三问云原生,有哪些绕不开的前世今生?

2013年,一位来自著名PaaS云服务公司Pivotal的程序员Matt Stine提出“CloudNative”概念,云原生这个小众且深刻的名字从此流传开来(www.guwai.net)。

经过两年的积累,2015年云原生计算基金会(CNCF)成立。这个由Google等大公司牵头成立的厂商中立基金会,在云原生应用推广普及方面起到不可或缺的作用。随着云原生概念不断演进,整个云计算市场对它关注度逐渐提升。

业内普遍认为2020年应被看作云原生的元年,大量云服务厂商对外声称可以对企业进行云原生应用的迭代更新,从而实现云平台设施弹性伸缩、动态调度、优化资源利用率等优势,然而事实真的如此吗?

感性来看,云原生是基于“未来的软件一定生长于云上”这一理念,对未来云平台发展路径提出的美好畅想。但是作为产业观察者,我们需要进行一系列问题的思考:

首先,云原生到底应该被定义为一项技术,还是一种方法论抑或是多项技术总和的体系?

其次,云原生改革更新背后的动力和原因具体是什么?

而我们应该如何去对现有的云平台进行云原生化布局?

最后,是否涉及具体赛道布局云原生的优先级顺序?

在思考这些问题之前,我们可以回溯历史长河中技术革新事件,用来和当下云原生的火热市场情况进行类比。

回到1866年的德国,西门子制成发电机。实际可用的发电机在19世纪70年代问世,这标志着电能转为机械能已成为现实,电力可以被用来带动机器,成为补充或取代蒸汽动力的“新能源”。

有趣的是直到1900年,全美仍然只有不到5%的工厂使用电力作为主要能源,坚持使用蒸汽能源和配套设备成为业内常态。对于工厂来说,电气时代的开始依旧属于蒸汽时代。

与当下现代化工厂截然不同,当时以蒸汽机为主的工厂,所有的动力传输都依靠一根长度超过厂房的巨大传动轴实现。传动轴系统除分配动力的主轴外,副轴、皮带和齿轮的协同作用不可或缺,此外锤子、冲床、压床等设备相互配合才能完成动力系统的整体组成。

这样一种高度耦合化的系统,造成了只要有一台设备需要运行、作为动力源头的蒸汽机就不能停下的窘境。同时复杂系统带来的是使用成本提高和危险性增加,由于遇险时蒸汽机无法及时停下,19世纪后叶丧生于工厂制造流程的工人不计其数。

在这样的内因外压下,小部分工厂注意到市场上存在更加清洁和现代化的电气机器。他们付出高额置换成本后,将蒸汽机换成电动机,然而令人遗憾的是,这并没有带来相对应的收益。因此绝大多数工厂依然坚持使用蒸汽机,这也造就了之前提到1900年“电气时代中的蒸汽时代”这一情况。

究其原因,想要发挥电动机的全部优势,单单把原来的蒸汽机替换为电动机是远远不够的,更要求工厂转换运营的思维模式。

在蒸汽时代中人服务于机器,只要机器运行状态良好,工人的资质技术以及数量都对产出效率影响有限;电气时代恰恰相反,电气化设备允许工厂将视线从围绕传动轴的动力系统,逐渐转向工人工作效率和合作能力的提升。蒸汽时代中,动力源泉蒸汽机和巨大传动轴是核心;而在新式的电气工厂中,优秀工人才是核心。

我们时常会将生产效率或幸福程度的巨大提升归功于新技术的生产应用,但历史结论反复验证——真正的进步常常晚于新技术的诞生,我们需要更长的时间去思考这样的新技术对既有规则的冲击与影响。如何在信息乱流中找到改革的真正价值所在,是达到并超过预期的基础条件。

回到云原生的讨论上,早期“云”这个概念吸引了大量来自学术界、企业的视线。为了降低企业上云的难度,使上云流程标准化,云服务厂商通常会采用直接迁移(Lift and Shift)的方式。这种方式实施成本低、风险小、流程短,为早期上云策略提供了发展的基础环境。

将本地数据的精准副本搬运上云的底层逻辑,就如同100多年前电动机替代蒸汽机的复刻。

在这种相对简单的上云方式下,云计算的收益并不能最大化体现,公有云的使用成本相比本地部署的服务器并没有显著下降。这样的迭代问题和云服务商当前所谓的解决方案,在呼吁企业向云原生进发的路程中,以似曾相识的方式显现出来。

云原生时代,产业、企业在云原生体系搭建过程中是否应该遵循某些先后顺序呢?一拥而上的更新部署是否真的可以达到企业降本增效的目的呢?想去回答这个问题,不得不回到云原生的核心优势上。

云原生CloudNative是组合词,Cloud指是以云计算为基础,Native指为云而设计,Cloud Native指充分利用、发挥云平台的弹性与分布式优势。亿欧智库认为,云原生是一种构建和运行应用程序的技术体系和方法论,云原生特质可以被简单概括为容器化+微服务+DevOps+持续交付。

由此我们会发现,单单把它看作一项技术是不准确的。既然不是单纯的技术更新,简单粗暴地用电气机代替蒸汽机的方式是不可行的。云原生在合理利用云计算作为底层技术后,应该从重点技术出发,挖掘平台云原生化的步骤逻辑。

平台云原生化的布局不能成为无根之水,在着手更新之前企业应当了解云原生化的平台到底和原先的平台有什么的区别与改进。

从产业效用方面来看,云原生极大释放云的红利、充分继承云的设计思想,未来应用将更多基于云上进行本土应用开发,即云原生应用更加适合云的架构。而云计算也为云原生应用提供较好的基础支撑,如资源隔离、分布式、高可用等,云计算的拐点已至,云原生成为驱动业务增长的重要引擎。

同时云原生作为支撑数字化转型的重要技术,逐渐在人工智能、大数据、边缘计算、5G 等新兴领域崭露头角,成为驱动数字基础设施的强大引擎。伴随全行业上云的逐步深化,企业云原生化转型进程将进一步加速。

从技术特征方面来看,云原生技术架构具备以下典型特征:极致的弹性能力,不同于虚拟机分钟级的弹性响应,以容器云技术为基础的云原生技术架构可实现秒级甚至毫秒级的弹性响应;服务自治故障自愈能力,基于云原生技术栈构建的平台具有高度自动化的分发调度调谐机制,可实现应用故障的自动摘除与重构,具有极强的自愈能力及随意处置性;大规模可复制能力,可实现跨区域、跨平台甚至跨服务商的规模化复制部署能力。

从应用价值方面来看,异构资源标准化,容器技术有效解决了异构环境的部署一致性问题,为服务化、自动化提供了基础;加速数字基础设施升级并解放生产力,降低用户数字化技术的使用门槛,提高资源的复合利用率,变革研发运营的生产方式,打破组织壁垒,实现研发与运维的跨域协同,提升交付效率;提升业务应用的迭代速度,赋能业务创新。

云原生技术实现了应用的敏捷开发,大幅提升交付速度,降低业务试错成本,高效响应用户需求,增强用户体验加速业务创新。以上几点,使得云原生这一技术体系正受到市场的广泛欢迎。

至于如何对云平台进行云原生化的部署更新,亿欧智库认为可以从这几项技术和理念入手。

容器云技术催生云原生应用,它便于调试、开发、部署、运维、迁移、扩容的优势,可以很好地与云弹性能力相结合,最大化发挥云的效能和价值。

作为SaaS模式呈现,且可被客户获取的微服务,它的特点是可以独立修改、更新、迭代,多个微服务之间不会相互干扰,总体来说是种松耦合的架构。由此看出微服务的特性和容器技术优势相辅相成,容器化成为微服务成长发展的温床。

企业想要进行云原生改革,单从技术角度出发是不够全面的,企业开发及运维团队也必须同时进行多项变革,以便更加快速高效地构建和部署应用。通过切实遵循DevOps的原则和文化价值,周全考虑各种活动、技术、团队和流程,企业最终可以实现从瀑布式发布向持续发布的积极转变。

最后一个问题,在企业布局云原生改革期间,哪些具体赛道有更强的优先级?亿欧智库发现,优先级最高的应该是硬件架构异质化严重、对于平台更新与弹性扩容需求高的金融赛道,原因有方面。

其一,过去二十多年间,金融机构经历多次硬件架构升级改造,异类硬件设备串联使用导致系统内部资源异质化严重,资源利用效率有限。而容器云可以实现跨网络、设备的节点管理,强大的兼容能力使得金融机构更好的统筹兼顾开发、测试、生产以及信息管理环境。

其二,云原生可以很好地解决金融行业出现的集中成交金融产品导致并发场景失衡情况。不难看出金融机构会经历集中抢购、集中交易的高频率高并发场景,扩容问题难以避免。云原生弹性扩容一方面满足峰谷效应带来的波动性影响,同时最大程度上减少金融企业在扩容成本上的消耗。

总体来看,云原生体系的优势毋庸置疑。

从底层技术来看,云原生天身继承云的设计理念,且更加适合云的架构。在云计算已经相对成熟的今天,云原生配合5G、人工智能、云边端协同等新兴领域技术,也将成为支撑数字化转型的重要技术体系基石之一。

从应用价值来看,峰谷效应的有效缓解、微服务的体验升级、开发运维一体化的文化形成都将成为云原生体系在金融行业进一步发光发热的体现。

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