云原生應用的架構設計-組件協同
云原生是在云計算環境中構建、部署和管理現代應用程序的軟件方法。現代企業希望構建高度可擴展、靈活且具有彈性的應用程序,可以快速更新以滿足客戶需求。為此,他們使用現代工具和技術,這些工具和技術本質上支持云基礎設施上的應用程序開發。這些云原生技術支持快速、頻繁地更改應用程序,而不會影響服務交付,從而為采用者提供了創新的競爭優勢。
云原生(Cloud Native)是一種軟件開發的方法論,它充分利用了云計算的優勢,比如彈性、可擴展性和按需自服務。云原生應用通常設計為在云環境中運行,優化了開發者和運營商的體驗,并且能夠充分利用云服務的彈性、分布式、可擴展性等特點。
云原生的核心概念包括:
1. 容器化(Containerization):應用程序及其依賴被打包在輕量級的容器中,這些容器可以在任何支持容器的環境中運行,從而實現了環境的一致性。
2. 微服務架構(Microservices):應用程序被分解成一系列小的、獨立的服務,每個服務都執行特定的功能,并且可以獨立地開發、部署和擴展。
3. 動態管理:應用的部署、擴展和管理是自動化的,通常通過容器編排工具如Kubernetes來實現。
4. DevOps文化:開發和運維團隊緊密合作,采用自動化的流程來加速軟件開發和部署,提高應用程序的質量和可靠性。
5. 持續集成和持續部署(CI/CD):通過自動化的構建、測試和部署流程,快速地將代碼變更推向生產環境。
6. 聲明式自動化:通過聲明式的配置文件來定義應用的期望狀態,而不是具體的操作步驟,使得自動化系統能夠自動地將當前狀態轉變為期望狀態。
7. 可觀察性:應用的運行狀態可以通過日志、監控和追蹤等手段進行實時的觀察和分析。
云原生技術棧通常包括容器技術(如Docker)、容器編排系統(如Kubernetes)、服務網格(如Istio)、不可變基礎設施、聲明式API等。這些技術共同支持云原生應用的開發、部署和運行。
企業進行基于云原生的整體應用架構設計,包括在我們規劃云原生架構的時候,云原生里面的核心技術組件,它之間的關聯和協同關系。
首先云原生的整體應用架構設計,企業進行云原生架構轉型的時候,它不是簡單的實施一個底層的云原生技術平臺,而是整體企業應用架構的轉型,特別是基于云原生技術平臺的能力,怎么樣去構建企業核心的業務能力中心。
基于這個業務能力中心能夠快速敏捷的去構建上層的業務應用,云原生整體的應用架構設計,還是可以把它分為三層,底層的技術平臺層,中間的能力層,上層的敏捷應用層。
對于底層的技術平臺層又分為兩個部分,第一個是標準的云原生的技術平臺,里面就會包括低代碼開發平臺,容器云平臺,DevOps平臺,包括類似于消息、安全、緩存各種技術服務,也包括了微服務的開發引擎,包括后期應用上線以后的微服務的治理和管控平臺。
當然,對于技術平臺,我們仍然會有一個偏數據類的技術平臺,這個技術平臺就是類似于偏解決存儲問題的數據湖,也包括了類似于基于開源的Hadoop大數據的技術平臺,它會提供一整套的數據開發工具、數據采集集成工具、數據建模和數據分析工具。
在技術平臺上面就是能力層,我們的核心的目標是需要去構建一個業務能力中心和數據能力中心。業務能力中心的核心的重點就是我們希望把可共享的業務能力都統一放到我們的能力中心,然后開放層可共享的業務服務給上層的業務應用用。對于業務能力中心的構建,既可以是全新的,基于微服務架構和領域建模的思路,去構建全新的業務能力中心,當然也可以是對傳統已有的單體架構應用進行改造,暴露可共享的業務服務,接入上層的業務能力聚合網關。
對于數據能力中心,它一樣的會涉及到數據采集存儲層、數據資產層和上層的數據服務能力開放。但數據能力中心同時要起兩個關鍵的作用,第一個作用就是數據能力中心中的數據服務層,它可以開放可共享的數據服務能力,給上層的業務應用用,也可以業務能力中心的各個微服模塊用。同時它又可以暴露相應的接口給上層的olap的數據分析類應用。
到了應用層,我們更希望是通過底層我們的業務能力聚合網關暴露的各式各樣的API能力接口,能夠快速的通過組合編排的方式去構建我們上層的業務能力應用。這個就是我們基于云原生的整體的應用架構。
就單純來看云原生技術平臺里涉及到的關鍵的技術組件就包括了底層的容器云平臺,中間支撐過程層的DevOps持續集成和交付平臺,也包括了上層的低代碼開發平臺。那么這三者之間究竟應該怎么樣更好的集成呢?
首先,低代碼開發平臺用云原生架構技術平臺規范體系里面標準的微服務開發框架去開發應用,同時開發完成的應用它本身也是微服務架構的應用。在代碼開發應用的時候,我們希望進行橫向分層解耦,低代碼開發平層既可以開發后端的微服務的能力中心,也可以去開發上層的應用,同時應用和底層的能力之間,我們可以通過類似于API接口編排工具去實現靈活的組裝。
第二個點我們希望它能夠直接使用云原生提平臺提供的類似于緩存、類似于消息、類似于數據庫等各種技術服務能力。只有用了這些技術服務能力以后,那么低代碼開發平臺開發的應用,最終部署交付到生產環境以后,它本身的高可用擴展性就具備了。代碼開發平臺開發完的應用本身它也要結合DevOps平臺來實現整個編譯、構建、打包部署的流水線。代碼開發平臺開發完成的應用能夠快速的部署和交付到我們的生產環境,自動集成底層的容器云的托管運維服務,同時最終交付完的應用。我們還能夠實現底層容器云平臺的微服務治理管控能力,低代碼開發平臺開發完的微服務應用,能夠統一的納管到我的云原生技術平臺的微服務治理中心。
總結一下,在云原生技術實踐里面,容器云底層的中間件技術服務能力,微服務的開發框架、治理框架,DevOps的過程支撐平臺,上層的微服務低代碼開發平臺,之間就會高效的融合銜接為一個整體,只有這樣才能夠真正的開發出彈性、高效、松耦合的上層的業務應用,或者是業務能力中心。