云原生，作為一種新興的軟件架構(gòu)模式，目的在推動(dòng)應(yīng)用程序的敏捷開發(fā)、快速部署和可靠運(yùn)行。雖然這一概念已經(jīng)提出多年，但直至最近幾年，云原生才逐漸引起了華中區(qū)客戶的廣泛關(guān)注和認(rèn)知（不一定準(zhǔn)確，從我的感覺和經(jīng)驗(yàn)來看是這樣的）。

本文結(jié)合我收集整理的資料、以及我的理解，來看看云原生是怎么回事？

概念

要搞清一個(gè)技術(shù)，先從概念開始，跟云原生這個(gè)概念有關(guān)的主要有兩個(gè)組織：Pivotal 和 CNCF 。

• Pivotal：Pivotal 成立于 2013 年 4 月，由 EMC、VMware 和 GE 投資成立，專注于幫助企業(yè)在數(shù)字化時(shí)代變革所需的 PaaS 云計(jì)算、大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)和平臺(tái)上的極限編程。
• CNCF：CNCF（Cloud Native Computing Foundation，云原生計(jì)算基金會(huì)）是 Linux 基金會(huì)旗下的基金會(huì)，可以理解為一個(gè)非盈利組織，成立于 2015 年 12 月 11 日。

2015 年，來自 Pivotal 公司的技術(shù)產(chǎn)品經(jīng)理 Matt Stine，首次提出了云原生的概念，認(rèn)為云原生架構(gòu)必須包含下面一些特性：

符合十二要素、微服務(wù)、敏捷基礎(chǔ)設(shè)施、基于 API 的協(xié)作、抗壓性

2017 年，Matt Stine 在接受 InfoQ 采訪時(shí)，將云原生特性做了些調(diào)整：

模塊化、可觀測(cè)性、可部署性、可測(cè)試性、可處理性、可替換性

而現(xiàn)在的云原生涉及到的一些關(guān)鍵詞有，原文可以參考：https://tanzu.vmware.com/cloud-native：

微服務(wù)、DevOps、容器、服務(wù)網(wǎng)格、CI/CD、Serverless

可見，云原生的定義是在不斷演進(jìn)的，不斷會(huì)有新的東西加入。

再來看看 CNCF 的官方最早是怎么定義的：

Cloud native computing uses an open source software stack to deploy applications as microservices, packaging each part into its own container, and dynamically orchestrating those containers to optimize resource utilization.

云原生使用一種開源軟件技術(shù)棧來部署微服務(wù)應(yīng)用，將每個(gè)組件打包到它自己的容器中，并且通過動(dòng)態(tài)編排來優(yōu)化資源的利用率。

2018 年，CNCF 推出了對(duì)云原生定義的 v1.0 版本，地址如下：

https://github.com/cncf/toc/blob/main/DEFINITION.md

云原生技術(shù)有利于各組織在公有云、私有云和混合云等新型動(dòng)態(tài)環(huán)境中，構(gòu)建和運(yùn)行可彈性擴(kuò)展的應(yīng)用。云原生的代表技術(shù)包括容器、服務(wù)網(wǎng)格、微服務(wù)、不可變基礎(chǔ)設(shè)施和聲明式API。

這些技術(shù)能夠構(gòu)建容錯(cuò)性好、易于管理和便于觀察的松耦合系統(tǒng)。結(jié)合可靠的自動(dòng)化手段，云原生技術(shù)使工程師能夠輕松地對(duì)系統(tǒng)作出頻繁和可預(yù)測(cè)的重大變更。

云原生計(jì)算基金會(huì)（CNCF）致力于培育和維護(hù)一個(gè)廠商中立的開源生態(tài)系統(tǒng)，來推廣云原生技術(shù)。我們通過將最前沿的模式民主化，讓這些創(chuàng)新為大眾所用。

云計(jì)算和云原生的關(guān)系

早些年，傳統(tǒng)的企業(yè)軟件開發(fā)是部署在企業(yè)的內(nèi)部物理機(jī)中，為了讓一個(gè)系統(tǒng)能正常運(yùn)行，通常需要很多的機(jī)器，數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、程序的前后端都需要進(jìn)行單獨(dú)部署。

后來有了虛擬化技術(shù)，通過在各種實(shí)體資源（CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等）之上構(gòu)建一個(gè)邏輯層，從而擺脫物理限制的約束，提高物理資源的利用率。最直觀的感受就是可以在一臺(tái)物理機(jī)上快速運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)、意味著可以降低物理機(jī)的數(shù)量，節(jié)約成本。

虛擬技術(shù)的成熟促成了云計(jì)算的出現(xiàn)。2006 年 Google 首次提出了云計(jì)算的概念。云計(jì)算出現(xiàn)之后，就慢慢出現(xiàn)了 XaaS ：

• IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）：一種云計(jì)算服務(wù)類型，它按即用即付的方式按需提供必要的計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源。這種服務(wù)模式幫助客戶降低維護(hù)成本和硬件成本。
• PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）：云計(jì)算服務(wù)模式之一，它為開發(fā)人員提供了包括一系列開發(fā)工具、服務(wù)、應(yīng)用程序接口（API）等資源的平臺(tái)。它的目標(biāo)是讓開發(fā)者能夠更快速、高效地構(gòu)建、發(fā)布、擴(kuò)展和維護(hù)應(yīng)用，同時(shí)云服務(wù)商負(fù)責(zé)管理和提供開發(fā)環(huán)境。
• aPaaS（應(yīng)用平臺(tái)即服務(wù)）：是一類特定的 PaaS，重點(diǎn)在于為應(yīng)用程序提供更快捷的構(gòu)建服務(wù)，例如低代碼能力。通常包括通過可視化操作減少原生代碼使用、高效的數(shù)據(jù)處理、模塊化的功能實(shí)現(xiàn)等，目的是為了讓開發(fā)者更高效地搭建、運(yùn)行、維護(hù)和擴(kuò)展應(yīng)用。
• DaaS（數(shù)據(jù)即服務(wù)）：將數(shù)據(jù)從靜態(tài)資源轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N可通過網(wǎng)絡(luò)獲取的即時(shí)服務(wù)。用戶可以方便地訪問和使用數(shù)據(jù)，無需關(guān)心數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的底層細(xì)節(jié)。數(shù)據(jù)通過平臺(tái)進(jìn)行集中化管理，提供規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)處理流程。
• FaaS（函數(shù)即服務(wù)）：是一種基于事件驅(qū)動(dòng)的無服務(wù)器執(zhí)行模式，在這種模式中，開發(fā)人員無需關(guān)心服務(wù)器的管理和維護(hù)，只需編寫并上傳業(yè)務(wù)函數(shù)代碼。當(dāng)觸發(fā)特定事件時(shí)，這些代碼由云服務(wù)商在全托管的環(huán)境中執(zhí)行。
• SaaS（軟件即服務(wù)）：一種云計(jì)算模式，在這種模式中，軟件通常以網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的形式提供給用戶。用戶不需要在本地機(jī)器上安裝或維護(hù)軟件，所有的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)都位于云端的數(shù)據(jù)中心。這減少了用戶在軟件和硬件方面的投入和維護(hù)工作。

云計(jì)算的興起，一些企業(yè)將軟件逐漸遷移到公有云，無需再關(guān)心網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、服務(wù)器等，這些都由云廠商的 IaaS、PaaS 能力提供。

但是，也只能說是將應(yīng)用遷移到了云端，只是軟件運(yùn)行的平臺(tái)和運(yùn)維體系發(fā)生了變化，軟件的架構(gòu)和業(yè)務(wù)形式并沒有發(fā)生大的變化。部署到云端的應(yīng)用并沒有將云的特性展現(xiàn)出來，原因是因?yàn)檫@些應(yīng)用大多都是傳統(tǒng)的單體架構(gòu)，在靈活性擴(kuò)展性上都有很大的局限性。所以說，這還不是真正的云原生應(yīng)用。

要做到真正的云原生應(yīng)用，程序需要做一定的改造，要能適配容器化部署和編排；要能像微服務(wù)應(yīng)用一樣快速響應(yīng)、動(dòng)態(tài)伸縮；要能適配各種云端的中間件等。

云原生使用了云計(jì)算的能力，云計(jì)算提供了強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施和計(jì)算資源，為云原生的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，而云原生則通過優(yōu)化應(yīng)用程序的架構(gòu)和管理方式，更好地利用云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。它們之間是相輔相成的。

云原生的好處

從上面的介紹中也可以看出，云原生終極目的就是可以省各種成本，比如：開發(fā)成本、運(yùn)維成本、硬件成本、維護(hù)成本等。

之所以可以省成本，主要得益于以下幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)和實(shí)踐：

• 容器化： 通過容器化應(yīng)用程序，將應(yīng)用程序及其依賴項(xiàng)打包成輕量級(jí)、可移植的容器，使得它們更易于部署和擴(kuò)展。
• 容器編排： 自動(dòng)化部署和容器編排工具（如Kubernetes）可以快速、動(dòng)態(tài)地調(diào)整應(yīng)用程序?qū)嵗臄?shù)量，為流量和負(fù)載的變化提供響應(yīng)，從而提高了彈性和可伸縮性。
• 微服務(wù)架構(gòu)： 云原生架構(gòu)通常采用微服務(wù)架構(gòu)，它將應(yīng)用程序拆分為一組小型的、獨(dú)立部署的服務(wù)，使得每個(gè)服務(wù)都可以獨(dú)立擴(kuò)展和調(diào)整，為系統(tǒng)整體提供了更強(qiáng)的彈性。我理解的微服架構(gòu)務(wù)并不一定是物理上的拆分，如果能實(shí)現(xiàn)邏輯上的拆分，即便物理上仍然是一個(gè)單體，也是具備可伸縮性、靈活性的。
• 動(dòng)態(tài)資源調(diào)度： 云原生架構(gòu)允許動(dòng)態(tài)調(diào)度資源，根據(jù)需求分配計(jì)算資源，以滿足應(yīng)用程序的需求，從而提高了資源利用率，同時(shí)提供了更好的彈性。
• 快速交付和持續(xù)部署：云原生架構(gòu)支持自動(dòng)化的持續(xù)集成和持續(xù)交付（CI/CD）流程，能夠使新功能、更新和修復(fù)迅速地交付給用戶。這提高了開發(fā)團(tuán)隊(duì)的效率，縮短了產(chǎn)品上線周期，有助于企業(yè)更快速地響應(yīng)市場(chǎng)變化。

最后

我們?cè)诹私庠圃拍睢㈤_發(fā)云原生應(yīng)用的時(shí)候，一定要能真正去解決業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，享受云原生帶來的好處，比如說對(duì)程序進(jìn)行微服務(wù)改造，那么我們是不是應(yīng)該事先考慮下改造的成本、改造后帶來的好處和帶來的問題，綜合權(quán)衡后再做決定。