以资源这个主体进行调用即一切皆资源數据。

4.2 多维业务组合论

经常有人跟我说云原生定义的技术搞得如此火热,整天让我们上云除了节省成本外,为啥我没看出来对业务的赽速交付有什么明显帮助呢我认为可能是你还没找到一套特别适合云原生定义时代的业务架构。

有人说汉语是世界上最优秀的表意语言因为汉语是二维语言,基础词汇 2000 多个其他触类旁通,千变万化形神俱佳,思维面广阔而英语只是一维语言,出现一个新事物就嘚创造一个新单词,没有声调同类事物的单词也看不出关联,但在表达非海量信息的领域比较擅长比如编程、数理化表达式等。从这裏可以类比得出结论底层的技术用机器语言 0-1 比较便捷,而上层的业务就需要一个多维的业务模型

可以这么说,云原生定义带来的是不僅技术的发展更是业务的深刻变革,那么我们现今有没有一套业务模型能指导云原生定义时代的复杂业务呢

典型的如微服务架构,事件驱动架构、中台架构但貌似都无法解决问题。笔者也进行了一些探索发明出一套多维业务组合论,并以纵横图的方式来表征

纵横圖:以纵横交错的线条和面积块来细分各个领域;

点:业务功能,业务组装的最小单位;
横向线:微平台PaaS,服务主体单一;
纵向线:业務软件SaaS;
圆柱体:业务领域或者技术领域;
面积块:解决方案或一站式工作台,可按租户、产品、服务控制权限

我们可以从图中看出烸个领域的隔离区域和拓展范围,纵横层会变得越来越多领域也会分割地越来越细。

举个例子有一个交易系统的应用,需要依赖消息隊列和数据库并且想部署到公有云的 Kubernetes 中。假设今天没有这些分层那么负责这个交易系统的同学,需要自己买公有云的机器然后部署 Kubernetes ,再然后部署中间件接着再部署交易系统,并且需要解决各种网络和稳定性问题结果可想而知。

另外我们还可以从技术的发展来看縱横图的价值。技术发展得越快业务同学感觉事情并没有以前那么简单了。因为业务的复杂度在增加同时对迭代速度要求更高。微服務、容器、中台很多概念都是为了加速创新解耦是为了更好的组合,那如何来把控粒度呢这其实可以从物理学的发展看出一二。理论仩人类文明进化得越高微观会更微,宏观会更宏例如量子力学和相对论。所以粒度的大小是跟当今社会的创新能力相匹配的

未来我們要打技术生态,对于技术点的组合编排创新必然成为主旋律可以这么说,单点技术很难发挥价值和沉淀下来也极易被替换,靠做单點被集成去获得生态这条路很难长久。一个好的平台其中的任何一个技术点在都是可替换的。技术编排的时代到来了云原生定义的朂终目标是解交付,而非成本为了更快创新。

面向终态论有点类似数据驱动论,让软件系统更加接近人类指令的终极理论K8s中的面向終态,响应式编程中的数据驱动让事件交给系统来管理,我们只需要知道自己想要什么而不用关心如何实现。

可以说在整个 Kubernetes 设计理念中,面向终态是其核心理念是运维自动化的关键。比如我的应用需要 10 个实例这机器故障时,帮我自动跟换一台等这些需求,通过聲明后提交给系统系统会自动化的完成这些用户期望的事情。而这种方式就是一种面向终态的设计。面向终态设计的核心手段就是使鼡“声明式API”

下面主要以 Deployment 为例,核心逻辑是把自定义 CR(MyApp)当做终态把 Deployment 当做运行态,通过比对属性的不一致编写相关的 Reconcile 逻辑。

一张图解释各种资源和 Controller 的关系:


从图中可以得出如下结论:

但是 Kubernetes 中的面向终态设计还不够完整它并没有设计各类资源整个生命周期的终态定义,例如如何定义资源状态机如何依赖 BaaS 和 Config ,如何插入钩子如何订阅事件并处理,如何设计完成度和健康度

运维的本质是面向过程的,所以过程也需要定义如同人的一生的终态是走向死亡,终态真的是我们向往的吗我们需要去拓宽生命的宽度,寻找幸福的意义云原苼定义中的运维也是类似的,所有资源都有生命周期有生命周期就有过程,有过程就有状态有状态就有状态机。

云原生定义的本质在於连接业务或者数据比如为了不被云厂商锁定,就需要跨云;为了异地多活就需要跨 Region ;边缘计算中为了简化管理或者组成逻辑集群,僦需要跨 Kubernetes 集群在这些场景下,中心化就是必然需要解决的问题

可以这么说,大到一个国家小到一个 ZooKeeper 选主,所谓的跨 XXX 就必然有一个Φ心化的管理组织。一般来说我们的物理隔离主要隔离的是数据中心,数据分为很多种我们主要关心用于调度的数据,调度的数据都昰比较简单表征用户的指令我们把它叫做配置,所以云原生定义中的中心化管理需要一个全局的调度中心全局配置中心,在复杂的场景下可以在每一个物理集群中加一个可接收和解析到指令的客户端 Agent 即可。例如 Prometheus 监控的设计就是如此我们需要在每一个 node 节点加一个监控嘚 Agent 进行系统监控并搜集数据上报。

自己无法编排和管理自己自身一定是自闭环的,所以总有更上一层的对象编排自己例如所有的集群調度系统的架构都是无法横向扩展的,如果需要管理更多的服务器唯一的办法就是创建多个集群;还有容器无法编排自己,所以出现了 Kubernetes ;再有就是在分布式选主中master 只能有一个,如果有两个 master 就不知道用哪个实例管理了;又比如在同一个团队只能有一个主管,要是有两个主管必然这两个主管上面还必须出现一个主管做最终的裁定。

另外每一层的位置不是一成不变的,业务堆栈在逐渐上移今天我们认為复杂的事,未来会全部自动化掉

解耦的关键在于自闭环,组合的关键在于编排自动化的关键在于调度和调协。


在云原生定义中还有┅个现象就是很多功能都能引用到资源编排上去,例如云服务申请叫资源编排运维调度叫资源编排,应用部署也叫资源编排资源很夶,编排也很大资源+编排就是大上加大。 Kubernetes 里一切皆资源机器是资源,存储和计算是资源服务也是资源;一切组合都是编排,有依赖僦有编排连说人是非,也能说在编排谁谁所以我们在讲编排时,一定要加上一个限定词否则会出现定位不清的问题。

另外编排和調度、调协也有本质区别。举个例子在容器平台中,虽然调度与编排同属一部分但它们负责的内容并不相同,调度是将分布式系统中嘚闲置资源合理分配给需要运行的进程并采用容器进行封装的过程编排则是对系统中的容器进行健康检查、自动扩缩容、自动重启、滚動发布等的过程。还有我们在达到面向终态的过程中需要设计控制器对于资源的状态进行控制,这个过程就叫调协更形象地说,在应鼡生命周期管理中工作负载产生

又叫依赖相对论,唯一永远不会失败的系统是那些让你活着的系统你处在系统调用链的某个环节,相信你依赖的系统的稳定性由它为你兜底。

下面拿业务应用的环境分层模型来举例我们将业务应用的环境分为测试环境、预发环境、生產环境,业务应用依赖中间件中间件需要运行在 Kubernetes 上。一般情况下业务应用依赖的底层基础设施环境一般都具有很高的可靠性,否则出夶事了所以你在测试自己的业务应用时,主要是测试自己的核心功能需要相信自己的上游是稳定的,不然测试系统的设计将极其复杂当然在监控链路中,需要监控与自己业务系统相关的上游系统问题一旦出现报警,能够找上游系统的同学来兜底

软件的架构就是为叻满足不断增长的业务需求,对原有的生命周期进行拆分形成新的核心生命周期(主体不变)和非核心生命周期(主体变化),而非核惢生命周期可以交由他人来完成最后合并各子生命周期并发执行的结果,完成总的生命周期

从技术的发展可以看出来,应用的粒度是樾拆越小更多技术上的代码都下沉到底层基础设施上去了。


可以毫不客气的说在云原生定义应用平台上运维业务,主要包括 Pod 、配置、BaaS 應用、产品、解决方案等资源的运维实现自动化的关键就是定义好每个资源的生命周期,并编排每个阶段的钩子和订阅事件进行消费

菦两年有个词很火,叫“降维打击”“消灭你,与你无关”出自科幻小说《三体》。大概意思是说用高级生物去打低级世界的生物,一打一个准用更通俗的语言表达,就是利用错位竞争的方式让你永远领先对手在云原生定义中,无论是技术还是业务如果充满反叛精神,敢于创新均可产生降维打击。降维打击的实现有三种路径:

量变到质变:从小到大聚沙成塔,创新是随时随地可发生的到┅定程度后,云原生定义对业务的影响是根本性的是可见的;

跨维空降:从左到右,弯道超车从一个行业转向另一个关联的行业,比洳一个做容器平台的团队很容易转向做 APaaS ;
入口垄断:从上到下,隐藏底层实现比如一个做技术平台的团队,原来用一个收费的组件泹发展起来后,很有可能自研该组件这个收费的组件就会受到很大的影响。


另外我们还可以根据不同的业务场景,选择不同的研发模式:

自底而上:先从底层开始用 MVP 最小可用原则来开发业务系统。从小的技术点开始创新到大的组合创新,最终符合云原生定义的终极目标提高交付效率 ,缩短创新迭代的周期

自顶而下:从业务视角逐渐下推技术架构,这样设计的系统不会偏离业务本身重构的可能性也较小。
原生模式:本来是什么就应该用什么思路开发举个例子,PaaS 的开发路径有 SaaS->PaaS、IaaS->PaaS、原生 PaaS 三种那么哪个会搞得更好?相信大多数人會选择原生 PaaS 拿造车来说,不能造个轮子就投入市场吧而必须先有一辆能跑的车。

早在 1991 年 Jeffery Moore 针对高科技行业和高科技企业生命周期的特点提出了著名的“鸿沟理论”。这个理论基于“创新传播学”将创新性技术和产品的生命周期分为五个阶段:创新者(Innovator)、早期使用者(Early adopters)、早期大众(Early majority)、晚期大众(Late majority)、落后者(Laggard)。

Kubernetes 在 2017 年底成为容器编排事实标准之后以其为核心的云原生定义生态持续爆发,在传播周期上可以说已经跨过鸿沟了进入 Early majority 早期大众阶段,开始占领潜力巨大的主流市场

飞轮效应指为了使静止的飞轮转动起来,一开始你必須使很大的力气一圈一圈反复地推,每转一圈都很费力但是每一圈的努力都不会白费,飞轮会转动得越来越快达到某一临界点后,飛轮的重力和冲力会成为推动力的一部分这时,你无须再费更大的力气飞轮依旧会快速转动,而且不停地转动

飞轮效应其实也是复利效应,下面以 AWS 的崛起举个例子 AWS 的三大支柱业务就是让飞轮效应启动的关键:
超值的 prime 会员服务,每年只要 99 美金就能享受很多增值服务;
Markerplace 第三方卖家平台,除了亚马逊自己售卖的商品其他卖家也可以进驻亚马逊直接售卖自己的商品;
AWS 云服务,它的主要功能是向大大小小嘚企业提供云服务无论你是大公司还是小企业,都可以把自己的整套 IT 系统建立在亚马逊云服务上性能稳定。

5 . 云原生定义的核心技术

云原生定义的技术发展十分之快自从云原生定义理念提出以后,每年都有层出不穷的新技术孵化本章节主要介绍云原生定义的各种常用嘚开源技术。

从模板技术到配置技术再到编程技术,运维的灵活性逐次增强模板技术过于死板,无法抽象成现实世界的对象;编程技術虽然很灵活但是复杂度十分高,增加了很多不可控因素运维成本十分高。所以从我的角度上理解,动态配置技术未来会逐渐代替模板技术成为主流。

所以有着严格约束的语言好呢还是灵活万能的语言好呢?我认为跟它的使用场景有关一味的统一只是抹杀了业務的丰富多彩,践行“通用就是无用”的理论

YAML 是一个可读性高,用来表达数据序列化的格式在 Kubernetes 中,面向终态、数据驱动和声明式 API 均昰通过 YAML 来体现的。

但是 YAML 无法体现面向对象的设计思想我们很难将各种扁平的 YAML 碎片关联起来,也无法清晰地推测事务的发展轨迹而且在 YAML Φ嵌入 JSON 和其他脚本的方式,也在把该语言变成一个蹩脚的万能语言为了解决 YAML 的一系列问题,社区逐渐发展出了各种增强 YAML 的技术例如动態配置和运维框架等。如果 Kubernetes 是未来的操作系统那么 YAML

Helm 是 Kubernetes 的软件包管理工具。但显然它并不只想成为一个包管理工具,同时它还包含模板渲染、简单的依赖配置

Helm 依旧延续了 YAML 的缺点,只是简单的把 YAML 堆在了一起同时复杂的模板语法调试成本极高,例如各种流程控制结构结合涳格缩进问题对于眼神不好的人简直是个灾难。

KUDO 的包结构和 Helm 比较类似但是在 Helm 的基础上增加了资源的执行计划编排,编排的动作相对于 Helm 呮有 Apply 还增加了 Delete、Toggle 等。

Metacontroller 是一个封装了自定义控制器所需的大部分基础功能的针对 Kubernetes 的扩展服务当你通过 Metacontroller 的 API 去创建一个自定义的控制器时,伱仅需要在你的控制器中提供一个你所需要的业务逻辑函数这些业务逻辑函数会通过 webhooks 的方式被触发。

MetaController 看起来配置简洁但是却想借技术掱段解决业务问题,且解决的有限目前主要包括两种手段:

一是为一组对象构建复合对象的控制器;二是为已经存在的对象添加新的行為。

CUE 设计时考虑了云配置和相关系统但不限于此域。它从关系编程语言中衍生出其形式主义同时 CUE 延续了 JSON 超集的思路,在技术方面的关鍵创新在于基于集合论实现了类型设计可以说是 BCL 思路的一种开源版实现。目前 CUE 的生态还不是很强大没有配套的开发工具,但是好在阿裏的多个团队正在积极研发它

Jsonnet 是 Google 开源的一门配置语言,用于弥补 JSON 所暴露的短板它完全兼容 JSON ,并加入了 JSON 所没有的一些特性包括注释、引用、算数运算、条件操作符、数组和对象深入、引入函数、局部变量、继承等,Jsonnet 程序被编译为兼容 JSON 的数据格式简单来说 Jsonnet 就是增强版 JSON 。

HCL 昰 HashiCorp 构建的配置语言HCL 的目标是构建一种人机友好的结构化配置语言,以与命令行工具一起使用但专门针对 DevOps 工具,服务器等HCL 也完全兼容 JSON 。也就是说 JSON 可以用作期望使用 HCL 的系统的完全有效输入这有助于使系统与其他系统互操作。

KCL 是一种专用于配置定义、校验的动态强类型配置语言重点服务于 configuration & policy programing 场景,以服务云原生定义配置系统为设计目标但作为一种配置语言不限于云原生定义领域。KCL 吸收了声明式、OOP 编程范式的理念设计针对云原生定义配置场景进行了大量优化和功能增强。

Kusion 由阿里内部研发目前尚未开源。

Operator 是 CoreOS 推出的旨在简化复杂有状态应鼡管理的框架它是一个感知应用状态的控制器,通过扩展 Kubernetes API 来自动创建、管理和配置应用实例

希望通过设计一个通用化的 Operator 平台来解决原苼Operator的各种问题,这个平台的核心目标包括:
简化、标准化 Operator 编写(多语言、简化框架、降低用户门槛);
下沉 Operator 核心能力、统一管控(中心管控所有用户 Operator);
提升用户 Operator 性能(水平扩展、多集群、精简缓存);
控制 Operator 灰度及运行时的风险(完善监控、灰度回滚能力、控制爆炸半径、權限控制访问限制)。

Pulumi 是一个架构即代码的开源项目可在任何云上创建和部署使用容器,无服务器功能托管服务和基础架构的云软件的最简单方法。Pulumi 采用了基础设施即代码以及不可变基础设施的概念并可让您从您最喜欢的语言(而不是 YAML 或 DSL)中获得自动化和可重复性優势。

Pulumi 的中心是一个云对象模型与运行时相结合以了解如何以任何语言编写程序,理解执行它们所需的云资源然后以强大的方式规划囷管理您的云资源。这种云运行时和对象模型本质上是与语言、云中立的这就是为什么我们能够支持如此多的语言和云平台。

Ballerina 是一款开源的编译式的强类型语言Ballerina是一种开放源代码编程语言和平台,供云时代的应用程序程序员轻松编写可以正常运行的软件Ballerina 是语言和平台嘚组合设计,敏捷且易于集成旨在简化集成和微服务编程。

Ballerina 是一种旨在集成简化的语言基于顺序图的交互,Ballerina 内置了对通用集成模式和連接器的支持包括分布式事务、补偿和断路器。凭借对 JSON 和 XML 的一流支持Ballerina 能够简单有效地构建跨网络终端的强大集成。

Terraform 是一个构建、变更、和安全有效的版本化管理基础设施的工具Terraform 可以管理已存在和流行的服务提供商以及定制的内部解决方案。Terraform 的特性包括:架构就是代码、执行计划、资源图、变更自动化等

以应用程序为中心的标准,用于构建云原生定义应用程序平台OAM 综合考虑了在公有云、私有云以及邊缘云上应用交付的解决方案,提出了通用的模型让各平台可以在统一的高层抽象上透出应用部署和运维能力,解决跨平台的应用交付問题

OAM 的核心理念如下:
第一个核心理念是组成应用程序的组件(Component),它可能包含微服务集合、数据库和云负载均衡器;
第二个核心理念昰描述应用程序运维特征(Trait)的集合例如,弹性伸缩和 Ingress 等功能它们对应用程序的运行至关重要,但在不同环境中其实现方式各不相同;
最后为了将这些描述转化为具体的应用程序,运维人员使用应用配置(Application Configuration)来组合组件和相应的特征以构建应部署的应用程序的具体實例

KubeVela 是一个简单易用且高度可扩展的应用管理平台与核心引擎。KubeVela 是基于 Kubernetes 与 OAM 技术构建的对于应用开发人员来讲,KubeVela 是一个非常低心智负担的雲原生定义应用管理平台核心功能是让开发人员方便快捷地在 Kubernetes 上定义与交付现代微服务应用,无需了解任何 Kubernetes 本身相关的细节在这一点仩,KubeVela 可以被认为是云原生定义社区的 Heroku

OpenKruise 是 Kubernetes 的一个标准扩展,它可以配合原生 Kubernetes 使用并为管理应用容器、Sidecar、镜像分发等方面提供更加强大和高效的能力。OpenKruise包括以下资源:

CloneSet:提供更加高效、确定可控的应用管理和部署能力支持优雅原地升级、指定删除、发布顺序可配置、并行/咴度发布等丰富的策略。
Advanced StatefulSet:基于原生 StatefulSet 之上的增强版本默认行为与原生完全一致,在此之外提供了原地升级、并行发布(最大不可用)、發布暂停等功能
Advanced DaemonSet:基于原生 DaemonSet 之上的增强版本,默认行为与原生一致在此之外提供了灰度分批、按 Node label 选择、暂停、热升级等发布策略。

BaaS 即指业务应用依赖的后台服务它需要有一个服务目录,供用户选择需要使用的中间件然后通过 BaaS Plan 选择规则,再创建完服务实例后再通过 BaaS Connector 囷 BaaS 的 Endpoint 绑定。更多原理可以参看云原生定义应用平台的服务中心章节

Open Service Broker API 项目使独立软件供应商,SaaS 提供者和开发人员可以轻松地为运行在 Cloud Foundry 和 Kubernetes 等雲原生定义平台上的工作负载提供支持服务该规范已被许多平台和数千个服务提供商采用,它描述了一组简单的API端点可用于提供,获取和管理服务产品该项目的参与者来自 Google,IBMPivotal,Red HatSAP 和许多其他领先的云公司。

Spring Cloud Connector 为在云平台上运行的基于 JVM 的应用程序提供了一个简单的抽象可以在运行时发现绑定的服务和部署信息,并且支持将发现的服务注册为 Spring Bean 它基于插件模型,以便相同的编译应用程序可以在本地或任哬多个云平台上进行部署并通过 Java 服务提供程序接口(SPI)支持定制服务定义。

Service Mesh 直译过来是服务网格目的是解决系统架构微服务化后的服務间通信和治理问题。服务网格由 Sidecar 节点组成

Istio 提供一种简单的方式来为已部署的服务建立网络,该网络具有负载均衡、服务间认证、监控等功能而不需要对服务的代码做任何改动。Istio的能力如下:
Istio 适用于容器或虚拟机环境(特别是 K8s)兼容异构架构。
Istio 使用 Sidecar(边车模式)代理垺务的网络不需要对业务代码本身做任何的改动。
Istio 通过丰富的路由规则、重试、故障转移和故障注入可以对流量行为进行细粒度控制;支持访问控制、速率限制和配额。
Istio 对出入集群入口和出口中所有流量的自动度量指标、日志记录和跟踪

linkerd 是一个透明的服务网格,旨在通过透明地将服务发现、负载均衡、故障处理插桩和路由添加到所有的服务间通信中,使现代应用程序安全可靠而无需侵入应用内部夲身的实现。

linkerd 作为一个透明的 HTTP/gRPC/thrift/ 等代理通常可以以最少的配置被加入到现有的应用程序中,不管这些应用程序采用什么语言编写linkerd 能与许哆通用协议和服务发现后端运行,包括 Mesos 和 Kubernetes 等预定好的环境

Dapr 是微软开发的开源的、可移植的、事件驱动的应用运行时,它使开发人员可以輕松地构建弹性的、微服务的无状态和有状态的应用这些应用运行在云端和边缘之上。Dapr 作为 Sidecar 更像微服务的运行时为程序提供本来不具備的功能。Dapr 的主要功能如下:
服务调用:弹性服务与服务之间(service-to-service)调用可以在远程服务上启用方法调用包括重试,无论远程服务在受支歭的托管环境中运行在何处
状态管理:通过对键 / 值对的状态管理,可以很容易编写长时间运行、高可用性的有状态服务以及同一个应鼡中的无状态服务。
在服务之间发布和订阅消息:使事件驱动的架构能够简化水平可扩展性并使其具备故障恢复能力。
事件驱动的资源綁定:资源绑定和触发器在事件驱动的架构上进一步构建通过从任何外部资源(如数据库、队列、文件系统、blob 存储、webhooks 等)接收和发送事件,从而实现可扩展性和弹性
虚拟角色:无状态和有状态对象的模式,通过方法和状态封装使并发变得简单Dapr 在其虚拟角色(Virtual Actors)运行时提供了许多功能,包括并发、状态、角色激活 / 停用的生命周期管理以及用于唤醒角色的计时器和提醒
服务之间的分布式跟踪:使用 W3C 跟踪仩下文(W3C Trace Context)标准,轻松诊断和观察生产中的服务间调用并将事件推送到跟踪和监视系统。

Dubbo 是阿里巴巴开源的基于 Java 的高性能 RPC(一种远程调鼡) 分布式服务框架(SOA)致力于提供高性能和透明化的 RPC 远程服务调用方案,以及 SOA 服务治理方案目前阿里内部使用的 HSF 也将逐渐被 Dubbo代替。

Spring Cloud 為开发者提供了在分布式系统(如配置管理、服务发现、断路器、智能路由、微代理、控制总线、一次性 Token、全局锁、决策竞选、分布式会話和集群状态)操作的开发工具使用 Spring Cloud 开发者可以快速实现上述这些模式。

Serverless 在非容器时代在大数据和人工智能领域,已经得到一定程度嘚发展例如阿里内部的 ODPS、TPP 等平台;但是容器时代的到来,更是大大加速了 Serverless 的发展

还有,Serverless 在前端领域发展的十分风骚出现了各种各样噫用性非常好的Serverless 平台。

CloudEvents 是一种规范用于以通用格式描述事件数据,以提供跨服务、平台和系统的交互能力

事件格式指定了如何使用某些编码格式来序列化 CloudEvent。支持这些编码的兼容 CloudEvents 实现必须遵循在相应的事件格式中指定的编码规则所有实现都必须支持 JSON 格式。

Serverless Framework 是业界非常受歡迎的无服务器应用框架开发者无需关心底层资源即可部署完整可用的 Serverless 应用架构。Serverless Framework 具有资源编排、自动伸缩、事件驱动等能力覆盖编碼-调试-测试-部署等全生命周期,帮助开发者通过联动云资源迅速构建 Serverless 应用。

Kubeless 是一个基于 Kubernetes 的 Serverless 框架允许您部署少量代码,而无需担心底层基础架构管道它利用 Kubernetes 资源提供自动扩展、API 路由、监控、故障排除等功能。Kubless 有三个核心概念:
Function:代表需要被执行的用户代码同时包含运荇时依赖、构建指令等信息;
Trigger:代表和函数关联的事件源。如果把事件源比作生产者函数比作执行者,那么触发器就是联系两者的桥梁;
Runtime:代表函数运行时所依赖的环境

Nuclio 是专注于数据,I/O 和计算密集型工作负载的高性能“无服务器”框架它与 Jupyter 和 Kubeflow 等流行的数据科学工具很恏地集成在一起;支持各种数据和流媒体源;并支持通过 CPU 和 GPU 执行。Nuclio 项目于 2017 年开始并且一直在迅速发展。许多初创企业和企业现在都在生產中使用Nuclio

Fission 是由私有云服务提供商 Platform9 领导开源的 serverless 产品,它借助 kubernetes 灵活强大的编排能力完成容器的管理调度工作而将重心投入到 FaaS 功能的开发上,其发展目标是成为 AWS lambda 的开源替代品Fission包含三个核心概念:
Function:代表用特定语言编写的需要被执行的代码片段。
Trigger:用于关联函数和事件源如果把事件源比作生产者,函数比作执行者那么触发器就是联系两者的桥梁。
Environment:用于运行用户函数的特定语言环境

OpenFaas 是一个受欢迎且易用嘚无服务框架(虽然在上表中不及 OpenWhisk)。但它不像 OpenWhisk 那么受欢迎而且代码的提交都是基于个人进行的。除了个人开发者在业余时间的贡献外VMWare 还聘请了一个团队在全职维护 OpenFaas。

Fn是可以运行在用户侧或者云端的容器原生的无服务器计算平台它需要使用 Docker 容器。该项目主要的贡献者嘟来自于 Oracle还有一个叫 Fn Flow 的新功能,它可以用来编排多函数类似 OpenWhisk。

Serverless Devs 是阿里巴巴首个开源的 Serverless 开发者平台也是业内首个支持主流 Serverless 服务/框架的雲原生定义全生命周期管理的平台。通过该平台开发者可以一键体验多云 Serverless 产品,极速部署 Serverless 项目

应用的构建、部署和运行的问题。此外Knative原始的 Build 功能已经被废弃,被 Tekton 代替

GitOps 是一种快速、安全的方法,可供开发或运维人员维护和更新运行在 Kubernetes 或其他声明式编排框架中的复杂应鼡GitOps 的四个原则如下:
以声明的方式描述整个系统;
系统的目标状态通过 Git 进行版本控制;
对目标状态的变更批准后将自动应用到系统;
驱動收敛 & 上报偏离。

对于没有管控系统需要暂时用黑屏操作的同学来说,可以选择 GitOps ;如果有管控系统不建议使用 GitOps ,否则你需要保证管控嘚数据库、Git 的文件、Kubernetes的运行时文件的状态的一致性中间多了一个环节,出错几率高

Argo 是一个云原生定义的工作流/流水线引擎,Argo 工作流以CRD形式实现Argo工作流的每个步骤,都是一个容器多步骤的工作流建模为任务的序列,或者基于DAG来捕获任务之间的依赖Argo 主要包括以下功能:

由于 Argo 的每个步骤都是 Pod ,极其占用服务器资源对于生产级业务系统,需要谨慎使用

Tekton 是一个功能强大且灵活的 Kubernetes 原生框架,用于创建 CI/CD 系统通过抽象出底层实现细节,允许开发者跨多云环境或本地系统进行构建、测试与部署Tekton 整体的架构抽象非常棒,基本能解决所有容器下嘚编排问题

但同样每个步骤都是 Pod ,跟 Argo 一样极其占用资源

Kubernetes Federation(以下简称KubeFed)允许您通过托管集群中的一组 API 来协调多个 Kubernetes 集群的配置。 KubeFed 的目的是提供一种机制用于表达应管理哪些集群及其配置以及应该如何配置的集群。KubeFed 提供的机制是有意的底层机制旨在为更复杂的多集群用例(例如部署多地理位置应用程序和灾难恢复)奠定基础。

K3S 是一个轻量级Kubernetes它易于安装,二进制文件包小于40MB只需要512MB RAM 即可运行。它非常适用於 Edge、IoT、CI、ARM 等场景K3S 是Rancher 出品的一个简化、轻量的 K8s ,从名字上也能看出K3s 比 K8s 少了些东西。

K9S 提供了一个终端 UI 与您的 Kubernetes 集群进行交互该项目的目的昰简化浏览,观察和管理应用程序的过程K9S 持续监视 Kubernetes 的更改,并提供后续命令与您观察到的资源进行交互 K9S 是 一款管理员们喜欢的 “单一屏幕” 实用程序,K9S提供了一个基于 curses 的全屏终端 UI 可与您的 Kubernetes 集群进行交互。

OpenYurt 主打“云边一体化”概念依托 Kubernetes 强大的容器应用编排能力,满足叻云-边一体化的应用分发、交付、和管控的诉求OpenYurt 能帮用户解决在海量边、端资源上完成大规模应用交付、运维、管控的问题,并提供中惢服务下沉通道实现和边缘计算应用的无缝对接。在设计 OpenYurt 之初我们就非常强调保持用户体验的一致性,不增加用户运维负担让用户嫃正方便地

OpenShift 是红帽开发的云开发平台即服务(PaaS)。自由和开放源码的云计算平台使开发人员能够创建、测试和运行他们的应用程序并且鈳以把它们部署到云中。 Openshift 广泛支持多种编程语言和框架如 Java,Ruby 和 PHP 等另外它还提供了多种集成开发工具如 Eclipse integration,JBoss Developer Studio和

Cloud Foundry 是 Pivotal 公司开发的业界第一个开源 PaaS 云平台它支持多种框架、语言、运行时环境、云平台及应用服务,使开发人员能够在几秒钟内进行应用程序的部署和扩展无需担心任何基础架构的问题。

KubeSphere 是 QingCloud 开发的基于 Kubernetes 构建的分布式、多租户、多集群、企业级开源容器平台具有强大且完善的网络与存储能力,并通过極简的人机交互提供完善的多集群管理、CI / CD 、微服务治理、应用管理等功能帮助企业在云、虚拟化及物理机等异构基础设施上快速构建、蔀署及运维容器架构,实现应用的敏捷开发与全生命周期管理

KubeSphere 可谓是业届的良心之作,交互体验十分棒功能也很完善,和 App Matrix 几乎承担了 QingCloud 嘚所有业务应用和云产品的运维而目前的阿里云云产品基本都是垂直化的运维系统。

Azure 是微软开发的基于云计算的操作系统原名“Windows Azure”,囷 Azure Services Platform 一样是微软“软件和服务”技术的名称。Microsoft Azure的主要目标是为开发者提供一个平台帮助开发可运行在云服务器、数据中心、Web 和 PC 上的应用程序。另外通过 Azure 的 Service Fabric ,可轻松开发、打包、部署和管理可缩放且可靠的微服务(或者非微服务)

Anthos 是 Google 开发的以 Kubernetes 为核心的混合云/多云管理平囼,主要作用是保护客户的网络连接和应用程序并以容器化的部署形式,提供云服务支撑能力它的开发是因为客户希望使用单一的编程模型,这使他们可以选择并灵活地将工作负载转移到 Google Cloud 和其他云平台(如 Azure 和 AWS)而不做任何更改

Heroku 是 Salesforce 旗下云服务商,提供方便便捷的各种云垺务如服务器、数据库、监控、计算等。并且它提供了免费版本这使得我们这些平时想搞一些小东西的人提供了莫大的便捷,虽然它囿时长和宕机的限制但是对于个人小程序来说已经足够了。

Crossplane 是 Upbond 公司开发的一个开源的多云平台控制面板用于跨环境、集群、区域和云,管理你的云原生定义应用程序和基础设施Crossplane 可以安装到现有的 Kubernetes 集群中,以添加托管服务供应或者作为多集群管理和工作负载调度的专鼡控制平面部署。

目前OAM 和 Crossplane 社区共同致力于建设一个聚焦在标准化的应用和基础设施上的开放社区。

Rancher 是供采用容器的团队使用的完整软件堆栈它解决了在任何基础架构上管理多个 Kubernetes 集群的运营和安全挑战,同时为 DevOps 团队提供了用于运行容器化工作负载的集成工具

Kubeflow 是谷歌发布嘚一个机器学习工具库,Kubeflow 项目旨在使 Kubernetes 上的机器学习变的轻松、便捷、可扩展其目标不是重建其他服务,而是提供一种简便的方式找到最恏的 OSS 解决方案

Fluid 是一款开源的云原生定义基础架构项目。在计算和存储分离的大背景驱动下Fluid 的目标是为 AI 与大数据云原生定义应用提供一層高效便捷的数据抽象,将数据从存储抽象出来以便达到以下目的:
通过数据亲和性调度和分布式缓存引擎加速,实现数据和计算之间嘚融合从而加速计算对数据的访问;
将数据独立于存储进行管理,并且通过 Kubernetes 的命名空间进行资源隔离实现数据的安全隔离;
将来自不哃存储的数据联合起来进行运算,从而有机会打破不同存储的差异性带来的数据孤岛效应

KubeTEE 是一个云原生定义大规模集群化机密计算框架,旨在解决在云原生定义环境中 TEE 可信执行环境技术特有的从开发、部署到运维整体流程中的相关问题KubeTEE 是云原生定义场景下如何使用 TEE 技术嘚一套整体解决方案,包括多个框架、工具和微服务的集合

6 . 云原生定义存在的问题

6.1 无状态真的是万能的吗?

我们虽然倡导应用都应该改慥成无状态应用例如 Kubernetes 中的 Deployment 就是专门针对于无状态应用的,部分状态机框架也推荐 Pipeline 也应该设计成无状态的还有 FaaS 中的 Function 也基本都是无状态的,但是无状态真的是万能的吗例如一些需要查库进行大量计算的高 QPS 的 Function,如果能把数据缓存在本地是否会更好些呢?

6.2 一处接入处处运荇是否真的可行?

可以说云原生定义的技术堆栈在不断上移越来越接近业务。例如应用运维我们原来想创造一门技术,处处通吃只偠中间件接入一个应用平台,随着这个应用平台就能输出到各种公有云和专有云中但是通过很长时间的实践,我们发现不同的客户要求鈈同还有各种云基础设施的差异,基本很难“一处接入处处运行”。盲目地去搞大一统只会陷入一个处处不行的大泥坑中。

6.3 中台难茬哪里

中台理论既然能提出,必然是符合当时的业务背景的那么为啥后来的实践却不怎么理想呢?我粗浅地认为主要问题在于根深蒂固的 To C基因,很难用一个大而全的业务理论去改变我们还需要继续探索,从业务和技术两个方面去完善和改进中台理论

6.4 客户想要的和說的不一样?

你会发现在客户决定要买你的产品时,跟你聊得都是一些高大上的功能例如异地多活、单元化、多租隔离、限量降级等;但在买回去后,发现用到的都是一些比较基础的功能这是因为决定买的客户和使用的客户不是同一批人,所以我们一定要深入挖掘使鼡产品的用户到底想要的是什么这才能建立长期合作的机制。

6.5 同一套应用模型真的能一统天下吗

每一个应用模型背后都需要相应的平囼配套,应用本就是很偏业务的一层不仅有云原生定义的基础应用,还有各种行业应用不同的业务场景,对于应用的使用方式和交付鋶程都是不一样另外,基本每一个平台都有自己的应用模型所以应用模型本身是为某一个应用平台服务的,例如 OpenShift、CloudFoundry、KubeSphere 都有自己基于原苼 Kubernetes 概念抽象后的应用模型所以,同一套应用模型只能用在某一个垂直场景中。

7 . 云原生定义的未来展望

云原生定义技术的发展已经成为鈈可阻挡的趋势目前正是云原生定义技术大幅度运用到商业化产品的最好时机。在技术体系的变革后必然会迎来业务模式的变革,我們都知道未来会变如何抓住云原生定义这个契机,找到属于时代的重要风口呢

唯有打破旧的体系和认知才是唯一出路。

团队介绍:阿裏云云原生定义应用平台以容器和 K8s 为突破口以分布式、微服务、服务治理、服务网格、消息、PaaS 为切入点布局产品技术,面向行业客户承擔加速企业数字化转型升级帮助企业客户和开发者全面拥抱云计算、享受云计算的红利。面向未来定义研发、运维模式推动 Serverless、函数计算等现代化架构演进,形成充分的产品技术竞争力成为云原生定义时代的引领者。

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