云原生

最近一段时间经常会听到学员问“云原生（Cloud Native）”，到底什么是云原生，这是个什么技术，今天带大家一起了解下。

云原生（Cloud Native）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，在云上以最佳姿势运行，充分利用和发挥云平台的弹性+分布式优势。

伴随云计算的滚滚浪潮，技术的变革，一定是思想先行，云原生便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。

云原生的来源

提到云原生，不能不提“Pivotal”和“Matt Stine”，都与云原生的起源有关。
2013年，Pivotal 公司的 Matt Stine 首次提出云原生（CloudNative）的概念，一直延续使用至今。
Pivotal 最新官网对云原生概括有4个要点：
DevOps＋持续交付+微服务+容器化

• DevOps
  Development和Operations的组合词，是一组过程、方法与系统的统称，用于促进开发（应用程序/软件工程）、技术运营和质量保障（QA）部门之间的沟通、协作与整合。
  它的出现是由于软件行业日益清晰地认识到：为了按时交付软件产品和服务，开发和运维工作必须紧密合作。

• 持续交付
  随着 DevOps 的兴起，出现了持续集成，持续交付（CI/CD）和持续部署的新方法。持续交付即 Continuous Delivery (CD) 是持续集成的延伸，将集成后的代码部署到类生产环境，确保可以以可持续的方式快速向客户发布新的更改。如果代码没有问题，可以继续手工部署到生产环境中。

• 微服务
  微服务（或微服务架构）是一种云原生架构方法，其中单个应用程序由许多松散耦合且可独立部署的较小组件或服务组成。
  它最重要的单一特征可能是，由于服务较小且可独立部署，因此不再需要繁琐的行动才能更改应用程序中的一行文字。

• 容器化
  容器化是一种虚拟化技术，又称操作系统层虚拟化（Operating system level virtualization），这种技术将操作系统内核虚拟化，可以允许用户空间软件实例（instances）被分割成几个独立的单元，在内核中运行，而不是只有一个单一实例运行。其优势在于占用服务器资源空间少，启动非常快，通常几秒内即可引导。现在比较流行的工具是docker和k8s。

云原生的发展

2015年云原生计算基金会（Cloud Native ComputingFoundation, CNCF）成立，由 Google 与Linux基金会联合创办，成立这个非盈利组织的初衷为推广孵化和标准化云原生相关的技术，旨在推动云原生技术的可持续发展，帮助云原生技术开发人员快速地构建出色的产品。

CNCF成立最初只有十多家创始成员，包含谷歌、IBM、Red Hat、VMware……经过几年的发展，目前CNCF已经有超过300个会员，涵盖国内外的知名IT厂商，包括微软、亚马逊、苹果、阿里巴巴、华为等，发展地十分迅速。

云原生的核心技术

起初 CNCF 对云原生（Cloud Native）的定义包含以下三个方面：
应用容器化
面向微服务架构
应用支持容器的编排调度

直到2018年，云原生计算基金会（CNCF）又重新定义云原生为：
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。

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。

• 容器
  容器（Container）是一种轻量级的虚拟化技术，能够在单一主机上提供多个隔离的操作系统环境 ，通过一系列的namespace进行进程隔离，每个容器都有唯一的可写文件系统和资源配额。容器技术分为运行时和编排两层，运行时负责容器的计算、存储、网络等，编排层负责容器集群的调度、服务发现和资源管理。

• 服务网格
  服务网格（Service Mesh）是一个专门处理服务通讯的基础设施层。它的职责是在由云原生应用组成服务的复杂拓扑结构下进行可靠的请求传送。在实践中，它是一组和应用服务部署在一起的轻量级的网络代理，并且对应用服务透明。用于使用代理促进服务或微服务之间的服务到服务通信。专用通信层可以提供许多好处，例如提供对通信的可观察性，提供安全连接，或自动重试和回退失败的请求。

• 微服务
  微服务的概念自2011年首次提出起，在各类方法论和支撑技术加持下，微服务架构的分布式系统易于具备敏捷性、弹性、可扩展等方面的优势。

• 不可变基础设施
  不可变基础设施 （immutable infrastructure)，是一种应用于软件服务器和操作的架构范式。当软件服务器需要更新作为代码发布或操作系统补丁的一部分时,服务器会从头开始重新创建,而不是就地修改。

• 声明式API
  所谓“声明式”，指的就是我只需要提交一个定义好的 API 对象来“声明”，我所期望的状态是什么样子，“声明式 API”允许有多个 API 写端，以 PATCH 的方式对 API 对象进行修改,而无需关心本地原始 YAML 文件的内容。

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