深入了解云原生:定义与特征解析

文章目录

  • 一、云原生概述
    • 1.1 什么是云原生
    • 1.2 云原生组成要素
    • 1.3 补充资料
  • 二、云原生的目标
    • 2.1 云原生关键目标
    • 2.2 云原生特性
  • 三、云原生应用 VS 传统单体应用
  • 参考资料

一、云原生概述

1.1 什么是云原生

(1)云原生定义

云原生(Cloud Native) 是一种软件架构和开发方法论,旨在充分利用云计算环境的优势,使应用程序更具有弹性、可伸缩性、可靠性和效率。其中,“Cloud Native” 应用程序通常采用微服务架构,使用容器技术进行部署,倡导自动化运维和持续集成/持续部署。整个设计思想旨在使应用程序能够更好地适应云环境中的快速变化和不断增长的需求。

  • “Cloud” 指的是云计算,是一种通过互联网提供计算资源和服务的模式;云计算服务提供商(如亚马逊AWS、微软Azure、谷歌Cloud等)提供了虚拟服务器、存储、数据库、网络等基础设施和服务,用户可以按需使用并根据实际使用量支付费用。云计算使得用户无需购买和维护昂贵的硬件,能够灵活、高效地利用计算资源。
  • “Native” 在这个上下文中表示与特定平台或环境相适应,即采用特定平台或环境提供的最佳实践和特性。“Cloud Native” 强调应用程序和服务在云环境中原生地设计和运行,充分利用云计算的特性。

具体点,云原生(Cloud Native)是一种专门针对云上应用而设计的方法,用于构建和部署应用,以充分发挥云计算的优势。**这些云上应用的特点是可以实现快速和频繁的构建、发布、部署,结合云计算的特点实现和底层硬件和操作系统解耦,可以方便的满足在扩展性,可用性,可移植性等方面的要求,并提供更好的经济性。同时通过拆解为多个小型功能团队来让组织更敏捷,让人员、流程和工具更好的结合,在开发、测试、运维之间进行更密切的协作。

需要注意的是,云原生没有确切的定义,云原生一直在发展变化之中,解释权不归某个人或组织所有。

(2)Pivotal的定义

Pivotal 是Cloud Native/云原生应用的提出者,并推出了Pivotal Cloud Foundry和Spring系列开发框架,是云原生的先驱者和探路者。

2015年,来自Pivotal公司的Matt Stine编写了一本名为 《Migrating to Cloud Native Application Architectures 》(宋净超同学翻译的中文版 迁移到云原生应用架构)的电子书,提出云原生应用架构应该具备的几个主要特征:符合 12 因素应用、面向微服务架构、自服务敏捷架构、基于API的协作、抗脆弱性;

2017年,在Pivotal最新的官方网站 https://pivotal.io/cloud-native 上,Pivotal在其官网上将云原生的定义概况为DevOps、持续交付、微服务、容器这四大特征:
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在Pivotal看来,云原生是一种使用云计算方法和工具开发、部署和运行应用程序的方法。从根本上说,云原生是关于构建团队、文化、和技术,以利用现代架构和先进的自动化来管理复杂性并提高软件开发速度。

(3) CNCF 的定义

2015年CNCF建立,开始围绕云原生的概念打造云原生生态体系,起初CNCF对云原生的定义包含以下三个方面:

  • 应用容器化(software stack to be Containerized)

  • 面向微服务架构(Microservices oriented)

  • 应用支持容器的编排调度(Dynamically Orchestrated)

2018年,云原生计算基金会CNCF 给出云原生定义 v1.0版本, 内容如下:

云原生技术有利于各组织在公有云、私有云和混合云等新型动态环境中,构建和运行可弹性扩展的应用。云原生的代表技术包括容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式API。

这些技术能够构建容错性好、易于管理和便于观察的松耦合系统。结合可靠的自动化手段,云原生技术使工程师能够轻松地对系统作出频繁和可预测的重大变更。

云原生计算基金会(CNCF)致力于培育和维护一个厂商中立的开源生态系统,来推广云原生技术。我们通过将最前沿的模式民主化,让这些创新为大众所用。

新的定义中,继续保持原有的核心内容:容器和微服务,但是非常特别的将服务网格单独列出来,而不是将服务网格作为微服务的一个子项或者实现模式,体现了云原生中服务网格这一个新生技术的重要性。而不可变基础设施和声明式API这两个设计指导理念的加入,则强调了这两个概念对云原生架构的影响和对未来发展的指导作用。
在这里插入图片描述

1.2 云原生组成要素

在云原生计算基金会CNCF 给出的云原生定义 v1.0版本中,云原生的组成要素包括:

  1. 容器:
    • 容器是一种轻量级、可移植的软件单元,包括应用程序及其所有依赖项和配置。容器化技术(例如Docker)提供了一种将应用程序和其环境打包成容器的方式,使其在不同环境中能够一致运行。
  2. 服务网格:
    • 服务网格是一种基础设施层,用于管理微服务架构中服务之间的通信。它提供了流量管理、安全性、监控和其他功能,以简化和增强微服务之间的通信。常见的服务网格包括Istio和Linkerd。
  3. 微服务:
    • 微服务是一种软件架构模式,将应用程序拆分成小型、独立的服务单元,每个服务单元负责一个特定的业务功能。这种架构提倡松耦合、独立部署、可伸缩性和更容易维护的特点。
  4. 不可变基础设施:
    • 不可变基础设施是指在部署后不再修改或直接更改的基础设施。相反,任何变更都通过替换整个组件来实现。这种方法提高了可重复性、可维护性和稳定性,适合于自动化和云原生环境。
  5. 声明式API:
    • 声明式API是一种描述系统状态或期望状态的方式,而不是指定系统如何达到该状态的具体步骤。在云原生环境中,Kubernetes是一个例子,其配置文件以声明式的方式描述应用程序的部署、服务和其他资源。

1.3 补充资料

  1. 云原生领域的技术和项目的可视化图谱(由CNCF维护),展示了云原生生态系统中各种工具、框架和项目的关系和分类。云原生领域图谱网站为:

​ Cloud Native Landscape (cncf.io)

  1. 云原生常见概念查询网站,帮助我们理解云原生领域中的一些陌生概念:
  • Tanzu (vmware.com)
  • Cloud Native Glossary (cncf.io)
  1. CNCF年报会分析整个云原生当年的发展情况,帮助我们更好理解云原生的发展情况:

​ CNCF Annual Report 2021 | CNCF

二、云原生的目标

2.1 云原生关键目标

根据资料云原生的目标 | 云原生学习笔记 (skyao.io), 对云原生出现背景的分析,以及对不同时期云原生定义的回顾总结,云原生的关键目标主要有:

  • 可用:通过各种机制来实现应用的高可用,以保证服务提供的连续性。

  • 敏捷:快速响应市场需求

  • 成本:充分有效的利用资源

  • 规模:要求云原生服务能够适应不同的规模(包括但不限于用户规模/部署规模/请求量),并能够在部署时动态分配资源,以便在不同的规模之间快速和平滑的伸缩。典型场景如:初创公司或新产品线快速成长,用户规模和应用部署规模在短时间内十倍百倍增长;促销、季节性、节假日带来的访问量波动,高峰时间段的突发流量等。

在这里插入图片描述

在这四个核心目标之间,存在彼此冲突的情况:

在这里插入图片描述

因此,云原生的关键目标是:云原生应用必须要在同时满足规模、成本和敏捷这三个目标的前提下,还要实现成本控制。

2.2 云原生特性

将这四个云原生核心目标拆解为多个云原生特性:

特征规模(Scale)可用(Available)敏捷(Agility)成本(Cost)
隔离性(Isolation)✔️✔️✔️
模块化(Modularity)✔️✔️✔️
可组合(Composable)✔️✔️
容器化(Containerized)✔️✔️✔️
弹性(Resiliency)✔️✔️
可替换性(Replaceability)✔️✔️
自动化(Automation)✔️✔️✔️✔️
可观测性(Observability)✔️✔️
可测试性(Testability)✔️✔️
可移植性(Portability)✔️✔️✔️
安全(Security)✔️
移动性(Mobility)✔️

云原生特性的更多具体细节,查看资料概述 | 云原生学习笔记 (skyao.io)

三、云原生应用 VS 传统单体应用

在网站What is Cloud Native? | Tanzu (vmware.com)中,Pivotal给出了云原生与传统单体应用的详细区别

CLOUD NATIVE APPLICATIONSTRADITIONAL MONOLITHIC APPLICATIONS
Predictable. Cloud native apps conform to a framework or “contract” designed to maximize resilience through predictable behaviors. The automated, container-driven infrastructure used in cloud platforms drives the way software is written. A good example of such a “contract” is illustrated by the 12 principles first documented as the 12-factor app.Unpredictable. Traditional applications can’t realize all of the benefits of running on a cloud native platform due to the unique way each application is architected or developed. This type of application often takes longer to build, releases improvements in big, infrequent batches, scales up instead of out, and assumes the underlying infrastructure provides high availability.
OS abstraction. A cloud native architecture gives developers a means of abstracting away underlying infrastructure dependencies. Instead of configuring, patching, and maintaining operating systems, teams focus on software. The most efficient means of abstraction is a formalized platform.OS dependent. Traditional application architecture requires developers to build close dependencies between the application and underlying OS, hardware, storage, and backing services. These dependencies make migrating and scaling the application across new infrastructure complex and risky.
Right-sized capacity. A cloud native application platform automates infrastructure provisioning and configuration, dynamically allocating and reallocating resources at deploy time based on the needs of the application. Building on a cloud native runtime optimizes application lifecycle management, including scaling to meet demand, resource utilization, orchestration across available resources, and recovery from failures with minimum downtime.Over-sized capacity. Traditional IT designs a dedicated, custom infrastructure solution (“snowflake”) for an application, delaying deployment of the application. The solution is often over-sized and built to satisfy worst-case capacity estimates with little ability to scale beyond design limits to meet demand.
Collaborative. Cloud native architecture facilitates DevOps, a combination of people, process, and tools that increases collaboration between development and operations teams to speed and smooth the transfer of finished application code into production.Siloed. Traditional applications utilize an over-the-wall handoff of finished application code from developers to operations. Organizational priorities take precedence over customer value, resulting in internal conflict, slow and compromised delivery, and poor staff morale.
CI/CD. IT teams make individual software updates available for release as soon as they are ready. Organizations that release software rapidly get a tighter feedback loop and can respond more effectively to customer needs. CI/CD works best with other related approaches such as test-driven development.Waterfall development. IT teams release software periodically, typically at intervals of weeks or months, despite the fact that many components of a release may have been ready much earlier with no dependencies. Features that customers want or need are delayed and the business misses opportunities to compete, win customers, and grow revenue.
Independent. Microservices architecture decomposes applications into small, loosely coupled, independently operating services. These services map to smaller, independent development teams and make possible frequent updates, scaling and failover/restart without impacting other services.Dependent. Monolithic architectures bundle many disparate services into a single deployment package, causing unnecessary dependencies between services and leading to a loss of agility during development and deployment.
Automated scalability. Infrastructure automation at scale eliminates downtime due to human error, consistently applying the same set of rules across any size deployment. Cloud native also goes beyond the ad-hoc automation built on top of traditional virtualization-oriented orchestration. A fully cloud native architecture is about automating systems, not servers.Manual scaling. Manual infrastructure includes human operators that manually create and manage server, network, and storage configurations. At scale, operators are slow to correctly diagnose issues and fail to correctly implement solutions due to the level of complexity. Hand-crafted automation recipes have the potential to hard-code human errors into the infrastructure.
Rapid recovery. The container runtime and orchestrator provides a dynamic, high-density virtualization overlay, ideally matched to the microservices architecture. Orchestration dynamically manages placement of containers across a cluster to provide elastic scaling and recovery/restart in the event of app or infrastructure failure.Slow recovery. VMs by themselves are a slower and less efficient foundation for microservice-based applications due to slower startup/shutdown and operating system overhead for each VM.
Streamline productivity. Developer experience (DevX) assesses how well developers interact with the systems and tools necessary for cloud native application development. A positive DevX allows developers to better deliver robust, scalable apps, ship software quickly in response to changing market dynamics or customer needs, and deliver business value.Entrenched culture. Legacy platforms are significant obstacles to developer productivity. Many businesses tend to be reactive and treat software development as a “one-off” project, even while recognizing how important developer experience is to achieving positive business objectives.

参考资料

云原生的定义 | 云原生学习笔记 (skyao.io)

What is Cloud Native? | Tanzu (vmware.com)

Cloud Native Computing Foundation (cncf.io)

云原生的定义 · Kubernetes 中文指南——云原生应用架构实战手册 (jimmysong.io)

(11 封私信 / 48 条消息) 云原生到底是什么? - 知乎 (zhihu.com)

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/279609.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

D1671 75Ω视频放大驱动芯片 ,2.8~5.5V 应用于手持设备中 内 置 SAG端 子 6dB放 大 器 电 路

D1671 是 一 块 带 4 级 低 通 滤 波 的 单 通 道 视 频 放 大 电 路 , 可 在 3V 或 5V的 低 电 压 下 工 作 。 该 电 路 用 在 有 TV 影 象 输 出 功 能 的 产 品 上 面 , 比 如 机 顶 盒 ,监 控 摄 象 头 ,DVD ;此 …

JSON 详解

文章目录 JSON 的由来JSON 的基本语法JSON 的序列化简单使用stringify 方法之 replacerstringify 方法之 replacer 参数传入回调函数stringify 方法之 spacestringify 方法之 toJSONparse 方法之 reviver 利用 stringify 和 parse 实现深拷贝 json 相信大家一定耳熟能详&#x…

WebGL以及wasm的介绍以及简单应用

简介 下面主要介绍了WebGL和wasm,是除了html,css,js以外Web标准所支持的另外两个大件 前者实现复杂的图形处理,后者提供高效的代码迁移以及代码执行效率 WebGL 简介 首先,浏览器里的游戏是怎么做到这种交互又显示不同的画面的? 试想用我们的前端三件套实现一下.好像可以…

HackTheBox - Medium - Linux - Bagel

Bagel 今天我开始了《Red Team Development and Operations A Practical Guide》的学习,保持学习,后面差不多到时机后就学CRTOⅡ Bagel 是一款中等难度的 Linux 机器,其特点是电子商店容易受到路径遍历攻击,通过该攻击可以获取应…

ZigBee协议栈 -- Zstack协议栈(Zstack2.5.1a)

文章目录 Zstack 协议栈介绍ZStack 的安装ZStack 的结构系统初始化启动操作系统 设备的选择定位编译选项ZStack 中的寻址ZStack 中的路由OSAL 调度管理ZStack 中的串口通信设置配置信道配置 PANID 和要加入的网络最大有效载荷大小非易失性存储器 Zstack 协议栈介绍 CC2530 芯片…

【华为机试】2023年真题B卷(python)-计算最大乘积

一、题目 题目描述: 给定一个元素类型为小写字符串的数组,请计算两个没有相同字符的元素长度乘积的最大值,如果没有符合条件的两个元素,返回0。 二、输入输出 输入描述: 输入为一个半角逗号分隔的小写字符串的数组,2 &…

Collections

Collections Collections四种对集合进行排序的方式 方法名说明public static <T extends Comparable<? super T>> void sort (List<T> list)排序public static void reverse(List<?> list)逆序public static void shuffle(List<?> list)随机…

使用element中el-cascader级联选择器实现省市区街道筛选(非动态加载)

<template><el-form ref"form" :model"form" label-width"80px"><el-form-item label"地址:" prop"addressList"><el-cascaderv-model"form.addressList":props"props":options&q…

golang第一卷---go入门

go入门 对于使用go的好处环境变量配置开发工具 参考网站 &#xff1a;go入门 对于使用go的好处 简单好记的关键词和语法。轻松上手&#xff0c;简单易学。更高的效率。比Java&#xff0c;C等拥有更高的编译速度&#xff0c;同时运行效率媲美C&#xff0c;同时开发效率非常高。…

分布式技术之数据分布方式

文章目录 数据分布设计原则数据分布方法哈希一致性哈希带有限负载的一致性哈希带虚拟节点的一致性哈希四种数据分布方法对比 在分布式系统中&#xff0c;具体是如何实现数据索引或数据分布的呢&#xff1f;目前最常用的方法就是哈希和一致性哈希。 数据分布设计原则 数据分布…

swift-碰到的问题

如何让工程不使用storyboard和scene 删除info.plist里面的Application Scene mainifest 删除SceneDelegate.swift 删除AppDelegate.swift里面的这两个方法 func application(_ application: UIApplication, configurationForConnecting connectingSceneSession: UISceneSession…

2012年第一届数学建模国际赛小美赛B题大规模灭绝尚未到来解题全过程文档及程序

2012年第一届数学建模国际赛小美赛 B题 大规模灭绝尚未到来 原题再现&#xff1a; 亚马逊是地球上现存最大的雨林&#xff0c;比地球上任何地方都有更多的野生动物。它位于南美洲大陆的北侧&#xff0c;共有9个国家&#xff1a;巴西、玻利维亚、厄瓜多尔、秘鲁、哥伦比亚、委…

竞赛保研 基于卷积神经网络的乳腺癌分类 深度学习 医学图像

文章目录 1 前言2 前言3 数据集3.1 良性样本3.2 病变样本 4 开发环境5 代码实现5.1 实现流程5.2 部分代码实现5.2.1 导入库5.2.2 图像加载5.2.3 标记5.2.4 分组5.2.5 构建模型训练 6 分析指标6.1 精度&#xff0c;召回率和F1度量6.2 混淆矩阵 7 结果和结论8 最后 1 前言 &…

ppp会话建立的第二阶段:ppp认证

ppp认证的两种协议&#xff1a; pap 密码认证协议&#xff1a;是一种简单的明文认证&#xff0c;使用两次握手建立身份验证。如果碰到动态攻击&#xff0c;pap认证不会断开。一旦pap认证通过&#xff0c;就不会断开chap 挑战握手验证协议&#xff1a;通过三次握手的方式进行MD…

redis的主从复制和哨兵模式

redis的集群&#xff1a; 高可用方案&#xff1a; 持久化高可用 主从复制 哨兵模式 集群 主从复制&#xff1a;主从复制是redis实现高可用的基础&#xff0c;哨兵模式和集群都是在主从复制的基础之上实现高可用。 主从复制实现数据的多机备份&#xff0c;以及读写分离(主…

强化学习第一课 Q-Learning

解决问题&#xff1a;从任何位置到6 视频课程地址&#xff1a; 强化学习算法系列教程及代码实现-Q-Learning_哔哩哔哩_bilibili 相应代码&#xff1a; import numpy as np import randomq np.zeros((7, 7)) q np.matrix(q)r np.array([[-1, -1, -1, 0, -1, -1, -1],[-1, …

SpringBoot 日志打印

一. 自定义打印日志 开发者自定义打印日志实现步骤: • 在程序中得到日志对象 • 使用日志对象的相关语法输出要打印的内容. 得到日志对象: //日志工厂需要将需要打印的类的类型传递进去,这样我们才知道日志的归属类,才能更方便的定位到文体类 private static Logger logger …

Vue模板编译

Vue模板编译 Vue生命周期中&#xff0c;在初始化阶段各项工作做完之后调用了vm.$mount方法&#xff0c;该方法的调用标志着初始化阶段的结束和进入下一个阶段&#xff0c;从官方文档给出的生命周期流程图中可以看到&#xff0c;下一个阶段就进入了模板编译阶段(created和befor…

ssm基于web的马病管理系统设计与实现+jsp论文

摘 要 传统信息的管理大部分依赖于管理人员的手工登记与管理&#xff0c;然而&#xff0c;随着近些年信息技术的迅猛发展&#xff0c;让许多比较老套的信息管理模式进行了更新迭代&#xff0c;马病信息因为其管理内容繁杂&#xff0c;管理数量繁多导致手工进行处理不能满足广大…

基于OpenAI的Whisper构建的高效语音识别模型:faster-whisper

1 faster-whisper介绍 faster-whisper是基于OpenAI的Whisper模型的高效实现&#xff0c;它利用CTranslate2&#xff0c;一个专为Transformer模型设计的快速推理引擎。这种实现不仅提高了语音识别的速度&#xff0c;还优化了内存使用效率。faster-whisper的核心优势在于其能够在…