云原生技术解析

云原生的概念

云原生是一种软件架构和部署方法，旨在利用云计算的优势，以更灵活、可扩展和可靠的方式构建和部署应用程序。它主要关注在容器、微服务、自动化和持续交付等方面。

云原生技术是指以云计算作为基础，以平台和工具为依托，以敏捷和可扩展为目标，以用户为中心，以数据为核心的新一代软件架构和发展理念。它以快速迭代、可扩展性、安全性和可持续性为核心，以满足日益增长的业务需求和新的技术挑战。

技术特点

容器化部署：使用容器技术（如Docker）进行应用程序打包和部署，实现跨环境的一致性和可移植性。
微服务架构：将应用程序拆分为小型、自治的服务，每个服务专注于特定功能，提高了灵活性和可维护性。
自动化运维：利用自动化工具和平台实现持续集成、持续交付和自动化扩缩容，提高了效率和可靠性。
弹性伸缩：根据应用程序的负载情况自动调整资源，提高了系统的可伸缩性和稳定性。

七大原则：

服务化原则（Service-oriented Principle）：将应用程序设计为由多个相互协作的服务组成，每个服务都有明确定义的职责和接口。这种服务化的架构有助于提高应用程序的灵活性、可维护性和可扩展性。

弹性原则（Resilience Principle）：在设计和实现应用程序时考虑到各种可能的失败和异常情况，并采取相应的措施来保障系统的稳定性和可用性。弹性原则包括容错机制、故障转移、自愈能力等，以确保系统能够在面对异常情况时仍然能够正常运行。

零信任原则（Zero Trust Principle）：不信任任何内部或外部网络，始终对网络中的所有请求进行验证和授权。这意味着即使在内部网络中，也需要采取严格的访问控制和身份验证措施，以最大程度地减少安全风险。

可观测原则（Observability Principle）：通过适当的监控、日志记录和指标收集来实现对应用程序运行状态的全面了解。可观测性包括实时监控、故障排查、性能优化等方面，以帮助开发团队及时发现和解决问题。

韧性原则（Antifragility Principle）：不仅要使系统能够应对异常情况，还要使其能够从中受益并变得更加强大。韧性原则倡导在面对挑战时不断学习、改进和适应，以增强系统的适应能力和抗干扰能力。

自动化原则（Automation Principle）：通过自动化工具和流程来简化部署、配置、监控和维护操作，以提高效率、降低成本和减少人为错误。自动化原则使开发团队能够更快速、更可靠地交付和管理软件。

架构持续可演进原则（Continual Evolution Principle）：将架构设计和开发过程视为一个持续演进的过程，随着需求和技术的变化不断调整和优化架构。这种原则强调灵活性和敏捷性，以适应不断变化的业务环境和技术趋势。

技术架构

云原生技术架构通常包括以下组件：

容器引擎：负责运行和管理容器的软件，如Docker、Kubernetes等。
服务网格：管理微服务之间的通信和调用关系，如Istio、Linkerd等。
持续集成/持续交付（CI/CD）：实现自动化的构建、测试和部署流程，如Jenkins、GitLab CI等。
监控和日志：用于监控应用程序性能和健康状态，如Prometheus、Grafana等。

技术构建选型

在构建云原生应用时，可以根据具体需求选择合适的技术组件和工具，例如：

容器编排平台：Kubernetes、Docker Swarm等。
服务网格：Istio、Linkerd等。
持续集成/持续交付工具：Jenkins、GitLab CI等。
监控和日志系统：Prometheus、ELK Stack等。

应用场景

云原生技术适用于各种应用场景，包括但不限于：

微服务架构：构建和部署微服务应用程序。
大规模分布式系统：实现高可用性、高性能的分布式系统。
容器化应用部署：快速、一致地部署应用程序到不同的环境。
持续交付和持续部署：实现快速、可靠地发布新功能和更新。

架构对比

类型	特点	功能	场景	解决方案	产品	优缺点
IASS	基础设施	提供基础设施	开发、测试、部署	虚拟化技术	AWS EC2、Azure VM	灵活性高，但管理复杂
PASS	平台服务	提供应用开发平台	开发、测试、部署	容器编排平台	Heroku、Google App Engine	简单易用，但功能受限
SASS	软件服务	提供软件即服务	应用部署、业务处理	云应用服务商	Salesforce、Office 365	快速上手，但定制性差
DASS	数据服务	提供数据即服务	数据存储、分析	云数据库服务	Amazon RDS、Google BigQuery	管理方便，但安全性需关注

大厂实践

阿里巴巴

阿里巴巴在云原生领域积极投入，并通过其开源项目如Dubbo、Sentinel、RocketMQ等支持云原生应用的构建和部署。

阿里云：

阿里云在云原生领域提供了一系列产品和解决方案，涵盖了容器服务、服务器编排、微服务架构、持续集成/持续交付等多个方面。以下是阿里云的云原生技术方案和产品技术架构的概述：

阿里云容器服务

阿里云容器服务 Alibaba Cloud Container Service，是一种高性能、高可用的容器应用管理服务，基于Kubernetes提供企业级的容器集群管理能力，支持弹性伸缩、自动修复、多可用区部署等特性。

技术架构

Kubernetes：作为底层的容器编排引擎，负责管理和调度容器。
Docker：用于打包、分发和运行容器化应用程序。
ECS（Elastic Compute Service）：提供虚拟服务器资源，作为Kubernetes集群的节点。
VPC（Virtual Private Cloud）：提供网络隔离和安全性，保障容器集群的网络通信。
SLB（Server Load Balancer）：负责流量的分发和负载均衡，提高应用程序的可用性和性能。

阿里云容器服务 for Kubernetes（ACK）

阿里云容器服务 for Kubernetes（ACK）是阿里云提供的全托管 Kubernetes 服务，支持多集群管理、Serverless 架构、混合云集群等特性，为企业提供更灵活、更便捷的 Kubernetes 集群管理方案。

阿里云微服务解决方案

阿里云微服务解决方案提供了一整套微服务架构的技术方案和工具，包括注册中心、配置中心、服务治理、调用链追踪等，帮助企业快速构建和部署基于微服务架构的应用程序。

开源产品

Spring Cloud Alibaba：基于Spring Cloud和阿里巴巴开源的组件，提供了微服务架构的核心功能，包括注册中心、配置中心、服务调用、服务熔断、服务降级等。
Nacos：作为注册中心和配置中心，提供服务发现和动态配置管理的能力。
Sentinel：提供服务流量控制、熔断降级、系统负载保护等功能，保障微服务系统的稳定性和可靠性。
SkyWalking：提供分布式系统的调用链追踪和性能监控功能，帮助分析和优化微服务架构的性能问题。

百度

百度利用Kubernetes等云原生技术构建了自己的容器云平台，支持百度内部和外部应用的快速部署和扩展。

百度智能云

百度智能云的“云智一体”进化史展现了其在云计算和人工智能领域的持续探索与创新，推动了企业数字化转型和智能化升级。以下是该进化历程的主要节点：

2019年：百度智能云在云上AI服务领域迅速增长，连续4年位居IDC《中国AI云服务市场》报告市场份额第一。

2020年：百度智能云提出“云智一体”战略，将云计算作为基础，以人工智能为核心，实现云与人工智能的紧密融合。

2021年：百度智能云发布了“云智一体”架构2.0，强调“适合跑AI的云”和“懂场景的AI”构成智能时代基础设施。

2022年9月：百度智能云发布了全新战略“云智一体，深入产业”及“云智一体3.0”架构，从行业核心场景切入，向上优化已有应用、孵化新应用，向下改造数字底座。

2022年12月：百度智能云推出了国内首个全栈自研的AI基础设施——百度“AI大底座”，帮助企业快速、低成本地实现“AI的随用随取”，推动产业智能化升级。

2023年3月：百度智能云推出了文心一言等大模型服务，预示着模型即服务（MaaS）将成为云计算主流商业模式，推动万亿级市场的发展。

华为云

华为私有云基本信息介绍，包括解决方案名称、部署形式、一般网络规划、组件部署架构、云平台基本服务及整体架构及说明几部分，简述如下：

解决方案

华为私有云解决方案为 FusionCloud ，主要包含以下组件

（ 1 ） FusionSphere ：云套件（云操作系统）

（ 2 ） ManageOne ：云管平台

（ 3 ） esight ：监控平台

（ 4 ） OceanStor BCManager ：容灾组件

FusionCloud

FusionCloud 按照组网结构，部署可分为软件 SDN 部署、硬 SDN 部署和无 SDN 部署三种形式。

组件部署

基本组件部署架构如下：

基础管理节点：安装 OpenStack 控制节点、 ManageOne 、公共组件和基础云服务组件。
扩展管理节点：安装基础云服务以外的其他高阶云服务。
网络计算融合节点：安装软件 SDN 组件，提供 vRouter 、 ELB 、 EIP 、 VPN 、 NAT 网关等功能，同时也作为计算节点，为客户提供计算资源。

基本服务

云服务	说明
ECS	弹性云服务器
IMS	镜像服务
VPC	虚拟私有云
SG	安全组
Network ACLs	网络ACL服务
ELB	弹性负载均衡服务
EIP	弹性IP服务
EVS	云硬盘
ManageOne	云管平台

私有云整体架构

华为私有云整体架构由基础设施层、资源池层、云服务层和管理层组成：

（ 1 ）基础设施层包括构建数据中心所需的服务器、存储设备和网络设备，提供基于物理资源构建的虚拟计算、虚拟存储和虚拟网络资源池，并提供可直接使用的物理服务器资源；基础设施层可根据不同业务的需求，提供多种类型的硬件部署架构。

（ 2 ）资源池层以资源组合形式分为物理层、统一资源层和业务层。

物理层通常包括多个物理地域分布的数据中心；单个物理数据中心分为物理基础设施和物理基础架构；采用扁平化二层网络设计，将数据中心 IT 设备高速连接到一起。

统一资源池层包括统一的计算资源池、存储资源池和网络资源池；每种类型的资源池，都有实际的作用域。资源池的划分和底层物理设备位置无任何关联， FusionSphere 将物理分散的计算、存储、网络设备纳入逻辑统一资源池，供上层业务按需调度。

（ 3 ）云服务层作为云服务的管理及运营平台，主要包括服务自动化层、服务接入层及服务门户层。服务自动化层通过对资源池层 IaaS 、灾备资源的封装，实现云资源服务的发现、路由、编排、计量、接入等功能，显现从资源到服务的转换。服务接入层是云管理平台的对外呈现，分为用户门户及管理员门户。用户门户面向各部门的业务管理员等，管理员门户面向系统管理员等。用户可通过服务租户自助操作门户（服务 console ）实现对服务的操作、使用、监控等生命周期管理。

（ 4 ）管理层分为运营管理和运维管理两部分。

运营管理，提供运营管理门户，提供对云服务的统一运营能力，提升运营操作的敏捷性，提升业务运营效率。运营管理门户除提供云服务申请和自助服务控制台外，支持包括 VDC 管理、租户管理、服务目录、服务控制台、计量等运营管理功能。

运维管理，提供运维管理门户，提供对虚拟资源和物理资源的统一运维能力，支持对多数据中心的统一运维管理，包括资源管理、告警管理、拓扑管理、性能管理以及统计报表等，提升运维操作效率。