云原生应用程序开发：拥抱现代云计算实践 (云原生应用程序架构的属性)

文章编号：15056 / 分类：互联网资讯 / 更新时间：2024-05-05 13:00:23 / 浏览：次

随着云计算的快速发展，云原生应用程序开发已成为现代软件开发的最佳实践。它提供了一系列优势，包括可扩展性、弹性、灵活性和成本效益。

云原生应用程序架构的属性

云原生应用程序通常具有以下属性：

微服务化：应用程序分解为独立的可部署组件，称为微服务，每个组件负责特定的功能。
容器化：微服务被封装在容器中，容器提供了可移植性和隔离。
不可变基础设施：基础设施作为代码管理，部署过程是不可变的，以确保稳定性和可重复性。
持续交付：代码、配置和基础设施变更通过自动化流程持续部署到生产环境。
DevOps：开发和运维团队紧密合作，以快速交付高质量软件。
以API为中心：应用程序通过API进行通信和集成。
弹性：应用程序能够自动扩展和缩减以应对变化的工作负载。
可观测性：应用程序提供丰富的指标和日志，以便于故障排除和性能监控。

云原生应用程序开发的好处

采用云原生应用程序开发方法提供了诸多好处：

可扩展性：微服务架构允许应用程序轻松扩展以满足增加的工作负载。
弹性：容器技术提供了应用程序的弹性，使应用程序能够在故障或异常条件下快速恢复。
灵活性和敏捷性：云原生应用程序可以快速适应变化的业务需求，从而提高开发团队的敏捷性。
成本效益：容器化和不可变基础设施有助于降低基础设施成本，同时提高资源利用率。
安全性：云原生应用程序遵循最佳安全实践，例如容器隔离和持续漏洞扫描。

最佳实践

以下是一些用于云原生应用程

云原生和云计算的关系和区别？

云原生离不开云计算，笼统地说，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，云即云计算，原生则是摒弃传统的运维开发框架，通过容器化和DevOps，还有微服务架构实现应用弹性伸缩和自动化部署，充分利用云计算资源实现在最少的空间里做最大的事。想要了解更多，我推荐你去看看时速云，他们是一家全栈云原生技术服务提供商，提供云原生应用及数据平台产品，其中涵盖容器云PaaS、DevOps、微服务治理、服务网格、API网关等。大家可以去体验一下。希望能给您提供帮助，可以给个大大的赞不。

云原生技术概述

云原生技术：重塑数字化未来的关键架构

云原生技术是一个革命性的概念，它涵盖了docker、kubernetes、Service Mesh和Serverless等关键技术，由Google、IBM等科技巨头推动。本文将深入探讨其定义演变、技术路径、与云计算的融合以及对开发者的挑战，以期全面理解这一趋势的力量和影响。

定义与演变

2015年，Pivotal提出了云原生应用的12因素原则和微服务架构，强调自服务和弹性。随后，CNCF在2015年至2018年间，定义了云原生的核心特性，包括容器化、微服务导向和动态编排，进一步明确了在动态环境中构建可扩展应用的技术基础，如容器、服务网格等。

技术全景与生态

Cloud Native Computing Foundation (CNCF)的Landscape图谱展示了这一领域的丰富生态，囊括了Kubernetes、etcd等核心项目，以及众多围绕容器、服务管理和服务编排的组件，构成了一幅完整的云原生技术生态图谱。

云原生与云计算的融合

随着云计算的兴起，开发者需要适应云原生架构，频繁进行可预测的变更，以适应云计算的动态环境。云计算提供了弹性裸金属服务器、分离式存储与计算资源，以及混合云网络的支持，与云原生技术共同推动了企业的数字化转型。

开发者的要求

开发者在云原生环境中工作，需要掌握CRD（Custom Resource Definitions）和Controller模式，利用Kubernetes提供的强大平台，以实现应用的快速部署、扩展和故障恢复。同时，理解服务网格（Service Mesh）的原理，如Istio和Linkerd，对于优化服务间的通信至关重要。

迈向未来

云原生的最终目标是实现系统的弹性、容错性和高效性，通过快速迭代和交付，推动业务创新。在这个不断变化的时代，深入理解云原生技术，将赋予开发者在数字化竞争中保持领先地位的优势。

进一步研究:

什么是云原生应用

在云原生时代，需要一套全新的理念去指导应用基于云的架构进行设计与开发，12-Factor就为构建云原生的应用提供了方法论，围绕着基准代码、依赖、配置、后端服务、构建和运行、进程、端口绑定、并发、易处理、开发环境与线上环境等价、日志、管理进程这12个方面给出了针对性的设计开发思路和解决方案，具体12要素的说明可以参照12-Factor官方说明，本文不再赘述。基于12要素设计构建的云原生应用可具备以下几个应用特征：1.交付速度提升云原生应用模式非常适合需要快速迭代部署的应用程序。因为它们极少依赖、甚至不依赖部署环境，底层云平台可以采用自动化、简单、统一的机制快速创建应用环境并完成自动部署升级。 2.平滑规模扩大云原生应用模式还非常适用于需要瞬时更新、弹性扩展的应用程序。由于云原生应用程序作为一个或多个无共享的无状态进程来执行，程序状态通过后端服务管理，应用程序环境是随时可弃的，这就允许应用程序以一种灵活且自动化的方式来进行弹性扩展，也支持应用灰度更新、平滑升级。 3.安全稳定保障云原生应用模式也强化了对应用程序的安全稳定运行保障，应用程序的标准性和易处理性使得业务应用可以从故障事件中快速恢复，标准的环境校验、配置机制、持续集成部署流水线等一致性服务也为应用管理提供了统一基准保障。

如何理解企业云原生？

云原生是在云计算环境中构建、部署和管理现代应用程序的软件方法。企业云原生是指企业在云计算环境下，采用云原生技术栈，构建、部署和管理应用程序，以实现更高的可扩展性、可靠性和安全性。云原生的四大要点是微服务架构、DevOps、持续交付和容器化。微服务是一种将应用程序拆分为小型、自治的服务的方法，每个服务可以独立部署、伸缩、维护。基于微服务架构，可以提高灵活性和可维护性。 DevOps是一种将开发和运维整合在一起的方法，通过自动化和协作来加速软件交付。这种方法可以提高开发和运维之间的沟通和协作，减少错误和停机时间。 DevOps支持持续迭代和运维自动化。持续交付是一种将软件交付流程自动化的方法，以实现更快、更频繁的软件发布。这种方法可以减少交付时间和风险，提高开发团队的效率。

什么是云原生应用？它的特点有哪些？

云原生应用越来越多，其是指原生为在云平台上部署运行而设计开发的应用。公平的说，大多数传统的应用，不做任何改动，都是可以在云平台运行起来的，只要云平台支持这个传统应用所运行的计算机架构和操作系统。只不过这种运行模式，仅仅是把虚拟机当物理机一样使用，不能够真正利用起来云平台的能力。云并非把原先在物理服务器上跑的东西放到虚拟机里跑，真正的云化不仅是基础设施和平台的事情，应用也要做出改变，改变传统的做法，实现云化的应用——应用的架构、应用的开发方式、应用部署和维护技术都要做出改变，真正的发挥云的弹性、动态调度、自动伸缩……一些传统IT所不具备的能力。这里说的“云化的应用”也就是“云原生应用”。云原生架构和云原生应用所涉及的技术很多，如容器技术、微服务等，而云原生应用最大的特点就是可以迅速部署新业务。在企业里，提供新的应用程序环境及部署软件新版本通常所需时间以日、周甚至以月计算。这种速度严重限制了软件发布所能承受的风险，因为犯错及改错也需要花费同样的时间成本，竞争优势就会由此产生。所以云原生不是一个产品，而是一套技术体系和一套方法论，而数字化转型是思想先行，从内到外的整体变革。云原生包括DevOps、持续交付、微服务、敏捷基础设施、康威定律等，以及根据商业能力对公司进行重组的能力，既包含技术、也包含管理，可以说是一系列云技术和企业管理方法的集合，通过实践及与其他工具相结合更好地帮助用户实现数字化转型。 CNCF(云原生计算基金会)认为云原生系统需包含的属性：1、容器化封装：以容器为基础，提高整体开发水平，形成代码和组件重用，简化云原生应用程序的维护。在容器中运行应用程序和进程，并作为应用程序部署的独立单元，实现高水平资源隔离。 2、自动化管理：统一调度和管理中心，从根本上提高系统和资源利用率，同时降低运维成本。 3、面向微服务：通过松耦合方式，提升应用程序的整体敏捷性和可维护性。

现在大家都在说的云原生到底是什么？

云原生是一个组合词，可以拆分为“云”和“原生”两个词，“云”我们都知道，即在线网络，传统的应用原本都跑在本地服务器上，很有可能需要停机更新，且无法动态扩展，“云”表示应用程序运行在分布式的云环境中，可以频繁变更，持续交付。 “原生”表示应用程序在设计前期就考虑到了云平台的弹性和分布式特性，也就是为云设计的。可以简单理解为：云原生=微服务+DevOps+持续交付+容器化| 微服务 |即软件架构，使用微服务架构可以将一个大型的应用程序按照功能模块拆分成多个独立自治的微服务，每个微服务仅仅实现一种功能，具有很明确的边界。带来的好处有哪些?1)服务的独立部署每个服务都是独立的项目，可以独立部署，不依赖于其他服务，耦合性低。 2)服务的快速启动拆分之后服务启动的速度要比拆分之前快很多，因为依赖的库少了，代码量也少了。 3)更加适合敏捷开发。敏捷开发以用户的需求进化为核心，采用迭代、循序渐进的方法进行。服务拆分可以快速发布新版本，修改哪个服务只需要发布对应的服务即可，不用整体重新发布。 4)职责专一，由专门的团队负责专门的服务。业务发展迅速时，研发人员也会越来越多，每个团队可以负责对应的业务线，服务的拆分有利于团队之间的分工。 5)服务可以动态按需扩容当某个服务的访问量较大时，我们只需要将这个服务扩容即可。 6)代码的复用每个服务都提供REST API，所有的基础服务都必须抽出来，很多的底层实现都可以以接口方式提供。 | 容器化 |是云原生的核心技术，它是一种相对于虚拟机来说更加轻量的虚拟化技术。能为我们提供一种可移植、可重用的方式来打包、分发和运行程序。容器的基本思想就是将需要执行的所有软件打包到一个可执行程序包。例如，将一个Java虚拟机、Tomcat服务器以及应用程序本身打包进一个容器镜像。用户可以在基础设施环境中使用这个容器镜像启动容器并运行应用程序。而Docker是目前应用最为广泛的容器引擎，容器化为微服务提供实施保障，起到应用隔离作用，K8S是容器编排系统，用于容器管理，容器间的负载均衡，Docker和K8s都采用Go编写，(K8s全称Kubernetes,由首字母K,结尾字母s以及中间的8个字母组成，所以简称为K8s)。 | DevOps |是软件开发人员和IT运维人员之间的合作过程，是一种工作环境、文化和实践的集合，目标是高效地自动执行软件交付和基础架构更改流程。开发和运维人员通过持续不断的沟通和协作，可以以一种标准化和自动化的方式快速、频繁且可靠地交付应用。 | 持续交付 |就是不误时开发，不停机更新，是一种软件开发方法，它利用自动化来加快新代码的发布。在持续交付流程中，开发人员对应用所做的更改可通过自动化被推送至代码存储库或容器镜像仓库。

华为云原生是什么意思？

华为云原生，是华为云提供的一种面向云原生架构的计算、存储、网络和安全的综合云服务平台，是帮助企业快速构建和运维云原生应用的理想选择。它采用了业界领先的Kubernetes容器编排引擎，提供了多种PaaS和IaaS层的云服务，能够实现高可用性、弹性扩展和负载均衡等关键功能。华为云原生的核心特点在于构建和管理企业级应用程序。它采用的是一种全新的面向微服务的开发模式，将应用程序拆分为各个独立的服务单元，然后对这些服务单元进行组装，以构建出一个完整的分布式系统。同时，它还提供了完整的生命周期管理服务，包括应用程序开发、构建、测试、部署和运维，以帮助企业快速构建和管理优质的云原生应用。对于企业来说，华为云原生不仅可以提供快速的应用程序开发和部署，还可以实现更高效的IT资源利用和更低的运维成本。它提供的多种服务和功能使得企业能够更快速地调整自己的业务和服务，提升自身的竞争力。同时，由于它采用的是一种分布式计算模式，靠近终端的边缘计算服务可以帮助企业更有效地处理大量数据，以实现更准确和可靠的智能决策。

云原生应用是什么？它的特点有哪些？

云并非把原先在物理服务器上跑的东西放到虚拟机里跑，真正的云化不仅是基础设施和平台的事情，应用也要做出改变，改变传统的做法，实现云化的应用——应用的架构、应用的开发方式、应用部署和维护技术都要做出改变，真正的发挥云的弹性、动态调度、自动伸缩??一些传统IT所不具备的能力。这里说的“云化的应用”也就是“云原生应用”。云原生架构和云原生应用所涉及的技术很多，如容器技术、微服务等，而云原生应用最大的特点就是可以迅速部署新业务。在企业里，提供新的应用程序环境及部署软件新版本通常所需时间以日、周甚至以月计算。这种速度严重限制了软件发布所能承受的风险，因为犯错及改错也需要花费同样的时间成本，竞争优势就会由此产生。所以云原生不是一个产品，而是一套技术体系和一套方法论，而数字化转型是思想先行，从内到外的整体变革。云原生包括DevOps、持续交付、微服务、敏捷基础设施、康威定律等，以及根据商业能力对公司进行重组的能力，既包含技术、也包含管理，可以说是一系列云技术和企业管理方法的集合，通过实践及与其他工具相结合更好地帮助用户实现数字化转型。 CNCF(云原生计算基金会)认为云原生系统需包含的属性：1、容器化封装：以容器为基础，提高整体开发水平，形成代码和组件重用，简化云原生应用程序的维护。在容器中运行应用程序和进程，并作为应用程序部署的独立单元，实现高水平资源隔离。 2、自动化管理：统一调度和管理中心，从根本上提高系统和资源利用率，同时降低运维成本。 3、面向微服务：通过松耦合方式，提升应用程序的整体敏捷性和可维护性。

什么是云原生？为啥这么火？

一、云原生是什么？

云原生是基于分布部署和统一运管的分布式云，以容器、微服务、DevOps等技术为基础建立的一套云技术产品体系。

云是相对于本地而言的，传统的应用都是运行在本地机房的服务器上，而云的应用则是运行在云端（如IAAS、PAAS、SAAS）。原生就是亲生的、土生土长的意思，即应用一诞生就是基于云的，可以直接在云平台上运行或非常轻松的迁移到云平台。我们可以这么来定义云原生：是一种新型技术体系，是云计算未来的发展方向。

云原生应用要运行在云平台，那么就必须要有云的特点，比如弹性伸缩、分布式、快速部署、快速迭代、高效、持续。这可不止是简单的把原先在物理服务器上的应用迁移到虚拟机里，不止是基础设施和运行平台在云上，应用架构、应用开发方式、应用部署方式、应用维护方式全都要做出改变。

二、云原生的核心

云原生的四大核心要素便是微服务技术、DevOps、持续交付、容器化。微服务技术使得应用原子化，所有的应用都可以独立的部署、迭代。DevOps使得应用可以快速编译、自动化测试、部署、发布、回滚，让开发和运维一体化。持续交付让应用可以频繁发布、快速交付、快速反馈、降低发布风险。容器使得应用整体开发以容器为基础，形成代码组件复用、资源隔离。

微服务

微服务是一个独立发布的应用服务，可以作为独立组件升级、灰度或复用等，每个服务可以由专门的组织来单独完成，依赖方只要定好输入和输出口即可完全开发，甚至整个团队的组织架构更精简，沟通成本低、效率高。

持续交付

敏捷开发要求持续交付，因为敏捷开发要求随时有一个版本可以上到大群环境，所以要持续交付。持续交付目的的快速应对客户的需求变化，要求发布非常频繁，所以会存在多个版本同时提供服务的情况，因此需要支持灰度发布/金丝雀发布等。

容器化

Docker是软件行业最受欢迎的软件容器项目，Docker起到应用隔离作用，为微服务及其所需的所有配置、依赖关系和环境变量移动到全新、无差别的运行环境，移植性强。

三、云原生的优势

快速上线，云开发可以在最短时间内上线。

专注业务逻辑

提高开发效率

云开发模式提供API接口，通过API实现数据的存储，文件的上传等操作，大大提升开发效率。不需要学习新的语言，只需要掌握javascript就可以。

弹性伸缩