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云原生是云技术的未来，也是各大厂重点发展的方向，下面我就全面来详解云原生，非常全面@mikechen

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什么是云原生

云原生，英文为Cloud Native，是一种软件开发和部署的方法。

云原生核心理念是将应用程序拆分成小的、独立的服务单元，并将这些服务单元部署在容器中，然后通过容器编排系统进行管理。

为什么需要云原生

需要云原生的原因主要包括以下几点：

1.灵活性和可伸缩性

云原生旨在充分利用云计算的优势，构建可弹性伸缩、高可用、容错性好的应用程序。

2.快速交付和迭代

云原生通过自动化流程实现更快速的软件交付，开发团队可以更频繁地发布新功能、修复问题，缩短开发周期，提高交付速度和质量。

3.资源的高效利用

云原生技术可以更有效地利用云计算环境的资源，通过容器的快速启动和停止、弹性伸缩等机制，最大程度地减少资源的浪费。

4.跨云平台和混合云部署

云原生设计理念支持跨云平台的部署，使得应用程序可以更容易地在不同云服务提供商之间迁移，也支持混合云环境，即同时使用私有云和公有云服务。

云原生技术有哪些

云原生技术体系包含多个组件和工具，比如：Docker、Kubernetes等组件共同构建了一个完整的云原生应用开发和部署平台。

1.容器化技术

Docker 使用容器技术，将应用程序和其依赖项打包成一个可移植的容器。

如下图所示：

Docker将应用程序及其依赖项打包到容器中，就类似上图的集装箱一样，实现轻量级、可移植的部署。

Docker架构，如下图所示：

Docker技术的三大核心概念，分别是：Docker镜像、Docker容器、Docker仓库。

1)Docker镜像（Docker Image）

Docker 镜像是一个轻量级、独立、可执行的软件包，其中包含运行一个应用程序所需的一切，比如：代码、运行时、库、环境变量和配置文件等。

镜像通常使用命名空间、仓库名和标签来唯一标识，例如 namespace/repository:tag。

镜像可以从 Docker Hub 或其他镜像仓库中获取，也可以通过 Dockerfile 构建自定义镜像。

2)Docker容器（Docker Container）

容器是基于 Docker 镜像创建的运行实例，它包括了在镜像中定义的应用程序、运行时以及所需的系统工具和库。

容器是可运行、可启动、可停止、可删除的实体。

每个容器都是相互隔离的，通过命名空间和控制组（cgroups）技术实现。

3)Docker仓库（Docker Repository）

仓库是用于存储和组织 Docker 镜像的地方，它可以包含多个相关的镜像，每个镜像有不同的标签（tag）。

Docker Hub 是一个公共的 Docker 仓库，包含了许多官方和社区维护的镜像。

用户可以将自己的镜像推送到仓库，也可以从仓库中拉取镜像到本地。

2.容器编排系统

Kubernetes，通常简称为 K8s，是一个开源的容器编排平台，用于自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理。

Kubernetes架构，如下图所示：

一个Kubernetes集群由两部分构成 ：master节点和node节点。

Master节点：

• kube-apiserver（API Server）： 提供 Kubernetes API 的访问入口，是集群控制面的前端。
• etcd： 一个高可用的分布式键值存储系统，用于保存集群的配置信息和状态。
• kube-controller-manager： 运行控制器的进程，负责处理集群中的不同控制器（如副本集、服务等）。
• kube-scheduler： 负责将新创建的 Pod 调度到集群中的节点上。

Node节点：

• kubelet： 在每个节点上运行，负责维护容器的生命周期，与 Master 节点通信，确保容器处于所需状态。
• kube-proxy： 负责维护节点上的网络规则，实现服务的负载均衡。
• Container Runtime： 负责运行容器，可以是 Docker、containerd 等。
• Pod： 是 Kubernetes 中最小的调度单元，可以包含一个或多个容器，它们共享网络和存储空间。

3.微服务架构

微服务是一种架构模式，它提倡将单一应用程序划分成一组小的服务，服务之间采用轻量级的通信机制互相沟通。

微服务架构的特点，主要包含如下6点：

目前国内企业使用的微服务框架主要有：Spring Cloud、Spring Cloud Alibaba、服务网格ServiceMesh。

Spring Cloud提供了一系列的组件来实现微服务架构组件，包含：比如：服务注册与发现、负载均衡、断路器、配置管理、服务网关、分布式跟踪等。

云原生微服务是指将微服务架构与云原生理念相结合，通过云计算技术和容器化等手段来构建、部署和管理微服务应用。

4.持续集成与持续交付（CI/CD）

持续集成（Continuous Integration，CI）和持续交付（Continuous Delivery，CD）是软件开发领域中两个关键的实践，旨在加速软件交付过程、提高代码质量和降低风险。

它们通常作为云原生和DevOps实践的一部分，自动化构建、测试和部署流程，实现快速而可靠的软件交付。

5.自动化配置管理

使用工具如Ansible、Puppet、Chef等，自动管理和配置基础设施。

6.服务网格

Service Mesh，翻译过来也就是服务网格，是一种用于管理微服务架构中服务之间通信的基础架构层。

如下图所示:

Service Mesh是一个形象化的词语表达：Service（服务）和Mesh（网格），它描述了服务间的依赖形态，就像这张网一样。

服务网格，典型的有：Istio，用于管理和监控微服务之间的通信，提供更好的可观察性和治理。

7.Serverless计算

允许开发者编写函数式代码，由云平台负责动态调用和管理计算资源，无需关心底层的基础设施。

这些技术共同构成了云原生体系，帮助开发者更好地利用云计算的优势，构建现代化、可扩展和高效的应用程序。

云原生应用场景

云原生主要应用场景包括：

1、微服务架构

云原生提倡将应用程序拆分成小型、自治的服务单元，每个服务都可以独立部署、扩展和管理，非常适合微服务架构。

2、容器应用

云原生推广了容器技术（如Docker），将应用程序及其依赖项打包成轻量级、可移植的容器，使应用程序能够在不同的环境中运行，从本地开发环境到云端生产环境。

3、自动化部署、运维

云原生倡导自动化部署、自动化配置、和自动化扩展，自动化部署和运维可以减少人为操作错误，同时降低运维成本。

4、持续交付、和持续集成

云原生，鼓励采用持续集成、和持续交付（CI/CD）的实践，持续集成和持续交付可以实现快速反馈、频繁发布和自动化测试。

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