現(xiàn)代云應(yīng)用內(nèi)往往承載著差異化的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和復(fù)雜的應(yīng)用服務(wù),一個(gè)穩(wěn)定而可靠的云原生產(chǎn)品體系在云應(yīng)用日常運(yùn)維中顯得尤為重要。從助推企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、推動(dòng)企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新發(fā)展的角度出發(fā)，提出一套“云原生”體系架構(gòu)，并對(duì)該架構(gòu)體系所研究的內(nèi)容及各分層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

引言

伴隨著虛擬技術(shù)的成熟及分布式應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)普及，大多數(shù)企業(yè)逐漸接受了基于云平臺(tái)來發(fā)展企業(yè)自身業(yè)務(wù)的方式，傳統(tǒng)硬件服務(wù)器部署方式的弊端慢慢呈現(xiàn)出不能滿足業(yè)務(wù)拓展的需求，在此背景下“云原生”的概念隨之而生。

Matt Stine于2013年在首次提出“云原生”概念，并于2015年在其出版的書籍《遷移到云原生架構(gòu)》中對(duì)這個(gè)概念進(jìn)行了進(jìn)一步的闡述。但是直到今天不同的組織及學(xué)者對(duì)“云原生”的定義仍存在差異，其中CNCF（云原生計(jì)算基金會(huì)）對(duì)云原生的定義是：云原生技術(shù)有利于各組織在公有云、私有云和混合云等新型動(dòng)態(tài)環(huán)境中，構(gòu)建和運(yùn)行可彈性擴(kuò)展的應(yīng)用。認(rèn)為“云原生”是基于云計(jì)算來解決現(xiàn)有本地部署技術(shù)瓶頸的架構(gòu)思想，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的思想先行，是充分利用現(xiàn)有云平臺(tái)、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的快速開發(fā)、交付、運(yùn)維及管理的一套技術(shù)體系和方法論。
基于容器化云原生產(chǎn)品的架構(gòu)體系，可以在內(nèi)部產(chǎn)品業(yè)務(wù)復(fù)雜、數(shù)據(jù)大、服務(wù)多、跨部門協(xié)作較多、運(yùn)維成本高等特點(diǎn)的情況下，幫助降低企業(yè)在項(xiàng)目部署及運(yùn)維過程中的成本，提升企業(yè)的效益。

云原生體系設(shè)計(jì)

從技術(shù)理論及架構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)角度出發(fā)來闡述公建設(shè)的“云原生”體系及它是如何實(shí)現(xiàn)迅速部署、持續(xù)交付等特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。
1、體系內(nèi)容
根據(jù)CNCF（云原生計(jì)算基金會(huì)）對(duì)“原生云”的定義及結(jié)合公司技術(shù)平臺(tái)研發(fā)的現(xiàn)狀，將從微服務(wù)、API驅(qū)動(dòng)、智能運(yùn)維及容器化四個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)對(duì)云原生的建設(shè)。
微服務(wù)是軟件架構(gòu)演化過程中一種全新系統(tǒng)架構(gòu)思想，微服務(wù)可以解決單體應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的原子化部署，將復(fù)雜的業(yè)務(wù)簡(jiǎn)單化，各應(yīng)用之間可以實(shí)現(xiàn)分而治之，并且可以降低業(yè)務(wù)的耦合；
容器是微服務(wù)虛擬化應(yīng)用部署的載體，可以通過將應(yīng)用在其內(nèi)部“封裝”起來以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用之間的相互隔離，此類隔離可以有效提高應(yīng)用的整體敏捷性和可維護(hù)性，并且其自身會(huì)受到調(diào)度的管理以此來優(yōu)化資源，通過將應(yīng)用“裝”起來的方式實(shí)現(xiàn)應(yīng)用之間的相互隔離；
智能運(yùn)維指在將人的運(yùn)維知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)與可視化操作、智能分析、智能監(jiān)控相結(jié)合，形成一系列的運(yùn)維決策理論并將其融入到運(yùn)維系統(tǒng)中，以此提升軟件項(xiàng)目在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上頻繁發(fā)布、快速部署、快速驗(yàn)證降低軟件交付的成本；
API驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)服務(wù)之間的通信操作，可以有效地降低應(yīng)用之間通信、部署與運(yùn)維的復(fù)雜度，可以有效地隔離直接操作底層數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)而引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，并且為應(yīng)用及服務(wù)的拓展提供了新的方式。

云原生內(nèi)容

2、體系架構(gòu)
關(guān)于 “云原生”的架構(gòu)，從助推企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、推動(dòng)企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新發(fā)展的角度出發(fā)，提出了“云原生”體系架構(gòu)。這是美林?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用云化的方法論，該理論是在現(xiàn)有公有云、私有云及混合云的基礎(chǔ)之上，以服務(wù)企業(yè)為理念通過現(xiàn)有主流的容器化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的隔離操作，同時(shí)也融合了美林?jǐn)?shù)據(jù)在應(yīng)用可視化運(yùn)維方面所涉及的產(chǎn)品體系及相關(guān)技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)云應(yīng)用的可視化的管理操作提供了便捷的思路。

“云原生”體系架構(gòu)圖

“云原生”體系架構(gòu)自上而下可分為：管理服務(wù)層、容器服務(wù)層及平臺(tái)服務(wù)層。
（1）管理服務(wù)層
管理服務(wù)層在文章所描述的“云原生”的架構(gòu)設(shè)計(jì)中是為微服務(wù)化的項(xiàng)目提供一個(gè)可視化的運(yùn)維操作平臺(tái)。在配置監(jiān)控等方面該平臺(tái)支持對(duì)應(yīng)用的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一配置等操作，在部署升級(jí)等方面該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用的獨(dú)立部署、維護(hù)、擴(kuò)展、升級(jí)等操作。同時(shí)在運(yùn)維排錯(cuò)方面接入了統(tǒng)一的日志中心及零侵入式的鏈路追蹤等功能。
（2）容器服務(wù)層
容器服務(wù)層設(shè)計(jì)的主要目的是為文章描述的“云原生”架構(gòu)提供高性能可伸縮的容器應(yīng)用管理能力，支持企業(yè)級(jí)容器化應(yīng)用的全生命周期管理；助力企業(yè)高效運(yùn)行云端Kubernetes容器化應(yīng)用。
在整個(gè)容器化架構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中采用開源的應(yīng)用容器引擎Docker來構(gòu)建微服務(wù)程序，并將微服務(wù)依賴關(guān)系一起打包到一個(gè)容器中，然后批量部署到不同的環(huán)境；采用開源的容器鏡像倉庫Harbor來實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部私有倉庫的搭建；采用容器集群管理系統(tǒng)Kubernetes來實(shí)現(xiàn)容器集群的自動(dòng)化部署、自動(dòng)擴(kuò)縮容、維護(hù)等功能；采用開源的企業(yè)級(jí)容器管理平臺(tái)Rancher來驅(qū)動(dòng)和適配不同環(huán)境的Kubernetes集群，為用戶屏蔽了Kubernetes的底層實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，提供統(tǒng)一的Rancher UI及Rancher API來實(shí)現(xiàn)在不同的Kubernetes集群里部署應(yīng)用的操作。
（3）平臺(tái)服務(wù)層
平臺(tái)服務(wù)層主要是依托現(xiàn)有的公有云、私有云、混合云等新型可動(dòng)態(tài)伸縮的環(huán)境來構(gòu)建與運(yùn)行可彈性擴(kuò)展的應(yīng)用，以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)為載體提供基礎(chǔ)架構(gòu)，整合大規(guī)?？蓴U(kuò)展的計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等分布式計(jì)算資源進(jìn)行協(xié)同工作的超級(jí)計(jì)算模式來為容器服務(wù)層提供服務(wù)。

小結(jié)

本文提出的美林?jǐn)?shù)據(jù)“云原生”體系架構(gòu)，可以適用于企業(yè)云應(yīng)用的建設(shè)，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)從內(nèi)部資源的集成到外部資源管理的一體化平臺(tái)需求，構(gòu)建內(nèi)外融合的生態(tài)圈，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一資源調(diào)配、集中管控、智能監(jiān)測(cè)、靈活擴(kuò)展。立足于為企業(yè)提供一個(gè)配置可視化、交付敏捷化、服務(wù)擴(kuò)展彈性化及云應(yīng)用可移植化的架構(gòu)體系。