三問云原生,有哪些繞不開的前世今生?

夏修齊
容器云技術(shù)催生云原生應(yīng)用,它便于調(diào)試、開發(fā)、部署、運維、遷移、擴容的優(yōu)勢,可以很好地與云彈性能力相結(jié)合,最大化發(fā)揮云的效能和價值。

2013年,一位來自著名PaaS云服務(wù)公司Pivotal的程序員Matt Stine提出“CloudNative”概念,云原生這個小眾且深刻的名字從此流傳開來。

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經(jīng)過兩年的積累,2015年云原生計算基金會(CNCF)成立。這個由Google等大公司牽頭成立的廠商中立基金會,在云原生應(yīng)用推廣普及方面起到不可或缺的作用。隨著云原生概念不斷演進,整個云計算市場對它關(guān)注度逐漸提升。

業(yè)內(nèi)普遍認為2020年應(yīng)被看作云原生的元年,大量云服務(wù)廠商對外聲稱可以對企業(yè)進行云原生應(yīng)用的迭代更新,從而實現(xiàn)云平臺設(shè)施彈性伸縮、動態(tài)調(diào)度、優(yōu)化資源利用率等優(yōu)勢,然而事實真的如此嗎?

感性來看,云原生是基于“未來的軟件一定生長于云上”這一理念,對未來云平臺發(fā)展路徑提出的美好暢想。但是作為產(chǎn)業(yè)觀察者,我們需要進行一系列問題的思考:

首先,云原生到底應(yīng)該被定義為一項技術(shù),還是一種方法論抑或是多項技術(shù)總和的體系?

其次,云原生改革更新背后的動力和原因具體是什么?

而我們應(yīng)該如何去對現(xiàn)有的云平臺進行云原生化布局?

最后,是否涉及具體賽道布局云原生的優(yōu)先級順序?

在思考這些問題之前,我們可以回溯歷史長河中技術(shù)革新事件,用來和當(dāng)下云原生的火熱市場情況進行類比。

回到1866年的德國,西門子制成發(fā)電機。實際可用的發(fā)電機在19世紀70年代問世,這標志著電能轉(zhuǎn)為機械能已成為現(xiàn)實,電力可以被用來帶動機器,成為補充或取代蒸汽動力的“新能源”。

有趣的是直到1900年,全美仍然只有不到5%的工廠使用電力作為主要能源,堅持使用蒸汽能源和配套設(shè)備成為業(yè)內(nèi)常態(tài)。對于工廠來說,電氣時代的開始依舊屬于蒸汽時代。

與當(dāng)下現(xiàn)代化工廠截然不同,當(dāng)時以蒸汽機為主的工廠,所有的動力傳輸都依靠一根長度超過廠房的巨大傳動軸實現(xiàn)。傳動軸系統(tǒng)除分配動力的主軸外,副軸、皮帶和齒輪的協(xié)同作用不可或缺,此外錘子、沖床、壓床等設(shè)備相互配合才能完成動力系統(tǒng)的整體組成。

這樣一種高度耦合化的系統(tǒng),造成了只要有一臺設(shè)備需要運行、作為動力源頭的蒸汽機就不能停下的窘境。同時復(fù)雜系統(tǒng)帶來的是使用成本提高和危險性增加,由于遇險時蒸汽機無法及時停下,19世紀后葉喪生于工廠制造流程的工人不計其數(shù)。

在這樣的內(nèi)因外壓下,小部分工廠注意到市場上存在更加清潔和現(xiàn)代化的電氣機器。他們付出高額置換成本后,將蒸汽機換成電動機,然而令人遺憾的是,這并沒有帶來相對應(yīng)的收益。因此絕大多數(shù)工廠依然堅持使用蒸汽機,這也造就了之前提到1900年“電氣時代中的蒸汽時代”這一情況。

究其原因,想要發(fā)揮電動機的全部優(yōu)勢,單單把原來的蒸汽機替換為電動機是遠遠不夠的,更要求工廠轉(zhuǎn)換運營的思維模式。

在蒸汽時代中人服務(wù)于機器,只要機器運行狀態(tài)良好,工人的資質(zhì)技術(shù)以及數(shù)量都對產(chǎn)出效率影響有限;電氣時代恰恰相反,電氣化設(shè)備允許工廠將視線從圍繞傳動軸的動力系統(tǒng),逐漸轉(zhuǎn)向工人工作效率和合作能力的提升。蒸汽時代中,動力源泉蒸汽機和巨大傳動軸是核心;而在新式的電氣工廠中,優(yōu)秀工人才是核心。

我們時常會將生產(chǎn)效率或幸福程度的巨大提升歸功于新技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用,但歷史結(jié)論反復(fù)驗證——真正的進步常常晚于新技術(shù)的誕生,我們需要更長的時間去思考這樣的新技術(shù)對既有規(guī)則的沖擊與影響。如何在信息亂流中找到改革的真正價值所在,是達到并超過預(yù)期的基礎(chǔ)條件。

回到云原生的討論上,早期“云”這個概念吸引了大量來自學(xué)術(shù)界、企業(yè)的視線。為了降低企業(yè)上云的難度,使上云流程標準化,云服務(wù)廠商通常會采用直接遷移(Lift and Shift)的方式。這種方式實施成本低、風(fēng)險小、流程短,為早期上云策略提供了發(fā)展的基礎(chǔ)環(huán)境。

將本地數(shù)據(jù)的精準副本搬運上云的底層邏輯,就如同100多年前電動機替代蒸汽機的復(fù)刻。

在這種相對簡單的上云方式下,云計算的收益并不能最大化體現(xiàn),公有云的使用成本相比本地部署的服務(wù)器并沒有顯著下降。這樣的迭代問題和云服務(wù)商當(dāng)前所謂的解決方案,在呼吁企業(yè)向云原生進發(fā)的路程中,以似曾相識的方式顯現(xiàn)出來。

云原生時代,產(chǎn)業(yè)、企業(yè)在云原生體系搭建過程中是否應(yīng)該遵循某些先后順序呢?一擁而上的更新部署是否真的可以達到企業(yè)降本增效的目的呢?想去回答這個問題,不得不回到云原生的核心優(yōu)勢上。

云原生CloudNative是組合詞,Cloud指是以云計算為基礎(chǔ),Native指為云而設(shè)計,Cloud Native指充分利用、發(fā)揮云平臺的彈性與分布式優(yōu)勢。億歐智庫認為,云原生是一種構(gòu)建和運行應(yīng)用程序的技術(shù)體系和方法論,云原生特質(zhì)可以被簡單概括為容器化+微服務(wù)+DevOps+持續(xù)交付。

由此我們會發(fā)現(xiàn),單單把它看作一項技術(shù)是不準確的。既然不是單純的技術(shù)更新,簡單粗暴地用電氣機代替蒸汽機的方式是不可行的。云原生在合理利用云計算作為底層技術(shù)后,應(yīng)該從重點技術(shù)出發(fā),挖掘平臺云原生化的步驟邏輯。

平臺云原生化的布局不能成為無根之水,在著手更新之前企業(yè)應(yīng)當(dāng)了解云原生化的平臺到底和原先的平臺有什么的區(qū)別與改進。

從產(chǎn)業(yè)效用方面來看,云原生極大釋放云的紅利、充分繼承云的設(shè)計思想,未來應(yīng)用將更多基于云上進行本土應(yīng)用開發(fā),即云原生應(yīng)用更加適合云的架構(gòu)。而云計算也為云原生應(yīng)用提供較好的基礎(chǔ)支撐,如資源隔離、分布式、高可用等,云計算的拐點已至,云原生成為驅(qū)動業(yè)務(wù)增長的重要引擎。

同時云原生作為支撐數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要技術(shù),逐漸在人工智能、大數(shù)據(jù)、邊緣計算、5G等新興領(lǐng)域嶄露頭角,成為驅(qū)動數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的強大引擎。伴隨全行業(yè)上云的逐步深化,企業(yè)云原生化轉(zhuǎn)型進程將進一步加速。

從技術(shù)特征方面來看,云原生技術(shù)架構(gòu)具備以下典型特征:極致的彈性能力,不同于虛擬機分鐘級的彈性響應(yīng),以容器云技術(shù)為基礎(chǔ)的云原生技術(shù)架構(gòu)可實現(xiàn)秒級甚至毫秒級的彈性響應(yīng);服務(wù)自治故障自愈能力,基于云原生技術(shù)棧構(gòu)建的平臺具有高度自動化的分發(fā)調(diào)度調(diào)諧機制,可實現(xiàn)應(yīng)用故障的自動摘除與重構(gòu),具有極強的自愈能力及隨意處置性;大規(guī)??蓮?fù)制能力,可實現(xiàn)跨區(qū)域、跨平臺甚至跨服務(wù)商的規(guī)?;瘡?fù)制部署能力。

從應(yīng)用價值方面來看,異構(gòu)資源標準化,容器技術(shù)有效解決了異構(gòu)環(huán)境的部署一致性問題,為服務(wù)化、自動化提供了基礎(chǔ);加速數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施升級并解放生產(chǎn)力,降低用戶數(shù)字化技術(shù)的使用門檻,提高資源的復(fù)合利用率,變革研發(fā)運營的生產(chǎn)方式,打破組織壁壘,實現(xiàn)研發(fā)與運維的跨域協(xié)同,提升交付效率;提升業(yè)務(wù)應(yīng)用的迭代速度,賦能業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

云原生技術(shù)實現(xiàn)了應(yīng)用的敏捷開發(fā),大幅提升交付速度,降低業(yè)務(wù)試錯成本,高效響應(yīng)用戶需求,增強用戶體驗加速業(yè)務(wù)創(chuàng)新。以上幾點,使得云原生這一技術(shù)體系正受到市場的廣泛歡迎。

至于如何對云平臺進行云原生化的部署更新,億歐智庫認為可以從這幾項技術(shù)和理念入手。

容器云技術(shù)催生云原生應(yīng)用,它便于調(diào)試、開發(fā)、部署、運維、遷移、擴容的優(yōu)勢,可以很好地與云彈性能力相結(jié)合,最大化發(fā)揮云的效能和價值。

作為SaaS模式呈現(xiàn),且可被客戶獲取的微服務(wù),它的特點是可以獨立修改、更新、迭代,多個微服務(wù)之間不會相互干擾,總體來說是種松耦合的架構(gòu)。由此看出微服務(wù)的特性和容器技術(shù)優(yōu)勢相輔相成,容器化成為微服務(wù)成長發(fā)展的溫床。

企業(yè)想要進行云原生改革,單從技術(shù)角度出發(fā)是不夠全面的,企業(yè)開發(fā)及運維團隊也必須同時進行多項變革,以便更加快速高效地構(gòu)建和部署應(yīng)用。通過切實遵循DevOps的原則和文化價值,周全考慮各種活動、技術(shù)、團隊和流程,企業(yè)最終可以實現(xiàn)從瀑布式發(fā)布向持續(xù)發(fā)布的積極轉(zhuǎn)變。

最后一個問題,在企業(yè)布局云原生改革期間,哪些具體賽道有更強的優(yōu)先級?億歐智庫發(fā)現(xiàn),優(yōu)先級最高的應(yīng)該是硬件架構(gòu)異質(zhì)化嚴重、對于平臺更新與彈性擴容需求高的金融賽道,原因有方面。

其一,過去二十多年間,金融機構(gòu)經(jīng)歷多次硬件架構(gòu)升級改造,異類硬件設(shè)備串聯(lián)使用導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部資源異質(zhì)化嚴重,資源利用效率有限。而容器云可以實現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備的節(jié)點管理,強大的兼容能力使得金融機構(gòu)更好的統(tǒng)籌兼顧開發(fā)、測試、生產(chǎn)以及信息管理環(huán)境。

其二,云原生可以很好地解決金融行業(yè)出現(xiàn)的集中成交金融產(chǎn)品導(dǎo)致并發(fā)場景失衡情況。不難看出金融機構(gòu)會經(jīng)歷集中搶購、集中交易的高頻率高并發(fā)場景,擴容問題難以避免。云原生彈性擴容一方面滿足峰谷效應(yīng)帶來的波動性影響,同時最大程度上減少金融企業(yè)在擴容成本上的消耗。

總體來看,云原生體系的優(yōu)勢毋庸置疑。

從底層技術(shù)來看,云原生天身繼承云的設(shè)計理念,且更加適合云的架構(gòu)。在云計算已經(jīng)相對成熟的今天,云原生配合5G、人工智能、云邊端協(xié)同等新興領(lǐng)域技術(shù),也將成為支撐數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要技術(shù)體系基石之一。

從應(yīng)用價值來看,峰谷效應(yīng)的有效緩解、微服務(wù)的體驗升級、開發(fā)運維一體化的文化形成都將成為云原生體系在金融行業(yè)進一步發(fā)光發(fā)熱的體現(xiàn)。

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