云原生开发不同于传统方法，它强调容器化、微服务、DevOps 实践、自动化部署以及利用对云功能。它需要从文化上转向敏捷方法论、促进开发与运营团队之间的协作，并采纳云原生技术与架构。
如今，越来越多的企业和 IT 团队正在转向云原生应用和架构，以充分利用云计算环境。这种软件开发和部署方面的范式转变，使企业能够实现更高的效率、敏捷性、可扩展性和恢复能力。
“云原生”是什么意思？
术语“云原生”描述了一种构建和运行应用程序的现代化方法，该方法能够充分发挥云计算的强大能力。云原生方法改变了应用程序的开发、部署和管理方式。云原生应用程序从设计之初便专门针对云端环境中的运行进行了优化，并利用云的固有能力来实现更高的效率和敏捷性。
云原生应用程序
云原生架构的关键要素
云原生应用程序基于多个关键组件构建而成。
- 微服务是松散耦合、可复用的软件组件，旨在轻松集成到任何云环境中。云原生应用程序可能依赖于提供功能的各种微服务，但每项微服务都可以独立于其他微服务进行扩展，并通过多次迭代不断改进。微服务架构使云原生应用程序的开发更快、更灵活。
- 容器是轻量级、独立的可执行软件包，它包含软件在不同环境中运行所需的一切，包括源代码、操作系统和库。通过使用容器，即使高度多样化的云原生应用程序依赖于不同的操作系统，它们也可以同时在单个服务器上运行。
- 容器编排可自动完成容器化应用程序的部署、扩展和管理，以最大限度地降低处理容器生命周期、资源管理、负载均衡、调配和故障排除的复杂性。
- API（应用程序编程接口）提供了一套协议和定义，使不同的软件组件能够相互通信并共享数据。
- 服务网格是一个专用的基础架构和软件层，用于管理多项微服务之间的通信。服务网格能够在应用程序中所有需要相互通信的组件之间引导流量。
- 自动化工具可帮助运营团队简化调配、部署和扩展云原生应用程序的工作流及流程，以快速、可靠地交付软件。
- 运营工具负责数据处理、存储和业务逻辑。
云原生技术
开发和 DevOps 团队依赖多种技术和方法来开发云原生应用程序。
- 无服务器计算是一种云计算模式，其中云服务提供商负责调配和管理服务器资源。这使开发人员能够专注于创建应用程序，而无需担心底层服务器基础架构，从而有助于加快开发速度。
- 持续集成 (CI) 和持续交付 (CD) 管道可自动完成调配，以实现快速可靠的软件交付。
- 不可变基础架构在部署后不再需要修改服务器或基础架构组件，因此能够提高云原生应用程序的稳定性。云原生应用程序的新迭代部署在新的计算实例上，而不是更新现有组件（这可能会引入缺陷和配置问题）。
- 可观察性使团队能够在分布式系统中监控、记录和追踪能力及性能，从而最大限度地减少停机时间（平均修复时间，即 MTTR）。
- Kubernetes 是一个开源容器编排平台。Red Hat OpenShift 是一个基于 Kubernetes 的平台，用于管理容器化应用程序。
- Docker 是一个用于创建和管理容器映像的平台。
- AWS、Microsoft 和 VMware 等云服务提供商提供了针对云原生工作负载需求量身定制的云平台和云基础架构。
- GitHub 等管理平台有助于进行版本控制与协作，这对于同时管理多个云原生项目至关重要。
云原生方法的优势
云原生架构为企业和 IT 团队带来了显著优势。
- 可扩展性：借助容器化和动态编排技术，云原生应用程序可以根据需要实现横向和纵向扩展。
- 可移植性：凭借在不同的云环境中运行应用程序的能力，云原生架构可以将每个工作负载与运行效率最高、最具成本效益的云环境相匹配。
- 轻松恢复：不可变基础架构和自我修复能力增强了容错能力并简化了恢复过程。
- 速度：云原生方法使开发团队能够更快地发布应用程序和升级，同时可以提升应用程序质量。
- 敏捷性：CI/CD 管道的加速推进使企业能够更快速地响应不断变化的需求。
- 成本优化：按需的无服务器计算资源意味着企业只需要为实际使用的资源付费。自动扩展能力能够最大限度地降低云原生应用程序的管理成本。
云原生基础架构的挑战
管理云原生架构和应用程序给 IT 团队带来了诸多挑战。
- 更高的复杂性：云原生架构可能会显著增加 DevOps 团队进行管理的复杂度，因为他们需要管理高度分布式系统、服务依赖关系和编排工具。
- 云安全问题：如果相关安全风险未得到适当的监控和修复，则快速扩展的容器和分布式应用程序通常可能会带来漏洞。想象一下，保护 10 个云位置比只保护 1 个云位置困难得多。
- 缺乏可观察性：云原生应用可能会导致性能监控与故障排除任务变得更加困难。
- 文化阻力：擅长创建单体应用程序的开发团队和 DevOps 团队可能会拒绝采用云原生开发所需的新实践和企业变革。
- 技能差距：熟悉这些新技术和设计模式的人才并不多，因此很难找到能够实现它们的合适技术资源。
采用云原生的业务优势
通过支持更具可移植性的应用程序，云原生架构使 DevOps 团队能够轻松地在数据中心与云服务提供商之间迁移工作负载。这种更高的可移植性能够帮助企业实现显著的业务优势。
- 加快上市时间：通过缩短软件交付周期，企业能够更快地响应市场需求。
- 优化云支出：可移植性使企业能够将工作负载转移到提供最高投资回报率 (ROI) 和最具成本效益的资源分配的云服务提供商处。
- 改善客户体验：云原生开发使团队能够将核心工作负载迁移至更接近全球客户的云端，从而提供更快、响应更及时的客户体验，并满足日益普遍的本地化需求。
- 提高云敏捷性：云原生开发使企业能够根据需要扩展和重新分配云资源，以实时适应不断变化的市场状况和客户偏好。
- 降低云风险：云原生架构允许企业为不同的工作负载选择不同的供应商，从而帮助降低业务、本地化、技术和监管风险，并通过避免导致服务中断的单点故障来最大限度地减少停机时间。
常见问题
CNCF 是一个开源软件基金会，致力于推动云原生技术的采用。它通过提供资源、促进创新以及确保项目和技术符合基于云的现代应用程序的需求，在推动云原生生态系统发展方面发挥着至关重要的作用。
“支持云的”软件是指已经过修改，能够在云端运行的传统应用程序。相比之下，云原生应用程序是从设计之初就以充分利用云的功能为宗旨。
在云原生架构中，可移植性指的是以最小的工作量且无需重大更改，即可在不同云环境（公有云、私有云或混合云）之间迁移应用程序及相关组件的能力。可移植性可帮助企业提升灵活性，最大限度地降低对供应商的依赖，并增强恢复能力。
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