很多時(shí)候，圍繞云原生的討論會(huì)直接進(jìn)入技術(shù)選擇，如容器化和微服務(wù)。毫無(wú)疑問(wèn)，這些都是云原生項(xiàng)目的潛在組成部分，但肯定不是全部。在本系列文章中，我們將從幾個(gè)不同的角度探索云原生，包括技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施，還包括架構(gòu)、設(shè)計(jì)，以及可能最容易被忽視的人員和流程。用最簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，云原生不只是說(shuō)要遷移到云，而是要充分利用云基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)的獨(dú)特性來(lái)快速交付業(yè)務(wù)價(jià)值。
云原生的概念在這個(gè)術(shù)語(yǔ)投入使用之前就已經(jīng)存在了。從某種意義上說(shuō)，云原生是從公有云提供商開(kāi)始提供簡(jiǎn)單廉價(jià)的彈性計(jì)算能力實(shí)例開(kāi)始的。接下來(lái)的問(wèn)題就變成了，你該如何編寫(xiě)應(yīng)用程序來(lái)利用這種新的基礎(chǔ)設(shè)施的靈活性，以及你可以因此獲得什么業(yè)務(wù)收益？
在過(guò)去的十年中，云原生方法和技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，并且仍在不斷發(fā)展，但是云原生應(yīng)用程序所要實(shí)現(xiàn)的核心的技術(shù)和業(yè)務(wù)目標(biāo)仍然沒(méi)有變，這包括：
敏捷性和生產(chǎn)力：支持業(yè)務(wù)指標(biāo)指導(dǎo)下的快速創(chuàng)新。降低維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)并保持環(huán)境的持續(xù)更新。
彈性和可伸縮性：以自修復(fù)和無(wú)停機(jī)時(shí)間的持續(xù)可用性為目標(biāo)。提供彈性縮放和容量無(wú)限的感覺(jué)。
優(yōu)化和效率：優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施和人力資源成本?？梢栽诓煌恢煤吞峁┥讨g自由遷移。
在后續(xù)的文章中，當(dāng)我們回顧云原生的“為什么”時(shí)，我們將對(duì)這些目標(biāo)進(jìn)行更細(xì)的分解，但即使從這個(gè)簡(jiǎn)單的定義來(lái)看，我們也應(yīng)該清楚，云原生并不僅僅是指簡(jiǎn)單地遷移到一種新類(lèi)型的基礎(chǔ)設(shè)施，其含義要更廣泛。然而，盡管這些目標(biāo)很正確，但我們很難看到它們被應(yīng)用于具體的云原生環(huán)境。我們需要做更多的工作來(lái)明確云原生到底是什么意思。
一些與云原生相關(guān)的流行的參照標(biāo)準(zhǔn)，比如微服務(wù)，以及更早的宣言，比如 12 要素應(yīng)用，可能會(huì)讓你得出這樣的結(jié)論：云原生是一種架構(gòu)風(fēng)格的描述，其他選擇都是遵從這一架構(gòu)。這當(dāng)然有一定的道理，云原生架構(gòu)確實(shí)存在。然而，為了在云原生應(yīng)用上取得成功，企業(yè)必須有一個(gè)更全面的視角。除了架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施決策，還有組織和過(guò)程決策。這讓我們認(rèn)識(shí)到一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：
技術(shù)本身并不能獲得業(yè)務(wù)成果。
下圖顯示了這些決策之間的相互作用。
技術(shù)本身并不能獲得業(yè)務(wù)成果。
在文章“避免不完全的云原生”（https://www.infoq.cn/article/LIRjAI0mhsClCooPtzLw）中，我們舉了一個(gè)很好的例子，描述了這些方面相互之間是如何鏈接在一起的，并專(zhuān)門(mén)指出了這些鏈接斷開(kāi)時(shí)會(huì)發(fā)生什么。在本系列文章中，我們將探討云原生的成功與以下三個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的協(xié)同變革的關(guān)系：架構(gòu)與設(shè)計(jì)、技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施、人員與流程。下面我們將逐項(xiàng)進(jìn)行討論。
十多年前，“云”這個(gè)詞很大程度上指的是位置。通常，它指的是可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)的位于他人數(shù)據(jù)中心里的基礎(chǔ)設(shè)施。然而，如今的“云”更多的是指如何與那個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施交互。事實(shí)上，位置元素已經(jīng)基本消失了，因?yàn)楝F(xiàn)在常見(jiàn)的是，一個(gè)類(lèi)似云的設(shè)施運(yùn)行在自己的數(shù)據(jù)中心里——“私有云”，以及混合解決方案（可能會(huì)包含跨云的服務(wù)和工作負(fù)載）。
所以，如今的云計(jì)算更多的是關(guān)于你如何與基礎(chǔ)設(shè)施交互，它至少要提供以下內(nèi)容：
自助配置：可以即時(shí)申請(qǐng)新的虛擬資源（服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)）。
彈性：根據(jù)需求自動(dòng)調(diào)整資源（及相關(guān)成本）。
自動(dòng)恢復(fù)：資源可按設(shè)計(jì)在沒(méi)有人為干預(yù)的情況下從故障中恢復(fù)，將對(duì)服務(wù)可用性的影響降至最低。
然而，隨著云平臺(tái)及概念的成熟，云原生中的云實(shí)際上還意味著對(duì)底層基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)一步抽象。
不可變部署——例如，基于容器鏡像的部署。
聲明式配置——“基礎(chǔ)設(shè)施即代碼”提供將來(lái)狀態(tài)。
運(yùn)行時(shí)無(wú)關(guān)——平臺(tái)將組件（例如容器）視為黑盒，不需要理解它們的內(nèi)容。
組件編排——通過(guò)通用的聲明式策略和配置賦能管理（監(jiān)控、伸縮、可用性、路由等）。
在云原生的早期，這些功能通常是高度專(zhuān)有的，但現(xiàn)在，容器以及容器編排功能（如 Kubernetes）似乎已無(wú)處不在。像上面這樣的列表是針對(duì)容器的，還有其他值得注意的選項(xiàng)，如無(wú)服務(wù)器 / 函數(shù)即服務(wù) (function As a service)，它們被進(jìn)一步從基礎(chǔ)設(shè)施中抽象出來(lái)，而且將來(lái)可能會(huì)變得更加突出。
我們可能會(huì)涉及更多，如構(gòu)建自動(dòng)化、服務(wù)網(wǎng)格、日志、跟蹤、分析、軟件定義網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)等等。因而，屆時(shí)我們將進(jìn)入云平臺(tái)上目前看來(lái)更專(zhuān)有的方面。希望隨著時(shí)間的推移，這些方面也會(huì)變得更加標(biāo)準(zhǔn)化。因此，在這里，“云”實(shí)際上是指具有上述特性的基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)。
我們所說(shuō)的“原生（native）”是指我們將構(gòu)建的解決方案不僅僅是“運(yùn)行在云上”，而是專(zhuān)門(mén)利用了云平臺(tái)的獨(dú)特性。應(yīng)用程序不會(huì)魔法般地繼承底層云基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)點(diǎn)，我們必須教會(huì)它們方法。
我們?cè)谡Z(yǔ)言上要特別小心。當(dāng)我們使用“原生”來(lái)指“云平臺(tái)的獨(dú)特性”時(shí)，我們并不是指特定云提供商的特定方面。那將是“云提供商原生”，實(shí)際上，這將完全背離可移植性和使用開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)。我們指的是，對(duì)于所有云平臺(tái)來(lái)說(shuō)在概念上都通用的東西。換句話說(shuō)，就是我們?cè)谏弦还?jié)中所強(qiáng)調(diào)的基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)。
這對(duì)架構(gòu)和設(shè)計(jì)有重要的影響。例如，我們需要確保編寫(xiě)的解決方案可以水平伸縮，并且可以利用自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制。在這里，云原生可能與微服務(wù)概念存在很大的重疊。例如，這包括編寫(xiě)具有以下特性的組件：
將有狀態(tài)性降至最低
減少依賴
有明確定義的接口
輕量級(jí)
一次性
我們將在下一篇文章中更深入地描述它們，但是現(xiàn)在，最重要的是要注意，它們之間存在著高度的依賴關(guān)系。例如，如果組件是高度有狀態(tài)的，那么創(chuàng)建一個(gè)一次性的組件就會(huì)困難很多。本質(zhì)上，減少依賴關(guān)系有助于使組件更加輕量化。定義良好的接口將使得重新綁定一次性組件更容易，諸如此類(lèi)。這只是一個(gè)小例子，是為了說(shuō)明更廣泛的觀點(diǎn)，即遷移到云原生方法需要同時(shí)在許多相關(guān)方面進(jìn)行變革。我們逐漸發(fā)現(xiàn)，這些云原生要素是相輔相成的。
這可能不太明顯，當(dāng)我們運(yùn)用上述關(guān)于架構(gòu)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的假設(shè)和決策時(shí)，我們就獲得了從根本上改變?nèi)藛T和流程處理方式的機(jī)會(huì)。事實(shí)上，我們可以說(shuō)，它需要這些改變。
下面我們探討了微服務(wù)方法對(duì)人員/流程的一些影響：
微服務(wù)意味著你將在小型、自治團(tuán)隊(duì)中構(gòu)建服務(wù)。這只是康威定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用——如果你希望自己的系統(tǒng)是由解耦的小組件組成，那么你的團(tuán)隊(duì)也必須很小，并且與其他團(tuán)隊(duì)之間是松耦合的——只允許通過(guò)定義良好且妥善治理的接口進(jìn)行正式通信。
微服務(wù)還意味著你正在使用敏捷方法，并將 DevOps 原則應(yīng)用到開(kāi)發(fā)過(guò)程中。如果沒(méi)有，你會(huì)無(wú)法獲得端到端的反饋和對(duì)代碼的快速迭代，這是該方法的核心優(yōu)勢(shì)。DevOps 則意味著進(jìn)一步的流程改進(jìn)，如持續(xù)集成和持續(xù)交付 / 部署（CI/CD）。
DevOps 需要你采用其他特定的技術(shù)流程，如自動(dòng)化測(cè)試（可能包括測(cè)試驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)），并引導(dǎo)你走向基于主干的開(kāi)發(fā)。最小化測(cè)試周期的愿望可能會(huì)進(jìn)一步引導(dǎo)你探索改變?nèi)藗児ぷ鞯姆绞剑ɡ?，結(jié)對(duì)編程）。
同樣，容器技術(shù)對(duì)所需的技能集、角色和流程也有影響：
通常，云基礎(chǔ)設(shè)施使用通用的云平臺(tái)技能（比如 Kubernetes 的知識(shí)）來(lái)實(shí)現(xiàn)更多的操作（部署、擴(kuò)展、高可用性等），而不是特定的運(yùn)行時(shí)或產(chǎn)品技能。這從根本上減少了跨技術(shù)領(lǐng)域工作人員的學(xué)習(xí)曲線，并實(shí)現(xiàn)了更廣泛的角色和知識(shí)共享，提高了效率，降低了成本。它還鼓勵(lì)人們向站點(diǎn)可靠性工程師轉(zhuǎn)變，盡可能地實(shí)現(xiàn)操作任務(wù)的自動(dòng)化。
容器，特別是容器鏡像技術(shù)簡(jiǎn)化了 CI/CD 管道的自動(dòng)化，縮短了構(gòu)建 / 發(fā)布周期，提高了生產(chǎn)率。管道實(shí)現(xiàn)方式趨同，意味著它們更容易維護(hù)，實(shí)際上也更容易被更廣泛的人群所使用。
不可變?nèi)萜麋R像與聲明式“基礎(chǔ)設(shè)施即代碼”相結(jié)合，提高了跨不同環(huán)境部署的一致性，降低了測(cè)試和診斷成本，提高了部署速度，并減少了停機(jī)時(shí)間。從流程的角度來(lái)看，這使得可靠性、性能和安全測(cè)試等方面的“左移”成為可能。反過(guò)來(lái)，這也增強(qiáng)了 DevOps/DevSecOps 文化，使開(kāi)發(fā)人員對(duì)代碼的操作質(zhì)量負(fù)起更多的責(zé)任。
綜上所述，我們可以看到，云原生需要從三個(gè)不同的方面進(jìn)行定義。
對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施復(fù)雜性進(jìn)行抽象的平臺(tái)。（基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)）
充分利用基礎(chǔ)架構(gòu)抽象的解決方案。（架構(gòu)和設(shè)計(jì)）
開(kāi)發(fā)、操作和業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化，以及開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)自治性的提升。（人員和流程）
如今，技術(shù)方面的重點(diǎn)當(dāng)然是容器化，但重要的是該技術(shù)的自助配置、彈性和自動(dòng)恢復(fù)等特性，而不是技術(shù)本身。
在架構(gòu)上，我們最常用的方法是，根據(jù)微服務(wù)原則來(lái)創(chuàng)建更加輕量級(jí)、細(xì)粒度、狀態(tài)最小化的組件，以便可以更好地映射到抽象的基礎(chǔ)設(shè)施。如果沒(méi)有正確的設(shè)計(jì)原則，那么我們的解決方案將無(wú)法從平臺(tái)中獲益。例如，它不會(huì)動(dòng)態(tài)伸縮，或提供細(xì)粒度的彈性，或提供快速構(gòu)建和部署，或與平臺(tái)上的其他應(yīng)用程序保持操作一致性。
通常，人們會(huì)認(rèn)為，人員和流程的變革與云原生無(wú)關(guān)，但實(shí)際上，它們關(guān)系密切，我們將它們視為是特性定義的一部分。缺少軟件開(kāi)發(fā)生命周期的自動(dòng)化，將意味著團(tuán)隊(duì)要將更多的時(shí)間花在日常事務(wù)上，而將相對(duì)較少的時(shí)間花在業(yè)務(wù)價(jià)值上。一個(gè)笨重的、自上而下的組織和治理結(jié)構(gòu)將無(wú)法提供團(tuán)隊(duì)所需的自主權(quán)來(lái)幫助他們進(jìn)行業(yè)務(wù)創(chuàng)新。
因此，在對(duì)云原生的實(shí)際含義有了更具體的定義后，我們就可以進(jìn)行下一步并擴(kuò)展前面的圖表了。
在上面的圖表中，我們針對(duì)這些方面的關(guān)鍵要素列出了一些問(wèn)題。在本系列的后續(xù)文章中，我們將考慮“如何”構(gòu)建云原生解決方案，并從人員和流程方面入手詳細(xì)研究每個(gè)要素。
然而，應(yīng)該清楚的是，實(shí)現(xiàn)完全的云原生并非易事，并且需要業(yè)務(wù)支持。因此，在另一篇文章中，我們將對(duì)成功實(shí)現(xiàn)云原生所需的投入進(jìn)行總結(jié)，并回過(guò)頭來(lái)，重新考慮下，你實(shí)現(xiàn)微服務(wù)的初衷是什么，以及你希望獲得什么樣的好處。
感謝
我們要誠(chéng)摯地感謝 Holly Cummins 和 Callum Jackson，感謝他們對(duì)該文章系列的輸入和評(píng)論。
原文鏈接：
https://medium.com/swlh/what-does-cloud-native-really-mean-1b10ed003aa9
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