作者|張磊 阿里云容器平臺高級技術專家，CNCF 官方大使
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從 2015 年 Google 牽頭成立 CNCF 以來，云原生技術開始進入公眾的視線并取得快速的發(fā)展，到 2018 年包括 Google、AWS、Azure、Alibaba Cloud 等大型云計算供應商都加入了云原生基金會?CNCF，云原生技術也從原來的應用容器化發(fā)展出包括容器、Service Mesh、微服務、不可變基礎設施、Serverless、FaaS 等眾多技術方向，CFCF 旗下也囊括了越來多的開源項目。
Kubernetes 作為 CNCF 的第一個項目從誕生之初就就令人矚目，Kubernetes 由 Google 工程師基于 Google 內(nèi)部多年集群管理系統(tǒng) Borg 的設計經(jīng)驗，結(jié)合云計算時代的基礎設施特點重新設計而得，旨在幫助企業(yè)解決大規(guī)模 IT 基礎設施的應用容器編排難題。Google 在 2014 年 6 月開源?Kubernetes 以后，在 Redhat、Microsoft、Alibaba 等廠商和眾多開源愛好者共同的努力下，成長為如今容器編排領域的事實標準，極大的推動了云原生領域的發(fā)展。
在系統(tǒng)介紹什么是云原生，云原生對開發(fā)者來說意味著什么，我們先從云原生技術發(fā)展簡史開始講起。
因此，如今我們所討論的云原生技術生態(tài)是一個龐大的技術集合。CNCF?有一張云原生全景圖（https://github.com/cncf/landscape），在這個全景圖里已經(jīng)有?200?多個項目和產(chǎn)品了，這些項目和產(chǎn)品也都是和?CNCF?的觀點所契合的。
所以，如果以這張全景圖作為背景，加以思考就會發(fā)現(xiàn)，我們今天所討論的云原生其實主要談論了以下幾點：
CNCF (云原生基金會)是目前云計算領域最成功的
開源基金會之一，是 Kubernetes，containerd，etcd
，Envoy 等知名開源項目的托管基金會
CNCF 目前托管的 20 + 正式項目共同構(gòu)成了現(xiàn)代云
計算生態(tài)的基石。其中 Kubernetes 項目是全世界第
四活躍的開源項目
除了前面兩點之外，現(xiàn)在全球各大公有云廠商都已經(jīng)支持了?Kubernetes。此外，還有?100?多家技術創(chuàng)業(yè)公司也在持續(xù)地進行投入，總體市場于2021年逼近 1000 億美元?，F(xiàn)在阿里巴巴也在全面上云，而且上云就要上云原生，這也是各大技術公司擁抱云原生的一個例子。
2019?年正是云原生時代的關鍵節(jié)點，為什么這么說？我們這里就為大家簡單梳理一下。
從?2013?年?Docker?項目發(fā)布開始說起，Docker?項目的發(fā)布使得全操作系統(tǒng)語義的沙盒技術唾手可得，使得用戶能夠更好地、更完整地打包自己的應用，使得開發(fā)者可以輕而易舉的獲得了一個應用的最小可運行單位，而不需要依賴任何 PaaS 能力。這對經(jīng)典?PaaS?產(chǎn)業(yè)其實是一個“降維打擊”。
2014?年的時候，Kubernetes?項目發(fā)布，其意義在于?Google?將內(nèi)部的?Borg/Omega?系統(tǒng)思想借助開源社區(qū)實現(xiàn)了“重生”，并且提出了“容器設計模式”的思想。而?Google?之所以選擇間接開源?Kubernetes?而不是直接開源?Borg?項目，其實背后的原因也比較容易理解：Borg/Omega?這樣的系統(tǒng)太復雜了，是沒辦法提供給?Google?之外的人使用，但是?Borg/Omega?這樣的設計思想?yún)s可以借助?Kubernetes?讓大家接觸到，這也是開源?Kubernetes?的重要背景。
這樣到了?2015?年到?2016?年，就到了容器編排“三國爭霸”的時代，當時?Docker、Swarm、Mesos、Kubernetes?都在容器編排領域展開角逐，他們競爭的原因其實也比較容易理解， 那就是?Docker?或者容器本身的價值雖然大，但是如果想要讓其產(chǎn)生商業(yè)價值或者說對云的價值，那么就一定需要在編排上面占據(jù)一個有利的位置。
Swarm?和?Mesos?的特點，那就是各自只在生態(tài)和技術方面比較強，其中，Swarm?更偏向于生態(tài)，而?Mesos?技術更強一些。相比之下， Kubernetes?則兼具了兩者優(yōu)勢，最終在 2017?年“三國爭霸”的局面中得以勝出，成為了當時直到現(xiàn)在的容器編排標準。這一過程的代表性事件就是?Docker?公司宣布在核心產(chǎn)品中內(nèi)置了?Kubernetes?服務，并且?Swarm?項目逐漸停止維護。
到了?2018?年的時候，云原生技術理念開始逐漸萌芽，這是因為此時?Kubernetes?以及容器都成為了云廠商的既定標準，以“云”為核心的軟件研發(fā)思想逐步形成。
而到了?2019?年，情況似乎又將發(fā)生一些變化。
很多人都會問“到底什么是云原生？”
實際上，云原生是一條最佳路徑或者最佳實踐。更詳細的說，云原生為用戶指定了一條低心智負擔的、敏捷的、能夠以可擴展、可復制的方式大化地利用云的能力、發(fā)揮云的價值的最佳路徑。
因此，云原生其實是一套指導進行軟件架構(gòu)設計的思想。按照這樣的思想而設計出來的軟件：首先，天然就“生在云上，長在云上”；其次，能夠大化地發(fā)揮云的能力，使得我們開發(fā)的軟件和“云”能夠天然地集成在一起，發(fā)揮出“云”的大價值。
所以，云原生的大價值和愿景，就是認為未來的軟件，會從誕生起就生長在云上，并且遵循一種新的軟件開發(fā)、發(fā)布和運維模式，從而使得軟件能夠大化地發(fā)揮云的能力。說到了這里，大家可以思考一下為什么容器技術具有革命性？
其實，容器技術和集裝箱技術的革命性非常類似，即：容器技術使得應用具有了一種“自包含”的定義方式。所以，這樣的應用才能以敏捷的、以可擴展可復制的方式發(fā)布在云上，發(fā)揮出云的能力。這也就是容器技術對云發(fā)揮出的革命性影響所在，所以說，容器技術正是云原生技術的核心底盤。
云原生的技術范疇包括了以下幾個方面：
在了解完云原生的技術范疇之后你就會發(fā)現(xiàn)，其所包含的技術內(nèi)容還是很多的，但是這些內(nèi)容的技術本質(zhì)卻是類似的。云原生技術的本質(zhì)是兩個理論基礎。
首先為大家介紹一下“不可變基礎設施”的概念。其實，應用所依賴的基礎設施也在經(jīng)歷一個向云演進的過程，舉例而言，對于傳統(tǒng)的應用基礎設施而言，其實往往是可變的。
大家可能經(jīng)常會干這樣一件事情，比如需要發(fā)布或者更新一個軟件，那么流程大致是這樣的，先通過?SSH?連到服務器，然后手動升級或者降級軟件包，逐個調(diào)整服務器上的配置文件，并且將新代碼直接都部署到現(xiàn)有服務器上。因此，這套基礎設施會不斷地被調(diào)整和修改。
但是在云上，對“云”友好的應用基礎設施是不可變的。
這種場景下的上述更新過程會這么做：一旦應用部署完成之后，那么這套應用基礎設施就不會再修改了。如果需要更新，那么需要現(xiàn)更改公共鏡像來構(gòu)建新服務直接替換舊服務。而我們之所以能夠?qū)崿F(xiàn)直接替換，就是因為容器提供了自包含的環(huán)境（包含應用運行所需的所有依賴）。所以對于應用而言，完全不需要關心容器發(fā)生了什么變化，只需要把容器鏡像本身修改掉就可以了。因此，對于云友好的基礎設施是隨時可以替換和更換的，這就是因為容器具有敏捷和一致性的能力，也就是云時代的應用基礎設施。
所以，總結(jié)而言，云時代的基礎設施就像是可以替代的“牲口”，可以隨時替換；而傳統(tǒng)的基礎設施則是獨一無二的“寵物”，需要細心呵護，這就體現(xiàn)出了云時代不可變基礎設施的優(yōu)點。
所以，像這樣的基礎設施向“不可變”演進的過程，為我們提供了兩個非常重要的優(yōu)點。
此外，云原生的基礎設施還提供了簡單、可預測的部署和運維能力。由于現(xiàn)在有了鏡像，應用還是自描述的，通過鏡像運行起來的整個容器其實可以像?Kubernetes?的?Operator?技術一樣將其做成自運維的，所以整個應用本身都是自包含的行為，使得其能夠遷移到云上任何一個位置。這也使得整個流程的自動化變得非常容易。
應用本身也可以更好地擴容，從?1?個實例變成?100?個實例，進而變成?1?萬個實例，這個過程對于容器化后的應用沒有任何特殊的。最后，我們這時也能夠通過不可變的基礎設施來地快速周圍的管控系統(tǒng)和支撐組件。因為，這些組件本身也是容器化的，是符合不可變基礎設施這樣一套理論的組件。
以上就是不可變基礎設施為用戶帶來的大的優(yōu)點。
為什么說?2019?年很可能是一個關鍵節(jié)點呢？我們認為?2019?年是云原生技術的普及元年。
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”。我們還可以看到，以“云”為核心的軟件研發(fā)思想，正逐步成為所有開發(fā)者的默認選項。像?Kubernetes?等云原生技術正在成為技術人員的必修課，大量的工作崗位正在涌現(xiàn)出來。
這種背景下，“會?Kubernetes”已經(jīng)遠遠不夠了，“懂?Kubernetes”、“會云原生架構(gòu)”的重要性正日益凸顯出來。 從?2019?年開始，云原生技術將會大規(guī)模普及，這也是為什么大家都要在這個時間點上學習和投資云原生技術的重要原因。
阿里云和 CNCF 聯(lián)合發(fā)布了《云原生技術公開課》，希望通過 29 節(jié)課程設置讓開發(fā)者對云原生有全局的認知。
阿里巴巴云原生微信公眾號（ID：Alicloudnative）關注微服務、Serverless、容器、Service Mesh等技術領域、聚焦云原生流行技術趨勢、云原生大規(guī)模的落地實踐，做最懂云原生開發(fā)者的技術公眾號。
另外有需要云服務器可以了解下創(chuàng)新互聯(lián)cdcxhl.cn，海內(nèi)外云服務器15元起步，三天無理由+7*72小時售后在線，公司持有idc許可證，提供“云服務器、裸金屬服務器、高防服務器、香港服務器、美國服務器、虛擬主機、免備案服務器”等云主機租用服務以及企業(yè)上云的綜合解決方案，具有“安全穩(wěn)定、簡單易用、服務可用性高、性價比高”等特點與優(yōu)勢，專為企業(yè)上云打造定制，能夠滿足用戶豐富、多元化的應用場景需求。
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