趣云笔记
云原生架构使应用程序能够利用现代技术来提高数字环境中的可扩展性、灵活性和弹性。因此，许多组织正在将其工作负载迁移到混合和云环境。这种广泛采用彻底改变了应用程序设计和开发，促进了云原生方法。
云原生开发涉及使用云服务、工具和原则（如微服务、容器化和DevOps）设计、构建和运行应用程序。这种方法可确保应用程序充分利用云优势，包括可扩展性、弹性和灵活性。
说道这里，可能很多对云原生技术感兴趣？接下来简单探索云原生技术，并进行更深入的研究，包括云原生概念意义、架构原则和开发过程。与此同时，了解采用云原生架构的优势以及云原生计算基金会 (CNCF) 在塑造云计算未来方面的作用。
什么是云原生？
云原生是指以一种可以充分利用云功能的方式构建软件。这个概念涉及设计、构建和运行可扩展、有弹性和灵活的应用程序，这些应用程序可以从云交付模型提供的分布式计算中受益。
非营利性行业组织云原生计算基金会 (CNCF) 将云原生定义为“使组织能够在公共云、私有云和混合云等现代动态环境中构建和运行可扩展应用程序的技术”。简单来说，CNCF对云原生的定义是指可以跨多个计算环境部署和扩展的应用程序。
云原生应用程序利用容器（containers）、容器编排（container orchestration）和微服务（microservices）等技术和概念来实现云计算模型的核心可移植性、可扩展性和灵活性。云原生方法不是专注于计算环境或特定的云平台，而是强调应用程序架构。
云原生的传统定义要求构建应用程序以最佳地利用特定云提供商的原生服务。相比之下，现代命题认为应用程序与平台和供应商无关，从而消除了对应用程序或组织可以使用的平台、服务和提供商的任何限制。
云原生代表了一种哲学方法，而不是工具集，用于构建非常适合云环境的应用程序。从这个意义上说，云原生也是一个组织目标，鼓励组织对其基础设施和流程进行现代化改造，使他们能够选择最适合特定应用程序和用例的技术和服务。
云原生实例
总体而言，采用云原生方法可以让组织机构变得更加敏捷、有弹性和可扩展性，这最终可以让他们在当今快节奏的数字环境中获得竞争优势。一些率先实施云原生技术和概念的著名公司包括Netflix、Spotify、Airbnb、Lyft和Capital One。亚马逊网络服务（AWS）等云服务提供商（）CSP）围绕支持组织采用云原生架构的基础设施和服务构建了整个业务。
云原生架构
云原生架构是指使用微服务、容器、动态编排、持续交付等云计算原生的技术和理念，设计和部署整个应用基础设施系统。云原生架构支持高度可扩展和弹性的系统，可以在云中轻松部署和管理。
云原生架构的关键技术、概念和原则包括容器、微服务、DevOps、自动化和编排以及不可变基础设施。
- 容器
容器提供了一种标准方法，可以将应用程序及其所有依赖项打包到一个可移植的单元中。云原生应用程序被打包为容器，提供了一种轻量级、可移植且资源高效的方式来跨多个计算环境测试、移动和部署应用程序。容器还支持微服务，这是补充云的另一种关键架构方法。
- 微服务
微服务是一种架构方法，可将应用程序分解为更小、可重用且松散耦合的软件组件，每个组件执行非常特定的功能。由于模块化和高度独立，多个团队可以在应用程序的不同组件上并行工作，以加快上市时间。通过将大型应用程序分解为更小的服务，微服务不仅可以促进更好的组织，还可以与更小的跨职能团队和DevOps方法保持一致。
- DevOps
虽然DevOps实践并非云所独有，但它们已成为云原生环境的必要组成部分。DevOps方法优先考虑协作并集成流程、工具和团队。它创建了一个可以根据需要快速开发和部署软件的环境，并且中断最少，从而实现组织的持续集成和交付（CI/CD）目标。
DevOps和云原生技术之间的这种协同作用最终提高了软件开发和运营的敏捷性和效率。
- 自动化与编排
云原生应用程序通常利用自动化，用脚本或代码取代手动任务，如维护和更新，以便它们无缝且可靠地发生。它们还被设计为动态管理，这意味着应用程序和底层基础设施可以自动和动态地适应不断变化的条件和需求。这包括根据流量负载动态扩展或缩减资源的能力，以及在故障和中断期间进行自我修复的能力。
这种自我管理通常是通过自动化和编排工具实现的，例如Kubernetes，它可以监控应用程序和基础设施，并根据预定义的规则和策略动态响应。自动化和编排是云原生架构的关键特征，因为它们支持响应能力、可扩展性、成本优化和弹性。
- 不可变的基础设施
云原生应用程序旨在在任何云基础设施上运行，例如Amazon Web Services、Microsoft Azure和Google Cloud。但是，基础设施组件被视为不可变的，这意味着它们在部署后不可更改。这意味着基础设施组件（例如服务器）被视为一次性的并且被丢弃而不是更新。如果需要升级或修复，云原生应用程序只需迁移到新的基础架构。这消除了潜在的中断并确保了一致性和可靠性。
总体而言，云原生的关键技术和原则侧重于在云中开发、部署和管理应用程序时实现敏捷性、可扩展性、可靠性和效率。
云原生应用
传统上，企业应用程序遵循单体架构，这意味着单个代码块定义所有功能。它们还经常部署在专用硬件或虚拟机（VM） 上。因此，这些应用程序很难扩展和维护，需要手动干预来处理需求高峰、中断和升级。不过，云原生应用程序是使用一组优化云的可扩展性、灵活性和弹性的原则设计的软件程序。微服务、容器和容器编排是使云原生应用程序能够从云的分布式特性中受益的支持技术堆栈。
1、云原生和微服务
云原生应用程序通常构建为多个独立的微服务，每个微服务都位于自己的容器中，并与其他容器动态编排以实现最佳资源利用。尽管微服务是独立的，但它们可以以协调的方式链接在一起，以提供复杂而全面的功能。微服务可独立扩展，并允许对资源优化进行精细控制，确保云原生应用程序仅使用它们需要的资源。
2、云原生和容器化
容器提供轻量级、一致的运行时环境，允许应用程序和服务在不同的基础设施和平台上一致地运行。重要的是要注意，云原生应用程序不是由它运行的位置定义的，而是由它的构建方式定义的。
由于云原生应用程序利用容器化，因此它们在物理上不会绑定到任何特定的计算环境。本质上，云原生应用程序旨在在许多平台上运行，包括公共云、私有云，甚至遗留服务器。云原生的关键目标之一是避免云和平台锁定。
3、云原生和Kubernetes
精心设计的云原生应用自动发放和配置任务，并能根据应用需求动态分配资源。Kubernetes已成为容器编排的事实标准。它为大规模管理和部署容器化应用程序提供了一个强大的平台，使其成为希望采用云原生架构的企业的理想选择。Kubernetes提供了一组丰富的功能来管理容器化应用程序，包括自动缩放、负载平衡和自我修复功能。
云原生应用开发
任何云原生软件的整体架构都涉及应用层、数据层和交互，具体来说包括：
1、云原生应用
应用层是软件的业务逻辑和功能所在的地方。在云原生范例中，应用程序必须以允许云原生操作实践的方式构建。例如，它们通常被设计为一组松散耦合的微服务，以允许独立扩展和无缝升级。
2、云原生数据
数据层是“状态”存在于云原生软件中的地方。与应用程序代码非常相似，数据通常存储在分布式数据库或数据存储中，这些数据库或数据存储旨在跨集群中的多个节点水平扩展。
3、云原生交互
云原生软件是应用程序和数据的组合，这些实体相互交互的方式最终定义了软件的功能。由于极端分布和不断变化的计算环境，云原生交互也从传统软件架构的交互中发生了重大变化。
在云原生范例中，交互通常通过应用程序编程接口 (API) 处理，这使应用程序的不同组件能够相互通信以及与其他系统通信。API被设计为轻量级和无状态的，这使得它们更易于管理和扩展。
云原生基础设施
当下云原生应用被认为是动态应用，它们不断在计算环境之间移动，底层基础设施也在不断变化和升级。云原生通过容器化、无服务器计算等技术，将应用与底层基础设施解耦。无服务器计算是一种云原生的流线型技术，用于托管基于云的应用程序，其中服务器仅在应用程序或服务需要时才短暂运行。
总的来说，云原生范式抽象了底层基础设施，通过API将其公开。这使得扩展和转移应用程序变得更加容易，从而间接提高了可用性和弹性。基础设施被认为是不可变的、短暂的而不是永久的——如果服务器出现故障，它可以立即被摧毁并被新的服务器取代。
通过采用这种方法，云原生应用程序可以更好地适应不断变化的需求和条件。因此，即使底层基础设施不断变化或遇到困难，云原生应用程序也能保持稳定，从而增强了它们的整体健壮性和灵活性。
云原生架构的好处
云原生架构为用户、开发人员和组织带来了某些好处，例如可移植性、成本节约、可扩展性、灵活性和弹性。
1、便携性
云原生架构将应用程序与底层基础设施和平台分离，组织不必担心利用可能会锁定其应用程序的供应商专有功能。
2、成本节约
采用云原生技术可以通过消除对昂贵的基础设施和硬件的需求来降低成本。云原生成本的节省部分也是由于资源优化。容器编排和无服务器计算等工具和技术允许根据需要动态分配资源，并且可以在不使用时一直缩小到零。
3、可扩展性
云原生架构利用容器编排根据需要扩展应用程序，而无需更改底层架构以适应可扩展性。
4、灵活性
云原生架构在部署方面提供了更大的灵活性，允许组织选择最适合其需求的云提供商和基础架构。
5、弹性
云原生架构支持微服务、分布式计算和可移植性，这使得应用程序具有更高的容错性和弹性。总的来说，即使个别组件出现故障，它们通常也会继续运行。
云原生计算基金会（CNCF）
云原生计算基金会（CNCF）是一个致力于推动云原生计算技术和实践的采用的非营利组织。CNCF是Linux基金会的一部分，旨在促进使用开源软件和标准来构建和部署云原生应用程序。CNCF支持与云原生计算相关的各种项目和计划，例如Kubernetes、Prometheus和Envoy。这些都是开源的，旨在成为云原生软件开发的基础。
除了支持开源项目外，CNCF还提供一系列资源和服务来帮助组织采用和实施云原生技术。
云原生景观
云原生计算基金会 (CNCF) 编制了一个交互式云原生景观，展示了当今云原生解决方案的全部范围。CNCF景观就像一张云原生技术的地图，并为构建成功的云原生应用程序提供了指南。总的来说，CNCF资源引导组织和开发人员使用最相关和最有用的云原生技术来满足他们的需求。
云原生和云计算的区别
云计算（Cloud Computing）是指通过网络（通常是互联网）提供计算资源和服务的模式。它包括将计算任务、存储和数据处理外包给云服务提供商，以便从任何地点、任何设备上访问和使用这些资源。云计算提供了按需、可扩展和灵活的计算能力，用户可以根据需要快速获取和释放资源，避免了传统本地基础设施的投资和维护成本。
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的优势，构建可弹性扩展、高可用性和可持续交付的应用程序。云原生应用程序设计为在云环境中部署和运行，充分利用云计算平台的自动化、弹性和强大的资源管理功能。云原生应用程序通常采用微服务架构，将应用程序拆分为一组小型、独立部署的服务，并使用容器技术（如Docker）进行打包和部署。
简而言之，云计算是一种提供计算资源和服务的模式，而云原生是一种基于云计算理念的软件架构和开发方法论。云原生应用程序是专门为在云环境中构建的应用程序设计的，旨在充分利用云计算的优势，实现高度可扩展和可靠的应用程序部署。
