而今,云原生成了耳熟能詳?shù)臒衢T詞,似乎不提云原生就落伍了,加入CNCF也成了云廠商引以為傲的技術(shù)優(yōu)勢。
我們也看到各種云原生的定義,有來自CNCF的“微服務(wù)+容器+持續(xù)交付+DevOps”,也有來自不同云廠商的說法。2020年9月,阿里云成立了云原生技術(shù)委員會,今天我就從云計算的初心嘗試談?wù)勈裁词钦嬲脑圃?/p>
狹義的云原生
讓我們先回顧云原生的由來。
云計算興起之后,以Docker為代表的容器浪潮,席卷業(yè)界,以DevOps和標準化交付而廣受青睞。在此背景下,Google創(chuàng)造性地提出了云原生的概念,并發(fā)布了開源編排工具Kubernetes,從統(tǒng)一部署和標準化的角度切入,其后更成立了CNCF基金會,成功地殺出了一片天地。
2020年12月,CNCF大使Ian Coldwater在社交媒體上說:“Kubernetes現(xiàn)已棄用了對Docker的支持。您需要注意這一點,并作好相應(yīng)的規(guī)劃。這會搞壞您的集群?!?/p>
這說明云原生戰(zhàn)略獲得了歷史性的進展。從這個角度來看,將云原生等同于容器和服務(wù)網(wǎng)格,是早期對云原生狹義的理解。
廣義的云原生
那么,什么是廣義的云原生呢?因云而生的軟件、硬件、架構(gòu),就是真正的云原生。
我們認為,云原生更多應(yīng)該從客戶應(yīng)用的視角來看,部署到云上的應(yīng)用,必須用到了只有大規(guī)模公共云實踐才能提供的三類能力的一類或多類,即彈性、API自動化部署和運維等特性;服務(wù)化的云原生產(chǎn)品,如RDS、EMR等;因云而生的軟硬一體化架構(gòu)。這,就是云原生。
首先,云原生應(yīng)用是相對線下傳統(tǒng)企業(yè)IT物理機上的環(huán)境而言,要用云的方式來部署和管理應(yīng)用,充分利用云的供應(yīng)效率,要全球部署、即開即用、按量付費。
客戶就近獲取云的能力,就是所謂彈性,我們?nèi)ツ瓿鲞^一本書,書名叫《彈性計算 無處不在的算力》,講的就是背后的原理,要具備這種極致的彈性才是云原生。在云上提供的Kubernetes,是通過自動化部署和運維的API標準化,實現(xiàn)了云原生。
其次,今天我們已經(jīng)看到云原生數(shù)據(jù)庫、云原生大數(shù)據(jù)、云原生容器、云原生中間件、云原生安全等等概念,這都是在云上可以隨意獲取的服務(wù)化云原生產(chǎn)品,是傳統(tǒng)線下沒有的服務(wù),有助于獲得性能和成本上的加強,這就是云原生。
特別值得一提的是以神龍架構(gòu)為代表的軟硬一體虛擬化。虛擬化經(jīng)歷了純軟件虛擬化、通用硬件虛擬化、到現(xiàn)在的軟硬一體化虛擬化。
通過計算存儲的分離,使用專用的神龍芯片,對虛擬化進行加速,從而達到超越物理服務(wù)器的高性能。作為云計算架構(gòu)的底層,所有中間件和應(yīng)用層都能從中獲得性能的收益,而無需進行任何代碼和架構(gòu)的修改。
此外,神龍架構(gòu)支撐的是同一套資源架構(gòu)并池的資源能力,包括ECI(Serverless容器)、VM、裸金屬等,從而讓所有的資源能夠統(tǒng)一調(diào)度,進而實現(xiàn)最深的彈性。這也是業(yè)界第一次實現(xiàn)了統(tǒng)一架構(gòu)和統(tǒng)一資源調(diào)度,被視為中國云廠商的重大技術(shù)貢獻。
從這種意義上來說,神龍架構(gòu)就是因云而生,是典型的云原生。簡單而言,如果沒有云計算的大規(guī)模部署場景,神龍的優(yōu)勢就不能發(fā)揮得淋漓盡致。
所以,云原生的初心是在云上的原生,如果缺乏云的基本特征,必然不是云原生。極端而言,如果你自己買了兩臺服務(wù)器,放在辦公室,上面部署了容器,然后用Kubernetes來管理,那就不是云原生,因為缺乏彈性、API自動化部署和運維的能力,連云都不是。
CNCF更多的是倡導(dǎo)一個系統(tǒng)要用什么組件進行架構(gòu),這樣才能實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和運維能力,實現(xiàn)快速迭代、靈活擴展、高效運維。而這些能力的發(fā)揮需要這些架構(gòu)框架基于云,兩者結(jié)合則為云原生。
很多人會問,某個開源軟件是否是云原生?這個要看它的架構(gòu)。以開源數(shù)據(jù)庫為例,如果其架構(gòu)上還是針對傳統(tǒng)的單機和小規(guī)模,那就不是云原生;如果保持開源的接口兼容性,同時做了云原生改造和重新設(shè)計,運維和管控都充分利用了云的基礎(chǔ)能力,那就是云原生的軟件和服務(wù),如阿里云的PolarDB數(shù)據(jù)庫。
多云和混合云加速了云原生
歷史的發(fā)展總是曲折的,因為相信所以看見,也總是一波三折。在盤山公路上前行時,往往眼中只能看到有限的視野。
為達到更高的性價比、容錯和效率,業(yè)界產(chǎn)生了多云和混合云。多云是客戶將業(yè)務(wù)負載分別部署到不同的公共云廠商,而混合云更多是客戶將業(yè)務(wù)負載部署到公共云和專有云上。
多云是競爭的產(chǎn)物,雖然亞馬遜和阿里云一直認為用戶用一家的云就夠了。而混合云的產(chǎn)生角度不同,它是為了滿足客戶分步上云的意愿,同時滿足部分行業(yè)監(jiān)管合規(guī)的需求,而構(gòu)建的一種云架構(gòu)。
無論是多云還是混合云,云廠商為了降低業(yè)務(wù)分布式部署的難度,讓客戶更容易接受,都會敦促客戶對業(yè)務(wù)進行單元化改造,因為Kubernetes解決了標準化部署和遷移的問題。
同時除了Kubernetes和容器之外,往往涉及到使用公共云帶來的彈性、加速等等服務(wù)能力,以及數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)、音視頻等系統(tǒng)的云原生改造??梢?,Kubernetes加速了狹義的云原生能力。
云原生芯片
從計算芯片的角度而言,云計算帶來了全新的應(yīng)用場景,從而對CPU提出了新的需求,也就是云原生芯片。
比如阿里云的神龍芯片,就是云原生芯片。它是整個設(shè)備的核心,因為通過它可以讓神龍服務(wù)器完完全全具有虛擬機的特性,包括虛擬機的接口。
基于神龍芯片的神龍MOC卡在整個架構(gòu)中具有重要作用,它具備豐富的管理接口和對外數(shù)據(jù)接口,可以幫助我們實現(xiàn)彈性裸金屬服務(wù)器具備的這些功能。
CPU的多元化正在逐漸成為現(xiàn)實。首先是英特爾的對手AMD的崛起,雖然都是x86體系,但其芯片在性價比高之外,性能和特性也突飛猛進;其次,x86架構(gòu)之外的發(fā)展非常迅猛,除Ampere的ARM服務(wù)器芯片外,自研的ARM體系正成為很多云廠商的選擇。
AWS的Graviton 2自研芯片使用64位ARM Neoverse內(nèi)核定制而成,設(shè)計思路是多核加每核單Thread負載,每個內(nèi)核都旨在通過盡可能多的、完全獨立的內(nèi)核來交付實際工作負載,力圖成為最節(jié)能的處理器。
微軟也在設(shè)計一款用于數(shù)據(jù)中心的ARM處理器,這是微軟的重大戰(zhàn)略舉措,微軟認為,自己的芯片更適合某些需求,更具成本和性能優(yōu)勢。
云原生CPU正呈現(xiàn)一些共有的特性:主頻不需要特別高、功耗要特別低、獨立運行的核、多核架構(gòu)能更好地支持服務(wù)網(wǎng)格的應(yīng)用、有成熟的軟件生態(tài)等等。
用云原生的思維用好云原生架構(gòu)
對于云計算的用戶來說,理解什么是云原生尤為重要。不是簡單地使用容器來定義自己的系統(tǒng),而是在設(shè)計、開發(fā)、部署等周期中,使用原汁原味的云原生系統(tǒng),將會帶來巨大的競爭優(yōu)勢,充分享受云計算的紅利。
云原生不僅是實踐,更是一種理念,帶來的是時代變革。開發(fā)人員的開發(fā)環(huán)境也要生在云上、長在云上。使用類似無影這樣的遠程工具,讓產(chǎn)品設(shè)計文檔、開發(fā)調(diào)試環(huán)境、部署工具、測試過程、POC驗證、資源消費等等,全部基于云來進行。
所以,云原生帶來的是思維的變化,是文化的變化,是新時代的生產(chǎn)力,遠遠超越了CNCF定義的Kubernetes標準接口,是未來使用云的標準方式。
什么是真正的云原生
我們很幸運,我們正親歷一個邁入云時代的歷史性進程。
多年以后,新一代的新新人類,他們會更幸運,他們接觸的一切計算環(huán)境都是云原生的。他們天生就會認為,云計算資源是無處不在、取之不盡、用之不竭的,他們不會關(guān)心云資源在哪里、有多少。就像今天我們使用自來水一樣,沒有人會費勁心思考慮水從哪里來。
因云而生的軟件、硬件、架構(gòu),就是真正的云原生;因云而生的技術(shù),就是云原生技術(shù)。
責任編輯:PSY
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