云原生知识再探:重新审视与理解

发表时间: 2023-02-27 17:49

问题1:什么是“云原生”?

云原生之所以解释不清楚,是因为云原生没有确切的定义,云原生一直在发展变化之中,解释权不归某个人或组织所有。

技术的变革,一定是思想先行,云原生是一种构建和运行应用程序的方法,是一套技术体系和方法论。云原生(CloudNative)是一个组合词,Cloud+Native。Cloud表示应用程序位于云中,而不是传统的数据中心;Native表示应用程序从设计之初即考虑到云的环境,原生为云而设计。

云原生架构归纳为模块化、可观察、可部署、可测试、可替换、可处理6特质;而Pivotal最新官网对云原生概括为3个要点:DevOps+微服务+容器

总而言之,符合云原生架构的应用程序应该是:采用开源堆栈(K8S+Docker)进行容器化,基于微服务架构提高灵活性和可维护性,借助敏捷方法、DevOps支持持续迭代和运维自动化,利用云平台设施实现弹性伸缩、动态调度、优化资源利用率。

问题2:什么是DevOps?

DevOps很好,但却很难落地,本质跟云原生一样,是一种概念和方法。

DevOps 是指“开发运维一体化”,即通过工具辅助开发完成运维的部分工作,减少成本。但深入理解了 DevOps 之后,你会发现 DevOps 其实是一种软件研发管理的思想,方法论,他追求的是一种没有隔阂的理想的研发协作的状态,可能涉及到的角色有开发、测试、产品、项目管理、运维等等。所以我们认为,为了帮助研发团队在保持质量的前提下提高交付效率的方法和方法论都隶属于 DevOps 的范畴

Google 提出的 5 个 DevOps 原则,这套原则中必须依赖于工具辅助的部分只有后两点,更多的则是对于开发组织形式的内省:

  1. 精简组织架构;
  2. 愿意承担一部分试错带来的损失;
  3. 分阶段地一小步一小步地进行转型;
  4. 最大化地利用工具和自动化流程;
  5. 对所有的过程和结果进行记录和分析。

持续集成/持续交付是是DevOps的关键组件。指持续的将各类变更(包括新功能、缺陷修复、配置变化、实验等)安全、快速、高质量地落实到生产环境或用户手中的能力。持续交付的能力通过自动化流水线的方式实现,减少研发过程中不必要的浪费,近而缩短整个研发过程中所有需求的交付周期。持续交付是一个整体过程,从一个业务端的想法到系统功能可以面对客户的全流程。

所以 DevOps 不是简单的开发软件化,而是企业的学习能力不断提升的结果,将企业改造成敏捷应对的学习型组织,运用新的工具,优化组织架构和流程,不断地进行自我革命和创新的方式。工具是辅助,而非基础。

问题3:什么是微服务?

几乎每个云原生的定义都包含微服务,跟微服务相对的是单体应用,微服务有理论基础,那就是康威定律,指导服务怎么切分,很玄乎,凡是能称为理论定律的都不简单,大概意思是组织架构决定产品形态,类似马克思生产力与生产关系论。

微服务架构之前还有一个概念:SOA(Service-Oriented Architecture)-面向服务的体系架构。我认为的SOA只是一个架构模型的方法论,并不是一个明确而严谨的架构标准,只是后面很多人将SOA与The Open Group的SOA参考模型等同了,认为严格按照TOG-SOA标准的才算真正的SOA架构。SOA就已经提出的面向服务的架构思想,所以微服务应该算是SOA的一种演进吧。

撇开架构先不说,什么样的服务才算微服务呢?

  • 单一职责的。一个微服务应该都是单一职责的,这才是“微”的体现,一个微服务解决一个业务问题(注意是一个业务问题而不是一个接口)。
  • 面向服务的。将自己的业务能力封装并对外提供服务,这是继承SOA的核心思想,一个微服务本身也可能使用到其它微服务的能力。 我觉得满足以上两点就可以认为典型的微服务。

微服务架构的好处就是按function切了之后,服务解耦,内聚更强,变更更易;

另一个划分服务的技巧据说是依据DDD来搞。

对微服务的来源有更深入的了解,知道微服务这种设计模式,和Unix以及康威定律的关系;看到微服务是如何影响软件开发的组织结构的,其实也就是康威定律;

设计微服务系统的几个原则:

  • 单一职责
  • 高内聚
  • 低耦合
  • 隐藏内部实现
  • 避免代码库共享
  • ......

问题4:容器化K8S与OpenStack关系是什么?

OpenStack:公认的云计算IaaS平台,其管理的核心目标对象是机器(虚拟机或物理机),当然也可以管理存储和网络,但那些也大都是围绕着机器所提供的配套资源。近年来容器技术火了之后,OpenStack也开始通过各种方式增加对容器的支持,但目前OpenStack还不被视为管理容器的主流平台。


Docker:这里我假定你指的是Docker engine(也叫做Docker daemon,或最新的名字:Moby),它是一种容器运行时(container runtime)的实现,而且是最主流的实现,几乎就是容器业界的事实标准。Docker是用来创建和管理容器的,它和容器的关系就好比Hypervisor(比如:KVM)和虚拟机之间的关系。当然,Docker公司对Docker engine本身的定位和期望不仅仅在于在单机上管理容器,所以近年来一直在向Docker engine中加入各种各样的高级功能,比如:组建多节点的Docker集群、容器编排、服务发现,等等。


Kubernetes(K8s):搭建容器集群和进行容器编排的主流开源项目(亲爹是Google),适合搭建PaaS平台。容器是Kubernetes管理的核心目标对象,它和容器的关系就好比OpenStack和虚拟机之间的关系,而它和Docker的关系就好比OpenStack和Hypervisor之间的关系。一般来说,Kubernetes是和Docker配合使用的,Kubernetes调用每个节点上的Docker去创建和管理容器,所以,你可以认为Kubernetes是大脑,而Docker是四肢。