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近年來，隨著云計(jì)算概念和技術(shù)的普及，云原生一詞也越來越熱門，無論是應(yīng)用還是安全，凡是和云相關(guān)的，都要在云后面加上原生二字，好像不提云原生，在技術(shù)上就落后了一大截。

云原生產(chǎn)生背景

隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)上云已成為趨勢(shì)，越來越多的企業(yè)都已將應(yīng)用部署到了云上。但是應(yīng)用上云并不意味著就能充分利用云平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)。目前，大部分云化的應(yīng)用，都是基于傳統(tǒng)的軟件架構(gòu)來搭建的，然后再移植到云上去運(yùn)行，和云平臺(tái)的整合度非常低，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

操作系統(tǒng)依賴強(qiáng)

傳統(tǒng)應(yīng)用程序和底層操作系統(tǒng)、硬件、存儲(chǔ)和后備服務(wù)之間存在緊密的依賴關(guān)系，這些依賴關(guān)系使得應(yīng)用程序在跨越云基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行遷移和擴(kuò)展時(shí)非常復(fù)雜且有風(fēng)險(xiǎn)。

系統(tǒng)緊耦合

傳統(tǒng)的企業(yè)應(yīng)用多采用單體架構(gòu)，將許多不同的功能模塊捆綁在一個(gè)部署包中，導(dǎo)致功能模塊之間產(chǎn)生不必要的依賴，并導(dǎo)致開發(fā)和部署過程中喪失敏捷性，無法獨(dú)立的部署、發(fā)布更新、重啟。

手動(dòng)化擴(kuò)展

通過手工管理基礎(chǔ)設(shè)施，包括手工編寫管理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)的配置腳本。在大規(guī)模復(fù)雜的操作中，操作人員在診斷問題時(shí)會(huì)很慢，而且無法大規(guī)模地實(shí)施。手工制作的自動(dòng)化腳本還有可能將人為錯(cuò)誤硬編碼到基礎(chǔ)設(shè)施中。

恢復(fù)緩慢

基于虛擬機(jī)的基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)于基于微服務(wù)的應(yīng)用程序來說，是緩慢而低效的。因?yàn)閱蝹€(gè)虛擬機(jī)啟動(dòng)/關(guān)閉的速度很慢，并且在部署應(yīng)用程序代碼之前就會(huì)帶來巨大的開銷。

瀑布開發(fā)

傳統(tǒng)應(yīng)用的開發(fā)模式，IT團(tuán)隊(duì)定期發(fā)布軟件，通常間隔幾周或幾個(gè)月。盡管發(fā)布的許多組件已經(jīng)提前準(zhǔn)備好了，并且沒有依賴關(guān)系，也必須等待版本中的其他組件?？蛻粝胍墓δ鼙谎舆t，企業(yè)失去贏得客戶和增加收入的機(jī)會(huì)。

總體來說，提供方便的基礎(chǔ)設(shè)施，只是對(duì)云計(jì)算最初級(jí)的利用（提升利用率，按需使用，不夠了隨時(shí)擴(kuò)容），無法充分發(fā)揮云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，要想充分發(fā)揮云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)（彈性、高可用性、易擴(kuò)展性），就必須進(jìn)行真正的云化，不僅僅是基礎(chǔ)設(shè)施和平臺(tái)的變化，應(yīng)用也需要做出改變，這就需要擯棄傳統(tǒng)的方法，在架構(gòu)設(shè)計(jì)、開發(fā)方式、部署維護(hù)等各個(gè)階段和方面都基于云的特點(diǎn)重新設(shè)計(jì)，從而建設(shè)全新的云化的應(yīng)用，也就是云原生的應(yīng)用。

云原生的定義

關(guān)于什么是云原生，不同的人定義不同，目前比較權(quán)威的定義主要來自Pivotal公司和云原生計(jì)算基金會(huì)（Cloud Native Computing Foundation，簡(jiǎn)稱CNCF）。

Pivotal的定義

Pivotal公司是云原生應(yīng)用的提出者，并推出了Cloud Foundry和Spring系列開發(fā)框架，因此，也是云原生的先驅(qū)者和探路者。

早在2015年，Pivotal公司的Matt Stine寫了一本名為《遷移到云原生應(yīng)用架構(gòu)》的小冊(cè)子，其中探討了云原生應(yīng)用架構(gòu)的幾個(gè)主要特征：符合12因素的應(yīng)用、面向微服務(wù)架構(gòu)、自服務(wù)敏捷架構(gòu)、基于API的協(xié)作以及抗脆弱性。

在2017年10月，接受InfoQ采訪時(shí)，Matt Stine對(duì)云原生的定義做了小幅調(diào)整，將云原生架構(gòu)定義為具有以下六個(gè)特質(zhì)：模塊化（Modularity）、可觀測(cè)性（Observability）、可部署性（Deployability）、可測(cè)試性（Testability）、可處理性（Disposability）以及可替換性（Replaceability）。而Pivotal官網(wǎng)對(duì)云原生概括為4個(gè)要點(diǎn)：DevOps、持續(xù)交付、微服務(wù)以及容器化。

圖 1：Pivotal云原生思想

Matt Stine認(rèn)為云原生是一個(gè)思想的集合，云原生既包含技術(shù)（微服務(wù)，敏捷基礎(chǔ)設(shè)施），也包含管理（DevOps、持續(xù)交付、康威定律以及重組等），云原生也可以說是一系列云技術(shù)、企業(yè)管理方法的集合。

CNCF的定義

CNCF是在2015年由Google聯(lián)合Linux基金會(huì)成立的，它是一個(gè)非盈利組織，主要宗旨是統(tǒng)一云計(jì)算接口和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通過技術(shù)優(yōu)勢(shì)和用戶價(jià)值創(chuàng)造一套新的通用容器技術(shù)，推動(dòng)云計(jì)算和服務(wù)的發(fā)展。起初CNCF對(duì)云原生（Cloud Native）的定義包含以下三個(gè)方面：

應(yīng)用容器化
面向微服務(wù)架構(gòu)
應(yīng)用支持容器的編排調(diào)度

到了2018年，隨著云原生生態(tài)的不斷壯大，所有主流云計(jì)算供應(yīng)商都加入了該基金會(huì)，且從云原生的全景圖中可以看出云原生正在蠶食原先非云原生應(yīng)用的部分。

CNCF基金會(huì)中的會(huì)員以及容納的項(xiàng)目越來越多，該定義已經(jīng)限制了云原生生態(tài)的發(fā)展，CNCF為云原生進(jìn)行了重新定位，并于2018年6月11日明確了云原生定義1.0版本：云原生技術(shù)有利于各組織在公有云、私有云和混合云等新型動(dòng)態(tài)環(huán)境中，構(gòu)建和運(yùn)行可彈性擴(kuò)展的應(yīng)用。云原生的代表技術(shù)包括容器、服務(wù)網(wǎng)格、微服務(wù)、不可變基礎(chǔ)設(shè)施和聲明式API。

圖 2：云原生代表技術(shù)

這些技術(shù)能夠構(gòu)建容錯(cuò)性好、易于管理和便于觀察的松耦合系統(tǒng)。結(jié)合可靠的自動(dòng)化手段，云原生技術(shù)使工程師能夠輕松地對(duì)系統(tǒng)作出頻繁和可預(yù)測(cè)的重大變更。

云原生相關(guān)技術(shù)

依據(jù)CNCF發(fā)布的云原生1.0版本的定義，云原生技術(shù)主要包括容器、微服務(wù)、服務(wù)網(wǎng)格、不可變基礎(chǔ)設(shè)施以及聲明式API，下面就這幾類技術(shù)做個(gè)概述：

容器技術(shù)

容器技術(shù)和云原生好比一對(duì)螺旋體，容器技術(shù)催生了云原生思潮，云原生生態(tài)推動(dòng)了容器技術(shù)發(fā)展。從2013年Docker技術(shù)誕生，到2015年CNCF這個(gè)云原生領(lǐng)域重量級(jí)聯(lián)盟成立，這不是歷史的巧合而是歷史的必然。作為云原生關(guān)鍵技術(shù)之一的容器，從2013年誕生以來一直是行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

2013年之前，云計(jì)算行業(yè)一直在為云原生的正確打開姿勢(shì)而操心。Platform as a Service（PaaS）看起來是個(gè)有前途的方向。2006年Fotango公司發(fā)布的Zimi服務(wù)，可以說是PaaS行業(yè)的鼻祖，具有按使用付費(fèi)、免運(yùn)維（Serverless）、API化配置和服務(wù)等典型云原生的特征；2008年Google推出Google App Engine（GAE）；2011年P(guān)ivotal發(fā)布Cloud Foundry。

這些早期的PaaS平臺(tái)在云原生領(lǐng)域進(jìn)行了非常有益的探索，推動(dòng)了云原生生態(tài)的健康發(fā)展，但是這些早期探索技術(shù)并沒有形成大的行業(yè)趨勢(shì)，而是局限在一些的特定的領(lǐng)域。直到Docker開源，大家才如夢(mèng)方醒，原來不是方向不對(duì)，而是應(yīng)用分發(fā)和交付的手段不行。

Docker真正核心的創(chuàng)新是容器鏡像（docker image），一種新型的應(yīng)用打包、分發(fā)和運(yùn)行機(jī)制。容器鏡像將應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境，包括代碼、依賴庫、工具、資源文件和元信息等，打包成一種操作系統(tǒng)發(fā)行版無關(guān)的不可變更軟件包。

容器鏡像打包了整個(gè)容器運(yùn)行依賴的環(huán)境，以避免依賴運(yùn)行容器的服務(wù)器的操作系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)“build once， run anywhere”。容器鏡像一旦構(gòu)建完成，就變成read only，成為不可變基礎(chǔ)設(shè)施的一份子。

微服務(wù)

微服務(wù)架構(gòu)是相對(duì)于單體架構(gòu)來說的，兩者分屬不同的架構(gòu)風(fēng)格。在微服務(wù)架構(gòu)中，服務(wù)是一個(gè)單一的、可獨(dú)立部署的軟件組件，它實(shí)現(xiàn)了一些有用的功能，服務(wù)的API封裝了其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，與單體架構(gòu)不同，開發(fā)人員無法繞過服務(wù)的API直接訪問服務(wù)內(nèi)部的方法和數(shù)據(jù)，因此，微服務(wù)架構(gòu)強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序的模塊化。

微服務(wù)架構(gòu)的最核心特性是服務(wù)之間的松耦合性。服務(wù)之間的交互采用API完成，這樣做就封裝了服務(wù)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了在不影響客戶端的情況下，對(duì)實(shí)現(xiàn)方式做出修改。

微服務(wù)架構(gòu)通過將大的系統(tǒng)按照業(yè)務(wù)服務(wù)的粒度進(jìn)行拆分，每個(gè)服務(wù)可獨(dú)立開發(fā)、測(cè)試、驗(yàn)證和部署，這樣分解后，帶來的好處有如下幾點(diǎn)：

使大型的復(fù)雜應(yīng)用程序可以持續(xù)交付和持續(xù)部署
每個(gè)服務(wù)都相對(duì)較小并容易維護(hù)
服務(wù)可以獨(dú)立部署
服務(wù)可以獨(dú)立擴(kuò)展
微服務(wù)架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)的自治
更容易實(shí)驗(yàn)和采納新的技術(shù)
更好的容錯(cuò)性

服務(wù)網(wǎng)格

服務(wù)網(wǎng)格是用于處理服務(wù)間通信的專用基礎(chǔ)設(shè)施層，負(fù)責(zé)在微服務(wù)間進(jìn)行可靠地請(qǐng)求傳遞。服務(wù)網(wǎng)格通常通過一組輕量級(jí)網(wǎng)絡(luò)代理來實(shí)現(xiàn)，這些代理與應(yīng)用程序代碼一起部署，而不需要感知應(yīng)用程序本身。

隨著規(guī)模和復(fù)雜性的增長(zhǎng)，服務(wù)網(wǎng)格包含的實(shí)現(xiàn)的功能越來越多，它的需求包括服務(wù)發(fā)現(xiàn)、負(fù)載均衡、故障恢復(fù)、指標(biāo)收集和監(jiān)控以及通常更加復(fù)雜的運(yùn)維需求，例如A/B測(cè)試、金絲雀發(fā)布、限流、訪問控制和端到端認(rèn)證等。其部署結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖 3：服務(wù)網(wǎng)格部署圖

服務(wù)網(wǎng)格有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

應(yīng)用程序間通訊的中間層
輕量級(jí)網(wǎng)絡(luò)代理
應(yīng)用程序無感知
解耦應(yīng)用程序的重試/超時(shí)、監(jiān)控、追蹤和服務(wù)發(fā)現(xiàn)

如果用一句話來解釋什么是服務(wù)網(wǎng)格，可以將它比作是應(yīng)用程序或者說微服務(wù)間的TCP/IP，負(fù)責(zé)服務(wù)之間的網(wǎng)絡(luò)訪問、限流、熔斷和監(jiān)控。對(duì)于編寫應(yīng)用程序來說一般無須關(guān)心TCP/IP這一層（比如通過HTTP協(xié)議的RESTful應(yīng)用），同樣使用服務(wù)網(wǎng)格也就無須關(guān)系服務(wù)之間的那些原來是通過應(yīng)用程序或者其他框架實(shí)現(xiàn)的事情，比如Spring Cloud、OSS，現(xiàn)在只要交給服務(wù)網(wǎng)格就可以了，從而極大地方便了微服務(wù)應(yīng)用的開發(fā)。

不可變基礎(chǔ)設(shè)施

一個(gè)工作負(fù)載（比如容器、虛擬機(jī)等）一旦部署以后就不會(huì)被修改。當(dāng)需要更新，修復(fù)或修改某些內(nèi)容的時(shí)候，只需要將新的、經(jīng)過驗(yàn)證的工作負(fù)載替換舊的即可。

不可變基礎(chǔ)設(shè)施的作用主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面。傳統(tǒng)的應(yīng)用程序一旦部署到用戶特定的服務(wù)器上以后，服務(wù)器系統(tǒng)是會(huì)不斷變化的，不是操作系統(tǒng)升級(jí)，就是安裝了新的應(yīng)用，可能引起沖突，導(dǎo)致應(yīng)用程序需要跟著用戶系統(tǒng)環(huán)境的改變而不斷升級(jí)，這中間就會(huì)不斷地出現(xiàn)新的問題。而不可變基礎(chǔ)設(shè)施就規(guī)避了所有的這些問題，因?yàn)樵圃鷳?yīng)用是部署在不可變的基礎(chǔ)設(shè)施上的，因此就不存在變化的問題。

聲明式API

聲明式API是一種比命令式API更高級(jí)的接口設(shè)計(jì)方式，簡(jiǎn)單來說，命令式API提供給用戶怎么做的能力，而聲明式API給用戶提供了做什么的能力。

聲明式API是比命令式API更高級(jí)的一種接口，舉個(gè)例子，假如我們有一個(gè)炒菜機(jī)，如果炒菜機(jī)提供的接口是放油、放調(diào)料、放食材、大火、小火等操作，那就是命令式API。

如果炒菜機(jī)提供的接口是來盤宮保雞丁、來盤魚香肉絲之類的，那就是聲明式API了。聲明式API比較典型的例子就是數(shù)據(jù)庫提供的SQL接口，只需要告訴數(shù)據(jù)庫你需要什么數(shù)據(jù)即可，至于怎么去獲取這些數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫自己會(huì)去按步驟操作。

云原生的意義

傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式，在使用云計(jì)算平臺(tái)時(shí)和使用物理機(jī)時(shí)沒有什么大的區(qū)別，那么就沒有將云平臺(tái)的能力利用充分，在一定程度上導(dǎo)致了資源的浪費(fèi)。云原生就是用來解決這一類的問題，將云計(jì)算平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致。

讓企業(yè)應(yīng)用能夠利用云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源的按需分配和彈性伸縮，是云原生應(yīng)用重點(diǎn)關(guān)注的地方。它要求云原生應(yīng)用具備可用性和伸縮性，以及自動(dòng)化部署和管理能力，可隨處運(yùn)行，并且能夠通過持續(xù)集成、持續(xù)交付提升研發(fā)、測(cè)試與發(fā)布的效率。云原生應(yīng)用并未完全顛覆傳統(tǒng)的應(yīng)用，采用云原生的設(shè)計(jì)模式可以優(yōu)化和改進(jìn)傳統(tǒng)應(yīng)用模式，使應(yīng)用更加適合在云平臺(tái)上運(yùn)行。

云原生存在的意義是解放開發(fā)和運(yùn)維，而不是讓開發(fā)和運(yùn)維的工作變得更加復(fù)雜和繁重。云原生還關(guān)注規(guī)模，分布式系統(tǒng)應(yīng)該具備將節(jié)點(diǎn)進(jìn)行水平擴(kuò)展的能力，能輕易地?cái)U(kuò)展到成千上萬的規(guī)模，并且這些節(jié)點(diǎn)具備多租戶和自愈能力。云原生使得應(yīng)用本身具備“柔性”，即面對(duì)強(qiáng)大壓力的緩解能力以及壓力過后的恢復(fù)能力。

云原生當(dāng)前生態(tài)

作為云原生領(lǐng)域最具權(quán)威的組織，CNCF在每年的年度報(bào)告中都會(huì)提及CNCF Landscape項(xiàng)目，該項(xiàng)目開始于2016年11月，旨在為云原生應(yīng)用者提供一個(gè)資源地圖，幫助企業(yè)和開發(fā)人員快速了解云原生體系的全貌。CNCF Landscape項(xiàng)目在Github上已經(jīng)獲得超過7000顆星，表明廣大開發(fā)者和使用者對(duì)該項(xiàng)目的關(guān)注和重視。該項(xiàng)目給出當(dāng)前云原生生態(tài)的全景圖（如下圖所示），通過該全景圖我們可以了解云原生相關(guān)的各種類型的項(xiàng)目和產(chǎn)品：

圖 4：CNCF生態(tài)全景圖

這張全景圖從云原生的層次結(jié)構(gòu)，以及不同的功能組成上，展現(xiàn)了云原生體系的全貌，可以幫助用戶在不同組件層次去選擇恰當(dāng)?shù)能浖凸ぞ哌M(jìn)行支持?？傮w來看，云原生生態(tài)分為以下幾層：

Kubernetes服務(wù)提供商

圖中最底層是Kubernetes認(rèn)證的服務(wù)提供商（包括公有云提供商AWS、Google、Azure、Ali、Baidu以及Tencent等，以及私有云提供商諧云、靈雀云、博云、才云、DaoCloud以及Rancher等）以及Kubernetes認(rèn)證的培訓(xùn)伙伴。

Provisioning

有了物理機(jī)或虛擬機(jī)后，在運(yùn)行容器化服務(wù)之前，需要為容器準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)環(huán)境，這就是Provisioning這一層的作用。在Provisioning這一層中，分為以下幾個(gè)功能組成模塊：

Automation & Configuration：用于自動(dòng)化部署和配置容器運(yùn)行平臺(tái)和環(huán)境，代表工具和廠商包括Ansible、Chef、Puppet、VMware以及OpenStack。
容器鏡像庫：容器鏡像庫是整個(gè)CNCF云原生中的核心部件之一，因?yàn)榛谌萜鞯倪\(yùn)行環(huán)境中，所有的應(yīng)用都需要借助容器鏡像庫來進(jìn)行安裝和部署。容器鏡像庫又分為公有和私有，公有的容器鏡像庫包括docker官方的registry，AWS的Elastic Container Registry，Google的Container Registry等。在私有鏡像庫中，VMware中國(guó)團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的Harbor得到了廣泛的應(yīng)用，大量的容器平臺(tái)目前都基于Harbor構(gòu)建其鏡像倉庫。
Security & Compliance：Notary和TUF（The Upgrade Framework）是這個(gè)領(lǐng)域兩個(gè)主要的項(xiàng)目，其中TUF是一個(gè)開源的安全標(biāo)準(zhǔn)，Notary是其中一個(gè)實(shí)現(xiàn)。Notary軟件除了確保軟件的出處外，它還能保證在未經(jīng)容器鏡像提供者批準(zhǔn)的情況下，不會(huì)在鏡像供應(yīng)鏈的任何地方修改鏡像內(nèi)的內(nèi)容，從而確保從開發(fā)到運(yùn)營(yíng)的過程中，安全都被無縫統(tǒng)一地嵌入到整個(gè)工作流中。
Key Management：主要用于在整個(gè)容器平臺(tái)中進(jìn)行秘鑰管理。

Runtime

Runtime這一層可以理解為容器的整個(gè)運(yùn)行環(huán)境，是云原生中最核心的部分，它包括了計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)三大塊：

Container Runtime：Docker是最廣為人知的容器運(yùn)行環(huán)境，但生產(chǎn)環(huán)境下也有一些其他的容器環(huán)境在運(yùn)行。Containerd是滿足OCI規(guī)范的核心容器運(yùn)行時(shí)，從設(shè)計(jì)上就是為了嵌入大型系統(tǒng)的。它由Docker Inc公司啟動(dòng)，并且在2017年3月份捐贈(zèng)給了CNCF。此外，CoreOS的RKT是一個(gè)用于在Linux上運(yùn)行應(yīng)用程序容器的CLI，也可以作為安全、可組合和基于標(biāo)準(zhǔn)的容器虛擬化運(yùn)行環(huán)境。
Cloud-Native Storage：起初，容器為無狀態(tài)的運(yùn)行單元，容器最上一層文件系統(tǒng)無法保存其在運(yùn)行時(shí)寫入的文件或數(shù)據(jù)，容器重建或重啟后，這些寫入的數(shù)據(jù)將丟失。但隨著數(shù)據(jù)庫、消息隊(duì)列等中間件逐步在容器環(huán)境中得到應(yīng)用，如今用戶對(duì)容器持久化存儲(chǔ)的理解和需求也更加深入和迫切。
Cloud-Native Network：網(wǎng)絡(luò)歷來是虛擬化技術(shù)中最靈活多變的部分，目前，大多數(shù)客戶使用的主要包括Calico、Flannel、Open vSwitch等方案。

Orchestration Management

這一層主要負(fù)責(zé)容器平臺(tái)的編排和調(diào)度，包括服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和治理，遠(yuǎn)程調(diào)用，服務(wù)代理，微服務(wù)治理等組件，包括：

計(jì)劃與編排：在這個(gè)領(lǐng)域，Kubernetes是當(dāng)仁不讓的頭號(hào)玩家，目前基于Kubernetes的容器生態(tài)得到了迅速發(fā)展。其它的編排工具還包括Mesos和Docker Swarm等。
協(xié)調(diào)與服務(wù)發(fā)現(xiàn)：分布式計(jì)算中很重要的一點(diǎn)就是各個(gè)服務(wù)之間的協(xié)同以及服務(wù)發(fā)現(xiàn)（或節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的問題），從老牌的ZooKeeper到近年來在很多互聯(lián)網(wǎng)廠商和應(yīng)用中流行的Consul（Docker Swarm默認(rèn)使用），都可以用于分布式服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和配置，Kubernetes默認(rèn)使用的則是CoreOS旗下的etcd。
遠(yuǎn)程過程調(diào)用：微服務(wù)間進(jìn)行通信，通常有兩種方式，一種是HTTP REST-JSON的方式，另一種為RPC方式，兩者相比，RPC方式效率更高。常用的包括Google開源的GRPC、Apache旗下的Thrift框架、Netflix開源的自帶負(fù)載均衡的Ribbon和Avra數(shù)據(jù)序列化框架。

App Definition and Development

這一層就是容器平臺(tái)上運(yùn)行的具體應(yīng)用和工具了，可以理解為容器平臺(tái)的應(yīng)用商店。根據(jù)應(yīng)用的不同作用的使用場(chǎng)景，可以大致分為以下幾種類型：數(shù)據(jù)庫（例如MySQL、MariaDB、MongoDB、PostgreSQL、Cassandra、TiDB等）、流處理和消息隊(duì)列（例如Spark、Storm、RocketMQ、Kafka、RabbitMQ等）、應(yīng)用和鏡像制作（用于將應(yīng)用封裝成標(biāo)準(zhǔn)鏡像，使應(yīng)用能在標(biāo)準(zhǔn)的容器平臺(tái)上運(yùn)行，例如Helm、Docker Composer、Packer等）、CI/CD（最常見的Jenkins、Atlassian公司開發(fā)的Bamboo等）。

Platform

從橫向上看，整個(gè)云原生還包括眾多的經(jīng)過認(rèn)證的平臺(tái)供應(yīng)商。

Observability and Analysis

這個(gè)部分包含了大量用于對(duì)平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控（Prometheus、Nagios、Grafana、Zabbix等）、日志（Fluentd、ElasticSearch、Logstash）、以及追蹤（Jaeger）的工具。

綜上所述，CNCF Landscape全景圖中包含了CNCF社區(qū)成熟或使用范圍較廣、具有最佳實(shí)踐的產(chǎn)品和方案供用戶在實(shí)際應(yīng)用中選擇，而且該生態(tài)還在快速發(fā)展中。

云原生實(shí)施路徑

關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)云原生應(yīng)用，CNCF給出了比較詳細(xì)的利用開源軟件和云原生技術(shù)的參考路線圖，如下圖所示：

圖 5：CNCF云原生技術(shù)路線圖

整個(gè)路線圖分成了十個(gè)步驟，每個(gè)步驟都是用戶或平臺(tái)開發(fā)者將云原生技術(shù)在實(shí)際環(huán)境中落地時(shí)，需要循序漸進(jìn)思考和處理的問題：

容器化

目前最流行的容器化技術(shù)是Docker，你可以將任意大小的應(yīng)用程序和依賴項(xiàng)，甚至在模擬器上運(yùn)行的一些程序，都進(jìn)行容器化。隨著時(shí)間的推移，你還可以對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行分割，并將未來的功能編寫為微服務(wù)。

CI/CD（持續(xù)集成和持續(xù)發(fā)布）

創(chuàng)建CI/CD環(huán)境，從而使源代碼上的任意修改，都能夠自動(dòng)通過容器進(jìn)行編譯和測(cè)試，并被部署到預(yù)生產(chǎn)甚至生產(chǎn)環(huán)境中。

應(yīng)用編排

Kubernetes是目前市場(chǎng)上應(yīng)用編排領(lǐng)域被最廣泛應(yīng)用的工具，Helm Charts可以用來幫助應(yīng)用開發(fā)和發(fā)布者用于升級(jí)Kubernetes上運(yùn)行的應(yīng)用。

監(jiān)控和分析

在這一步中，用戶需要為平臺(tái)選擇監(jiān)控、日志以及跟蹤的相關(guān)工具，例如將Prometheus用于監(jiān)控、Fluentd用于日志、Jaeger用于整個(gè)應(yīng)用調(diào)用鏈的跟蹤。

服務(wù)代理、發(fā)現(xiàn)和治理

CoreDNS、Envoy和LInkerd可以分別用于服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)治理，提供服務(wù)的健康檢查、請(qǐng)求路由、和負(fù)載均衡等功能。

網(wǎng)絡(luò)

Calico、Flannel以及Weave Net等軟件用于提供更靈活的網(wǎng)絡(luò)功能。

分布式數(shù)據(jù)庫和存儲(chǔ)

分布式數(shù)據(jù)庫可以提供更好的彈性和伸縮性能，但同時(shí)需要專業(yè)的容器存儲(chǔ)予以支持。

流和消息處理

當(dāng)應(yīng)用需要比JSON-REST這個(gè)模式更高的性能時(shí)，可以考慮使用gRPC或者NATS。gRPC是一個(gè)通用的RPC（遠(yuǎn)程調(diào)用）框架（類似各種框架中的RPC調(diào)用），NATS是一個(gè)發(fā)布/訂閱和負(fù)載均衡的消息隊(duì)列系統(tǒng)。

容器鏡像庫和運(yùn)行環(huán)境

Harbor是目前最受歡迎的容器鏡像庫，同時(shí)，你也可以選擇使用不同的容器運(yùn)行環(huán)境用于運(yùn)行容器程序。

軟件發(fā)布

最后可以借助Notary等軟件用于軟件的安全發(fā)布。

參考資料：

CNCF云原生定義1.0，github.com/cncf/toc/blob/main/DEFINITION.md
遷移到云原生應(yīng)用架構(gòu)，Matt Stine著，Jimmy Song譯，jimmysong.io/migrating-to-cloud-native-application-architectures
云原生全景圖，landscape.cncf.io
CNCN landscape 項(xiàng)目，github.com/cncf/landscape
持續(xù)演進(jìn)的Cloud Native - 云原生架構(gòu)下微服務(wù)最佳實(shí)踐，王啟軍，電子工業(yè)出版社
暢談云原生，敖小劍，skyao.io/talk/201902-cloudnative-freely-talk
Service Mesh發(fā)展趨勢(shì)：云原生中流砥柱，敖小劍，skyao.io/talk/201905-servicemesh-development-trend
不可變基礎(chǔ)設(shè)施，cloud.tencent.com/developer/news/329406
云原生技術(shù)詳解，www.cnblogs.com/sddai/p/13726935.html
什么是服務(wù)網(wǎng)格，jimmysong.io/istio-handbook/concepts/what-is-service-mesh.html
什么是服務(wù)網(wǎng)格，http://www.redhat.com/zh/topics/microservices/what-is-a-service-mesh
運(yùn)維的思維升級(jí)-不可變基礎(chǔ)設(shè)施，wangkai1994.github.io/2019/01/12/Immutable-Infrastructure

原文鏈接：https://www.freebuf.com/articles/network/269379.html

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就煩別人問我到底什么是云原生？

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