InfoQ 极客传媒 15 周年庆征文| Go 语言与云原生技术

2022 年 6 月 17 日
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何为云原生

初探云原生，总给人一种模棱两可，不知所云的感觉。但实际上，云原生有着官方的定义：

根据云原生计算基金会（CNCF，著名的 Linux 基金会的一个子基金会）的说法:

云原生技术有利于各组织在公有云、私有云和混合云等新型动态环境中，构建和运行可弹性扩展的应用。云原生的代表技术包括容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式 API。
这些技术能够构建容错性好、易于管理和便于观察的松耦合系统。结合可靠的自动化手段，云原生技术使工程师能够轻松地对系统作出频繁和可预测的重大变更。

这里我们精炼一下这个定义。

定义： 云原生软件是高度分布式的，必须在不断变化的环境中运行，并且本身也在不断变化的应用程序。

也就是说，云原生技术在面对环境的不确定性、需求的不断变化下，它们是可扩展的。

云原生的起源

这一切的根本原因可能都是来自网络发展带给的压力。

早期的时候，1950 年代后期大型机计算机的引入。当时，每个程序和数据块都存储在一台巨型机器中，用户可以通过愚蠢的终端访问，而没有自己的计算能力。所有的逻辑和所有数据都作为一个大的快乐整体生活在一起。
随着廉价网络连接的 PC 的到来，一切都在 1980 年代发生了变化。与愚蠢的终端不同，PC 可以自己进行一些计算，从而可以将某些应用程序的逻辑卸载到它们上。这种新的多层体系结构（分开的演示逻辑，业务逻辑和数据（图 1-1））首次可以将网络应用程序的组件进行修改或替换为独立于其他的网络应用程序的组件。
在 1990 年代，万维网的普及和随后的“互联网”淘金热将世界介绍给软件作为服务（SaaS）。整个行业都是建立在 SaaS 模型上的，推动了更复杂和渴望资源的应用程序的开发，这些应用程序反过来又更加努力地开发，维护和部署。突然间，经典的多层建筑已经不够了。作为回应，业务逻辑开始分解为可以独立开发，维护和部署的子组件，并迎来了微服务时代。
2006 年，亚马逊推出了 Amazon Web Services（AWS），其中包括 Elastic Compute Cloud（EC2）服务。尽管 AWS 不是作为服务（IAAS）提供的第一个基础架构，但它彻底改变了数据存储和计算资源的按需可用性，从而使云计算以及快速扩展的能力 - 促进了群众的大规模迁移资源进入”云”。

云原生软件的设计是为了预测故障并保持稳定，即使它所运行的基础设施正在经历故障或正在发生其他变化。

云原生特性

云原生应用程序的设计和构建是为了利用云提供的规模（scale），弹性（resiliency），适用性（resiliency）和灵活性（flexibility）。

如今复杂应用程序的特点（用户期望连续创新以及无与伦比的响应能力）使业务系统更具战略性和越来越灵活。云原生就是要快速响应，同时还保持敏捷。

云原生应用的好处

云原生应用（Native cloud applications，NCAs）是为云计算体系结构设计的程序。他们有很多好处：

独立性：他们的架构使得可以彼此独立地构建云原生应用。这意味着您还可以单独管理和部署它们。
弹性：精心设计的云原生应用即使在基础架构中断也能够生存和在线。
基于标准的：对于互操作性和工作负载可移植性，云原生应用服务通常基于开源和标准技术。这有助于减少供应商的锁定，并增加可移植性。
业务敏捷性：云原生应用可在整个网络上启用灵活的部署选项，并且比传统应用程序还小，这使得它们更易于开发，部署和迭代。
自动化：云原生应用使用 DevOps 自动化功能，并启用定期发布的软件更改的连续交付和部署。此外，开发人员可以使用诸如 Blue-green deployment 和 Canary Deployment 之类的方法来改进应用程序，而不会破坏用户体验。
零停机时间：由于诸如 Kubernetes 之类的容器编排，您可以通过基本零停机时间部署软件更新。