云原生架构终极指南:图文详解大全

发表时间: 2024-04-22 13:49

云原生是云技术的发展重点方向,所以掌握好云原生架构就变得很重要了,下面我就全面来详解云原生架构@mikechen

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云原生架构

云原生架构是一种面向云环境设计的软件架构范式,旨在最大程度地发挥云计算的优势,比如:弹性、灵活性和可扩展性。

云原生,包括:一系列实践和技术,比如:微服务架构、容器化、持续交付、自动化运维等,下面我分别详解@mikechen

微服务架构

云原生架构,是基于微服务架构构建的,将应用程序拆分为一系列小型、自治的服务单元。

每个微服务都专注于特定的业务功能,具有独立的代码库、开发团队、和部署流程。

如下图所示:

这种架构提供了更高的灵活性和可维护性,使团队能够更快速地开发新功能、修复问题和部署变更。

同时,微服务还支持多种技术栈和、编程语言的混合使用,使团队能够选择最适合其需求的技术。

微服务架构的核心要素,在于:服务发注册与发现、熔断、降级...等等,如下图所示:

微服务架构,在云原生环境中更具优势,因为它与容器化、自动化运维等云原生实践相辅相成,使得微服务可以更好地适应云环境的动态性和不确定性。

总之,云原生和微服务之间的关系是相辅相成的,是云原生架构中的一个重要组成部分,它们共同为构建灵活、可靠和可扩展的云应用。

容器化技术

容器化是一种轻量级的虚拟化技术,主要用于打包应用程序及其所有依赖项。

比如:代码、运行时环境、库文件和配置文件,打包到一个独立的容器中。

容器化就像集装箱一样,为应用程序提供了一种标准化的打包和运输方式,如下图所示:

集装箱和容器都是封闭的单位,内部的货物(对于集装箱来说是商品,对于容器来说是应用程序及其依赖项)。

集装箱提供了一种环境隔离的机制,使得内部的货物,可以在相对独立的环境中运输。

而容器,通过操作系统层面的虚拟化技术,实现应用程序的隔离,本质和集装箱一样,都是解决隔离。

比如,Docker就是典型的容器化的实现。

Docker 容器化,是将应用程序及其所有依赖项,比如:库、运行时环境、配置文件等打包到一个独立的容器中。

这样,确保了应用程序在不同环境中的一致性,无论是在开发、测试还是生产环境中,应用程序都可以以相同的方式运行,减少了部署和配置的复杂性。

容器化编排

容器化编排:是指在容器化环境中,自动化管理、和调度大规模容器集群的过程。

容器化编排工具,能够自动化地部署和配置容器化应用程序,减少了手动操作的工作量,提高了部署的效率和一致性。

常见的容器化编排工具,包括: Kubernetes、Docker Swarm、Apache Mesos 等。

当然,现在用的最多就是Kubernetes 了。

Kubernetes 是一个功能强大、灵活且可扩展的容器编排平台,为企业构建和运行现代化的云原生应用提供了重要的基础设施支持。

通过结合使用 Kubernetes 和容器化技术,开发人员可以更好的管理、和调度大规模容器集群,提高应用程序的可靠性、可伸缩性和弹性。

自动化

云原生自动化,是指在云原生应用开发、和运维过程中,利用自动化工具和流程,提高开发、部署、监控和维护的效率和质量。

自动化部署利用自动化工具(如CI/CD工具、容器编排工具等)将应用程序从开发环境自动部署到测试、预发布和生产环境。

云原生弹性设计

云原生弹性设计是指在云环境下构建应用程序时,考虑到应对动态负载、资源可用性和环境变化的能力。

自动化扩展:是指根据应用程序的负载情况自动调整资源配置,以应对不同负载下的需求。

弹性架构:是指设计应用程序的架构和组件,使其能够在面对异常情况时能够自动调整和适应,而不会影响整个系统的稳定性和可用性。

并且,通过自动化负载均衡机制,系统可以根据负载情况自动调整流量分发策略,以确保每个实例或节点都能够得到合理的负载。

服务网络

服务网格(Service Mesh),是一种用于管理、和控制微服务架构中服务之间通信的基础设施层。

Service Mesh通常由一组轻量级代理组成,每个服务实例都与一个代理(Sidecar代理)进行关联,代理负责拦截和管理服务之间的所有通信。

如下图所示:

这种基于代理的架构使得Service Mesh,能够对微服务架构的通信进行细粒度的控制和监控,常见的Service Mesh:实现包括Istio、Linkerd等。

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