CloudNative：云原生(分布式云)的简介(发展&演变/为什么需要/优势&价值/安全/对比传统企业应用)、四大核心技术、CNCF云原生交互景观、云原生技术的使用经验及方法之详细攻略

导读：从“软件正在吞噬世界”到“开源正在吞噬软件”，到如今“云原生吞噬开源”，开源项目正在有条不紊地向云化演进。近年来，IT软件技术架构进入云化时代—软件云化和微服务化，容器虚拟化、DevOps等技术快速发展，将整个开发过程、开发流程带入云端，迎来了开发范式上的革命。PaaS、SaaS以及IaaS服务都已进化到更加原生(Native)的状态，全面云化势不可挡。同时，微服务、K8S、Service Mesh等一系列新技术规范涌现，开发工具也都在迭代升级。未来，云原生将会成为新一代数字化的技术基础设施。云原生赋能企业也开始风生水起，一方面，云原生等新技术顺应市场与企业的需求而生，另一方面，越来越多的企业正在借助云原生应用架构助力业务的数字化转型。云原生计算提供统一的技术栈，动态、混合、分布式的云原生环境将成为新常态。

关键词：微服务架构、容器、Docker、K8S、PaaS平台、DevOps、云原生

目录

云原生的简介—技术的变革，一定是思想先行

1、百家之言

(1)、通俗理解云原生——云亲生、换个开发环境

(2)、云原生—花钱买肃静，自己不搭机房就需要购买云服务

(3)、云原生—也是一场内卷，但先卷者得利

(4)、当前云原生的推介文档有引导之嫌

(5)、从云原生看软件设计的技术趋势和影响

软件设计的目标→诉求带来傻瓜式编程→软件工程师不再底层→技术下沉→后端开发

2、云原生的发展、演变

(1)、云原生的发展—开源社区(Docker/K8S)加速了转向云原生应用的步伐

(2)、云原生的演变—应用上云趋势+云计算三层的技术土壤→催云原生应用→但上云的应用需修改自身去适应“云”特点

(3)、基于“云原生架构”应用程序的指导思想

3、为什么会出现云原生—软件应用要上云

(1)、软件应用要上云

(2)、软件设计的技术趋势和影响

4、云原生的优势/价值—转型利器(快速迭代/高效运维)、无需考虑底层技术(快速部署/按需伸缩/不停机交付)、更关注业务价值(向下封装资源/向上支撑应用)、应用法宝(构建应用简便快捷/部署应用轻松自如/运行应用按需伸缩)

(1)、可轻松应对频繁和可预测的重大变更——源自CNCF

(2)、降低风险、按需计算、更快交付(拓展业务)——源自Pivotal

(3)、为什么云原生应用如此重要—竞争优势、灵活性、更加专注代码、自动化

5、云原生的安全

(1)、基础设施安全、镜像安全、运行时安全、生态安全

(2)、平台提供安全防护机制、制定安全配置、可视化判断安全性、异常行为检测、网络隔离与网络入侵检测、全生命周期安全防护

6、传统企业应用VS云原生应用

(1)、积累总结

(2)、源自Pivotal官网

云原生核心技术—DevOps+持续交付+微服务+容器+云安全

1、云原生体系的四要素—微服务+容器+DevOps+持续交付

(1)、微服务

(1.1)、SOA对比微服务

(1.2)、腾讯开源的微服务框架TARS

(2)、容器

(3)、DevOps

(4)、持续交付

2、服务网格Service Mesh

3、不可变的基础设施—传统可变的基础设施(需人工维护/不可预测/易出错)→效率/扩展/更新

4、声明式API

5、K8S

(1)、基于Docker镜像的分布式应用

(2)、分布式集群运行分布式应用的复杂性——分布式容器应用的可靠性、可扩展性

6、云原生、微服务、容器、K8S、SOA、PaaS平台、DevOps 之间的关系——相互促进、相互依赖、相互关联

CNCF简介及其云原生交互景观

CNCF简介

CNCF Cloud Native Interactive Landscape

云原生技术的使用经验及方法

1、当前业务是否要立即切换到云原生架/p>

2、云原生时代的开发者具备的能力

云原生的简介—技术的变革，一定是思想先行

          云原生(CloudNative)是构建和运行应用程序的一套技术体系和方法论。它是基于分布部署和统一运管的分布式云 ，以容器化、微服务、DevOps等三大技术为基础，而建立的一套云技术产品体系。云原生是一种新型技术体系，是云计算未来的发展方向。
          云原生，Cloud Native，如果拆开来解释的话，其中Cloud表示应用程序位于云中，即分布式云环境中，而不是传统的数据中心；Native表示应用程序在设计之初，就考虑到云的环境，即云平台的弹性和分布式特性，原生为云而设计。
          实际上，云原生并不是简单地使用云平台运行现有的应用程序，云原生的核心原理是，充分利用和发挥云计算优势—云平台的弹性、分布式的优势，在云上以最佳姿势运行。是一种对应用程序进行设计、实现、部署、交付和操作的应用架构方法。
          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。通过将最前沿的模式民主化，让这些创新为大众所用。CNCF官网阐述了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、声明式API。利用这些技术可以构建出容错性更好、更易于管理和观察的松耦合系统，再加上一些可靠的自动化技术及完备的监控预警体系，云原生技术将使开发人员能更快速、轻松地迭代和交付软件系统。
          云原生代表性的公司是Snowflake，是一家目前最火的云原生数仓公司。2020年9月16日，Snowflake成功IPO，交易首日市值达到704亿美元，最高峰曾突破1200亿美元。它是全球领先的云计算服务商，主要提供云原生的数据仓库服务，打造数据时代基础设施。
          根据中国信通院的相关调研数据，2019年云原生市场规模已高达350.2亿，且以年均增速超过30%的势头迅猛发展。根据IDC研究，2020年传统行业对云原生技术投入最多的五个行业分别是：金融、政府、制造、通信以及服务。未来五年，复合增长率最快的五个行业分别是通信、制造、交通运输、政府和金融。
          2021年伊始，云原生的布局开始加速。华为云联合CNCF（云原生计算基金会）、中国信通院成立创原会，加速云原生产业落地；金山云发布云原生全景图、云原生产品矩阵和最新的Serverless产品；诺基亚宣布与谷歌云合作开发云原生5G技术；几乎所有云厂商新发布的云计算产品，都已打上了云原生的标签。

CNCF官网：https://www.cncf.io

CNCF官网定义云原生：FAQ | Cloud Native Computing Foundation

Pivotal官网定义云原生：What are Cloud Native Applications| VMware Tanzu

1、百家之言

(1)、通俗理解云原生——云亲生、换个开发环境

云原生即云亲生；
云原生其实就是，对软件应用换了个开发环境，然后为了适应这个环境做了一些技术调整；

(2)、云原生—花钱买肃静，自己不搭机房就需要购买云服务

          云原生的出现，就是将云计算的方向从此前的资源型转为了服务型，因此它们都在应用服务层，而不再是基础资源了。所以，有人戏称，只要软件架构做的好，基础资源就变得不那么重要了。
          云端环境就是要使用云服务器，对于大部分公司来说，就是使用阿里云、腾讯云等云计算厂商的公有云服务来部署应用，而不是自己在额外维护一套复杂的服务器机房。
          当然，他的优势也是不言而喻，能够充分利用云服务的弹性及分布式优势，可以大大降低运维成本，并且提升服务的稳定性，但是，如果数据出本地，那么数据上云的安全性就值得商榷了。

(3)、云原生—也是一场内卷，但先卷者得利

          云原生是对老程序员的降维打击，整套环境和思维方式都改变了，卷起来；

(4)、当前云原生的推介文档有引导之嫌

          虽然，云原生的推介文档有引导之嫌，但它的优点的确也是有目共睹。但是，这样的好东西，是不是就要，立刻把当前的应用改换到基于云原生的架构体方法，参考—云原生技术的使用经验及方法

(5)、从云原生看软件设计的技术趋势和影响

          软件设计有两个关键目标：高内聚、低耦合；围绕这2个核心目标，又提出了七大原则：开闭原则、依赖倒置、单一职责、接口隔离、最少知识、里氏替换、合成复用。
●  开闭原则：是总纲，要对扩展开放，对修改关闭；
●  依赖倒置原则：要面向接口编程；
●  单一职责原则：实现类要职责单一；
●  接口隔离原则：在设计接口时要精简单一；
●  最少知识原则/迪米特法原则：要降低耦合度；
●  里氏替换原则：不能破坏继承体系；
●  合成复用原则：优先使用组合或聚合关系复用，少用继承关系复用；

软件设计的目标→诉求带来傻瓜式编程→软件工程师不再底层→技术下沉→后端开发

参考文章：后端技术趋势指南|如何选择自己的技术方向_极客重生的博客-CSDN博客

2、云原生的发展、演变

(1)、云原生的发展—开源社区(Docker/K8S)加速了转向云原生应用的步伐

          转向云原生应用需要以新的云原生方法开展工作，云原生包括很多方面：基础架构服务、虚拟化、容器化、容器编排、微服务。在云原生的发展道路上，开源社区在云原生应用方面做出了大量卓有成效的工作，很多开源的框架和设施可以通过拿来主义直接用。开源推动了云原生的发展，同时，云原生也为开源带来了最好的商业化发展。
2008年，Solomon Hykes(2018年已从Docker的管理人员退居为董事)，和Kamel Founadi、Sebastien Pahl共同创立了DotCloud的公司，目标是利用一种叫做容器的技术来创建他们称作是“大规模的创新工具”——一种任何人都可以使用的编程工具。
2013年3月，DotCloud 变成 Docker。DotCloud 发布了Docker的首个开源版本0.1.0(https://github.com/Docker)，并很快成为容器事实标准。
2013年9月，Red Hat成为Docker的主要合作伙伴，利用Docker来驱动他的OpenShift云业务；
2013年，Pivotal公司的Matt Stine首次提出云原生（CloudNative）的概念；
2014年6月，DockerCon大会上Docker正式发布了Docker 1.0 版本；
2014年6月，基于谷歌内部强大的Borg系统而开发出来的K8S横空处世，刷新了人们对容器的理解；
2014年12月，DockerConEU大会上，Docker Swarm(集群管理工具)和Docker Machine(部署Docker主机的命令工具)同时面世；
2014年12月，CoreOS宣布开发自家的容器运行环境Rocket以及应用容器规范Appc，早期阶段Google曾参与投资；
2015年，云原生刚推广时，Matt Stine在《迁移到云原生架构》一书中定义了符合云原生架构的几个特征：符合12因素、微服务、自敏捷架构、基于API协作、扛脆弱性；
2015年，云原生计算基金会（CNCF）成立，CNCF掺和进来后，最初把云原生定义为包括：容器化封装+自动化管理+面向微服务；
2017年，Matt Stine在接受InfoQ采访时重新定义了云原生，将云原生架构归纳为六个特点：模块化、可观察、可部署、可测试、可替换、可处理；
2017年，是容器成为主流技术的一年。在容器编排的混战中，K8S脱颖而出。后来，Google的K8S一家独大，经过2017年后，容器市场基本趋于稳定，一切都向着优化改进方向发展；无形中，这些技术极大的降低了开发云原生应用的技术门槛。
2018年11月，CNCF重新定义云原生，把服务网格(Service Mesh)和声明式API给加了进来。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。
截止2022年，Pivotal官网对云原生概括为四要素：DevOps+持续交付+微服务+容器。

(2)、云原生的演变—应用上云趋势+云计算三层的技术土壤→催云原生应用→但上云的应用需修改自身去适应“云”特点

          随着虚拟化技术的成熟和分布式框架的普及，在容器技术、可持续交付、编排系统等开源社区的推动下，以及微服务等开发理念的带动下，应用上云已经是不可逆转的趋势。
          云原生属于云计算的PaaS层服务，主要是面向开发者的一类应用。云原生必须在云上安装，是一种基于云计算的软件开发应用方式。
          云原生借了云计算的东风，没有云计算，自然没有云原生，云计算是云原生的基础。云计算的三层划分(IaaS、PaaS、SaaS)为云原生提供了技术基础和方向指引。
          真正的云化不仅仅是基础设施和平台的变化，应用也需要做出改变，摈弃传统的土方法，在架构设计、开发方式、部署维护等各个阶段和方面都基于云的特点，重新设计，从而建设全新的云化的应用，即云原生应用。

(3)、基于“云原生架构”应用程序的指导思想

          符合云原生架构的应用程序应该是：采用开源堆栈（K8S+Docker）进行容器化，基于微服务架构提高灵活性和可维护性，借助敏捷方法、DevOps支持持续迭代和自动化运维，利用云平台设施实现弹性伸缩、动态调度、优化资源利用率。

3、为什么会出现云原生—软件应用要上云

          虚拟化技术的成熟和分布式框架的普及，使应用上云不再是企业转型难题。

(1)、软件应用要上云

          云原生，是软件应用在上云过程，为了适应云、用好云的一种技术架构；

(2)、软件设计的技术趋势和影响

参考—1、(5)、从云原生看软件设计的技术趋势和影响

4、云原生的优势/价值—转型利器(快速迭代/高效运维)、无需考虑底层技术(快速部署/按需伸缩/不停机交付)、更关注业务价值(向下封装资源/向上支撑应用)、应用法宝(构建应用简便快捷/部署应用轻松自如/来源：一个处女座的程序猿

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