Kubernetes 入门必备云原生发展简史 (2)

到了 2018 年的时候,云原生技术理念开始逐渐萌芽,这是因为此时 Kubernetes 以及容器都成为了云厂商的既定标准,以“云”为核心的软件研发思想逐步形成。

而到了 2019 年,情况似乎又将发生一些变化。

什么是“云原生”?云原生该怎么落地? 云原生的定义

很多人都会问“到底什么是云原生?”

实际上,云原生是一条最佳路径或者最佳实践。更详细的说,云原生为用户指定了一条低心智负担的、敏捷的、能够以可扩展、可复制的方式最大化地利用云的能力、发挥云的价值的最佳路径。

因此,云原生其实是一套指导进行软件架构设计的思想。按照这样的思想而设计出来的软件:首先,天然就“生在云上,长在云上”;其次,能够最大化地发挥云的能力,使得我们开发的软件和“云”能够天然地集成在一起,发挥出“云”的最大价值。

所以,云原生的最大价值和愿景,就是认为未来的软件,会从诞生起就生长在云上,并且遵循一种新的软件开发、发布和运维模式,从而使得软件能够最大化地发挥云的能力。说到了这里,大家可以思考一下为什么容器技术具有革命性

其实,容器技术和集装箱技术的革命性非常类似,即:容器技术使得应用具有了一种“自包含”的定义方式。所以,这样的应用才能以敏捷的、以可扩展可复制的方式发布在云上,发挥出云的能力。这也就是容器技术对云发挥出的革命性影响所在,所以说,容器技术正是云原生技术的核心底盘。

云原生的技术范畴

云原生的技术范畴包括了以下几个方面:

第一部分是云应用定义与开发流程。这包括应用定义与镜像制作、配置 CI/CD、消息和 Streaming 以及数据库等。

第二部分是云应用的编排与管理流程。这也是 Kubernetes 比较关注的一部分,包括了应用编排与调度、服务发现治理、远程调用、API 网关以及 Service Mesh。

第三部分是监控与可观测性。这部分所强调的是云上应用如何进行监控、日志收集、Tracing 以及在云上如何实现破坏性测试,也就是混沌工程的概念。

第四部分就是云原生的底层技术,比如容器运行时、云原生存储技术、云原生网络技术等。

第五部分是云原生工具集,在前面的这些核心技术点之上,还有很多配套的生态或者周边的工具需要使用,比如流程自动化与配置管理、容器镜像仓库、云原生安全技术以及云端密码管理等。

最后则是 Serverless。Serverless 是一种 PaaS 的特殊形态,它定义了一种更为“极端抽象”的应用编写方式,包含了 FaaS 和 BaaS 这样的概念。而无论是 FaaS 还是 BaaS,其最为典型的特点就是按实际使用计费(Pay as you go),因此 Serverless 计费也是重要的知识和概念。

云原生思想的两个理论

在了解完云原生的技术范畴之后你就会发现,其所包含的技术内容还是很多的,但是这些内容的技术本质却是类似的。云原生技术的本质是两个理论基础。

第一个理论基础是:不可变基础设施。这一点目前是通过容器镜像来实现的,其含义就是应用的基础设施应该是不可变的,是一个自包含、自描述可以完全在不同环境中迁移的东西;

第二个理论基础就是:云应用编排理论。当前的实现方式就是 Google 所提出来的“容器设计模式”,这也是本系列课程中的 Kubernetes 部分所需主要讲解的内容。

基础设施向云演进的过程

首先为大家介绍一下“不可变基础设施”的概念。其实,应用所依赖的基础设施也在经历一个向云演进的过程,举例而言,对于传统的应用基础设施而言,其实往往是可变的。

大家可能经常会干这样一件事情,比如需要发布或者更新一个软件,那么流程大致是这样的,先通过 SSH 连到服务器,然后手动升级或者降级软件包,逐个调整服务器上的配置文件,并且将新代码直接都部署到现有服务器上。因此,这套基础设施会不断地被调整和修改。

但是在云上,对“云”友好的应用基础设施是不可变的。

这种场景下的上述更新过程会这么做:一旦应用部署完成之后,那么这套应用基础设施就不会再修改了。如果需要更新,那么需要现更改公共镜像来构建新服务直接替换旧服务。而我们之所以能够实现直接替换,就是因为容器提供了自包含的环境(包含应用运行所需的所有依赖)。所以对于应用而言,完全不需要关心容器发生了什么变化,只需要把容器镜像本身修改掉就可以了。因此,对于云友好的基础设施是随时可以替换和更换的,这就是因为容器具有敏捷和一致性的能力,也就是云时代的应用基础设施。

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