云原生技术栈有哪些

小编 1643

云原生技术栈有:1.容器化;2.微服务;3.不可变基础设施;4.服务网格;5.声明式API。云原生除了涵盖一套技术体系外,还包含着一些应用开发的管理要点,主要包括DevOps、持续交付和康威定律。

1.容器化

容器是将进程有效的划分一个独立空间,以便在独立的空间之间平衡资源使用冲突的技术。本质上,容器是一种特殊的进程,其核心功能是通过约束和修改进程的动态表现创造出一个“边界”,此外其资源限制能力、以及基于镜像功能表现出的“强一致性”,都使得容器技术成为云原生最关键的底层技术之一。

容器化的好处在于,运维的时候不需要再关心每个服务所使用的技术栈了,每个服务都被无差别地封装在容器里,可以被无差别地管理和维护,现在比较流行的工具是docker和k8s。

2.微服务

微服务解决的是我们软件开发中一直追求的低耦合+高内聚,与微服务对应的是我们传统的单体应用,例如一个tomcat容器中部署一个超大型管理系统的场景,而微服务的本质是把一块大饼分成若干块低耦合的小饼,比如一块小饼专门负责接收外部的数据,一块小饼专门负责响应前台的操作,小饼可以进一步拆分,比如负责接收外部数据的小饼可以继续分成多块负责接收不同类型数据的小饼,这样每个小饼出问题了,其它小饼还能正常对外提供服务。

微服务还建议使用RESTful API通信,且局限于某一门开发语言,而是在系统的不同层次上选择非常适合的语言进行,流行的微服务开发语言有: Go、Java、NodeJS、Python等。

3.不可变基础设施

在应用开发测试到上线的过程中,应用通常需要被频繁部署到开发环境、测试环境和生产环境中,在传统的可变架构时代,通常需要系统管理员保证所有环境的一致性,而随着时间的推移,这种靠人工维护的环境一致性很难维持,环境的不一致又会导致应用越来越容易出错。这种由人工维护、经常被更改的环境就是我们常说的“可变基础设施”。

与可变基础设施相对应的是不可变基础设施,是指一个基础设施环境被创建以后不接受任何方式的更新和修改。这个基础设施也可以作为模板来扩展更多的基础设施。

如果需要对基础设施做更新迭代,那么应该先修改这些基础设施的公共配置部分,构建新的基础设施,将旧的替换下线。简而言之,不可变基础设施架构是通过整体替换而不是部分修改来创建和变更的。

在云原生中的基础设施是不可变、可编程的。即可以通过申明API与策略来进行调配和管理,但是在完成部署后就不能进行更改,只能删旧换新。

4.服务网格

服务网格是轻量级的网络代理,能解耦应用程序的重试/超时、监控、追踪和服务发现,并且能做到应用程序无感知。

服务网格可以使服务与服务之间的通信更加流畅、可靠、安全,它的实现通常是提供一个代理实例,和对应的服务一起部署在环境中,这种模式我们称为Sidecar模式,Sidecar模式可处理服务之间通信的任何功能,比如负载均衡、服务发现等。

5.声明式API

声明式设计是一种软件设计理念:我们负责描述一个事物想要达到的目标状态并将其提交给工具,由工具内部去处理如何实现目标状态。

在声明式API中,我们需要向系统声明我们期望的状态,系统会不断地向该状态驱动。在Kubernetes中,声明式API指的就是集群期望的运行状态,如果有任何与期望状态不一致的情况,Kubernetes就会根据声明做出对应的合适的操作。

简单来讲,就是我们描述应用程序的运行状态,并且由系统来决定如何来创建这个环境。例如,申明一个Pod,会有K8S执行创建并维护副本。

延伸阅读

什么是云原生?

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,在云上以优异姿势运行,充分利用和发挥云平台的弹性+分布式优势。

Pivotal公司的Matt Stine于2013年首次提出云原生(CloudNative)的概念;2015年,云原生刚推广时,Matt Stine在《迁移到云原生架构》一书中定义了符合云原生架构的几个特征:12因素、微服务、自敏捷架构、基于API协作、扛脆弱性;到了2017年,Matt Stine在接受InfoQ采访时又改了口风,将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4个要点:DevOps+持续交付+微服务+容器。

2015年云原生计算基金会(CNCF)成立,CNCF掺和进来后,最初把云原生定义为包括:容器化封装+自动化管理+面向微服务;到了2018年,CNCF又更新了云原生的定义,把服务网格(Service Mesh)和声明式API给加了进来。

可见,不同的人和组织对云原生有不同的定义,相同的人和组织在不同时间点对云原生也有不同的定义,真是乱的一匹,搞得鄙人非常晕菜,我的应对很简单,选一个我最容易记住和理解的定义:DevOps+持续交付+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。

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