企业为什么需要云原生架构?

中国企业想要挣脱束缚的枷锁,必须让企业的软件实现自主可控,不仅仅是去A(America),而是自主权的把握。

受地缘政治影响和传统产业升级以及新兴信息技术迭代需求压力,我国云计算产业正在发生裂变。对于软件企业而言,IT架构向云原生转变的同时,一个万亿级别的赛道正在开启。

“美国软件巨头Salesforce的市值目前在两千亿美元左右,相信在三到五年内,中国也会诞生至少一家这样的巨型软件公司。”5月8日下午,金蝶中国副总裁邓永富在金蝶云苍穹峰会上接受包括第一财经记者在内的采访时表示, 未来三年是中国软件发展的黄金窗口期,高频迭代的企业数字化需求为这个行业带来了更多的机会。

据Gartner2020年8月发布的预测数据显示,云收入增速2024年将达到96%,是传统软件收入增速的三倍。其中,与PaaS重叠最多的基础设施软件的平台化趋势显著,PaaS占比将于2024年达到。

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本文来源:36氪公众号 

云原生所具备的技术价值和业务价值,是初创企业应对不确定性的最佳选择。

作为共享经济的典范,相信很多人对Airbnb并不陌生,但在征服全球用户的过程中,Airbnb也经历了很多不为人知的巨大挑战。

尤其是面对不同地区、不同文化下的多变市场,要实现预订流程、支付系统等多个步骤的简单易用,在底层技术上来讲却极其复杂。

支撑Airbnb快速发展的秘诀之一就是基于云原生(Cloud Native)的系统架构,这使其能够比竞争对手更快,更具适应性,并重塑且主导整个行业的发展。 

和Airbnb类似的独角兽企业还有奈飞,同样基于云原生,奈飞从一家邮购公司成功发展为世界上最大的流媒体播放平台。

01 成为云原生意味着什么?

随着Airbnb、奈飞的惊人成功,很多企业也想搞清楚他们到底是如何利用云原生技术实现如此巨大的竞争优势的。

那么,到底什么是云原生?为什么“云原生”正在变得越来越重要?为什么需要云原生,它对你的业务到底有什么价值?

到了移动互联网时代和物联网时代,随着各类软件应用在各行各业渗透,企业业务高速发展,用户量激增。

面对大量用户和复杂场景下的各种新需求,导致企业软件业务需要快速迭代和优化,同时要把更多人力、物力、精力放在业务逻辑构建上。

如果按照传统模式,企业要么自购硬件、软件等基础设施,再请专业人员来维护,不仅耗时长、成本高,而且弹性差、速度慢,高峰时往往不够用,平峰时却会浪费资源。

而通过云计算,会使得存储、计算等信息服务像水电煤等公共基础设施一样,可以通过网络灵活按需使用,企业不再需要关心运营、扩容、维护等事项。

如果你说可以节省成本,提高弹性和运营效率,我们通过上云就可以实现所有这些目的,为什么我们还需要云原生?

实际上,在这个过程中,基础设施的上云只是第一步,想要将应用云化才能真正发挥云的价值,而这也恰恰是云原生的核心理念。

恰如“一千个人眼里有一千个哈姆雷特”,大家对云原生的解释和定义也众说纷纭。

简单来说,云原生就是利用云的优势来更快地处理企业业务并降低IT成本,目标就是根据需求快速、敏捷地向用户交付软件产品。

基于云原生技术带给企业的应用开发的技术价值,可以大幅降低企业IT开发和运维成本,从而提升企业业务的创新效率和产业价值。

我们也看到,在企业上云的大趋势下,越来越多的企业和开发者也开始把业务与技术向云原生演进,微服务、容器,以及动态编排为代表的云原生技术被越来越广泛应用,成为赋能业务创新的重要推动力,并已经应用到企业核心业务。

尤其是容器彻底改变了云的使用方式,容器的重要性怎么形容都不为过,它解决了许多问题的同时,还创造了新的架构可能性。

容器化是搭建云原生的关键,如果说云原生是一栋高楼大厦,那么容器化便是这座大楼的地基,重要程度不言而喻。

业内常以“集装箱”来比喻和解释容器,和集装箱一样,容器的特点也是标准化和可移植性。

即,将支持应用代码运行所需相关的环境打包封装,实现应用构建、分发和交付标准化,不需要再关心开发和运行环境,在任何地方都可以运行。

相比以往,开发人员不再交付大型的整体应用程序,而是要在容器内部将它们分装成小块,从而使管理、部署和更新变得更加容易。

随着微服务和容器化的不断演进,应用程序也越来越靠近边缘,越来越靠近用户,如果要跟上客户的步伐,就必须在这些方面增强竞争力。

大多数公司要想具有竞争力,就必须围绕微服务来架构自己的应用,而容器很适合微服务,在不同的容器中运行微服务都可以独立部署,甚至可以用不同的语言自动化部署。

由于容器是可移植的,并且可以相互隔离地运行,因此使用容器创建微服务架构并在需要时将其移动到另一个环境中非常简单。

这也就是Airbnb、奈飞之所以能够在不同国家、不同文化下快速发展的主要原因,云原生技术前所未有地重塑、改造和扩展了企业做软件开发的方式,让它们能够更快地为客户提供更多的功能和服务。

如Airbnb从单体架构过渡到微服务架构后,团队需要横向扩展连续交付的规模时,就可以让上千名工程师使用它很容易地添加新服务。

总而言之,企业采用云原生可谓好处非常多,最主要的是可以提高敏捷性和生产力,比如在几分钟或几小时内将新的想法投入生产,从而提高创新能力和竞争力。

在云原生技术之前,在你的平台上添加一个新的业务组件意味着需要雇佣一大支队伍,需要几个月的时间来实施。

但现在,云原生技术正在成为全新的生产力工具,通过使用云原生的微服务和容器,可以节省很多成本和时间,使您可以专注于业务创新。

云原生的最终目标就是让企业的开发者不再写基础设施代码,而是专注于功能创新,当基础架构摩擦减少时,企业就会更加敏捷,更具竞争力。

这也是人们对Airbnb和奈飞等独角兽公司如此感兴趣的原因之一,他们已经很好地实践并做到了这一点。

02 中国企业的机遇与挑战

从云原生的进展来看,中国正在与全球市场一同迈入云原生时代。

尤其是中国正越来越成为技术创新、试验的最好土壤,云原生很可能将在中国的互联网场景下逐渐走向成熟。AI、大数据、视频等能力成为新的云原生能力。

CNCF大中华区总裁Keith Chan之前表示,新冠肺炎疫情从根本上改变了商业模式,我们正处在一个巨大的转变之中,越来越多的企业将成为云原生企业。

据云原生产业联盟此前发布的《中国云原生用户调查报告(2020年)》显示,云原生应用建设需求在逐渐增长,60%以上的用户已在生产环境中应用容器技术,43%的用户已将容器技术用于核心生产业务。

实际上,目前云原生已经进化至2.0时代,华为云此前在业界首次提出了“云原生2.0”的理念,让每一家企业都能成为“新云原生企业”,享受云原生的技术红利。而这也是企业智能升级的新阶段。

在华为云看来,云原生1.0阶段,企业将业务从线下搬迁并运行在云上,即ON Cloud,解决了运维、部署、扩容的难题,但传统应用单体架构过于厚重、烟囱式架构带来的系列问题并没有解决。

到了云原生2.0阶段,企业既需要让业务生于云、长于云,即IN Cloud,基于AI、大数据、音视频、边缘计算等云原生技术跨越数字化转型深水区,也需要继承和发展已有能力,与新生能力有机协同、立而不破,让每一个企业都能成为新云原生企业。

可以预料的是,面对云原生技术所释放出的巨大红利,一定会重塑中国企业IT的各个环节,让企业IT能够更好地去利用云上的各种设施和服务,从而在效率和成本上更具竞争力,并进一步构建业务智能。

尤其是经历了2020年这个百年未有之大变局之年,在后疫情时代,企业如何应对困境,如何转型升级成为了一个亟待解决的命题。

中国企业将面临着众多不确定的挑战,亟待增强企业的灵活和适应性,云原生所具备的技术价值和业务价值,是中国企业应对不确定性的最佳选择。

03 让更多初创企业长在云上

一个事实是,云原生2.0非常适合初创企业,初创企业因为自身业务的高速增长和不确定性需要云原生。

同时,初创企业也没有任何历史负担,可以在应用的架构初期就按照云原生的思想和架构去构建IT系统,也决定其能够充分用好云原生的能力。云原生能够给初创企业带来四个非常关键的好处:高效、敏捷、智能、安全。先进的云原生架构能够匹配并支撑初创企业未来快速的业务发展,并持续高效获得云上快速发展壮大的云原生能力。使初创企业真正实现“生于云、长于云”。

但这个过程不是一蹴而就的,国内目前仍有包括传统制造业、零售、教育等多数行业的云原生渗透处于低位,有很大的进步空间。

作为云原生技术的重要引领者,华为云为此推出了一整套完备的方案、提供多重扶持来支撑初创企业云长在云上。

以一个初创APP开发企业为例,不仅可以申请免费云资源,除了包含华为云部分的技术赋能,还可以结合华为终端消费者云团队,针对企业的移动APP的开发构建、应用分发、业务增长和流量变现等等提供全方位的支持。

这个过程中,如果企业有出海诉求的话,还可以申请HMS伙伴计划扶持,获得更多支持。

而从初创企业自身的特点来看,一般小而精的初创企业往往对产业链有着很高的依赖,因此更需要借助产业集群的力量。

华为云基于中国经济本身的特点与产业集群的特点,提出了“产业云”的概念。

即基于云基础设施,整合产业生态资源以提供技术、解决方案、产业实践服务的城市产业赋能平台,为推动城市产数融合、产业创新升级、重塑产业新格局提供核心驱动力。

以主要研发激光眼底成像设备的苏州微清医疗器械有限公司为例,由于青光眼发病、诊断的复杂性,加之眼底病灶微小,需要具有丰富经验的眼科医生利用专业设备进行筛查,大大制约了眼底设备的使用范围及青光眼筛查速度。基于传统光学眼底相机的算法无法突破光学眼底相机低穿透性的桎梏,在面向未来老龄人口增多,屈光间质情况复杂的情况下,微清医疗的共焦激光眼底相机将大有作为。

基于此,微清医疗与华为云EI算法团队进行了多次的沟通和交流,以微清眼底激光图像为基础,利用华为云在AI算法和平台上的领先技术,实现对青光眼等眼底病变的AI识别辅助诊断,同时结合微清硬件设备+华为AI模块,打造全自动AI辅助眼底诊断系统。

在此基础上,华为苏州人工智能创新中心还联合微清,苏大附一院强强联合,分工合作,打造出了面向未来的AI辅助眼底诊断系统,算法甚至超过了国际水平。

可以看到,类似华为苏州人工智能创新中心这样产业云创新中心,整合产业生态资源,以提供技术、解决方案、产业实践服务的城市产业数字化赋能平台,在扶持初创企业云原生发展的过程中起到了非常重要的作用。

与此同时,华为还推出了沃土计划,提供免费的云资源,最大程度上减轻初创企业的成本压力。

在销售通路上,华为云推出了SaaS伙伴扶持计划,可以进入严选商城,初创企业和华为云联合创新,在华为平台上提供自己的解决方案,获得更广阔的商业机会。

华为云还通过搭平台,举办初创企业大赛的方式,联接初创企业和投资人,让优秀的企业可以借此机会获得投资人青睐。

3月24日,在深圳落地的华为云微光训练营上,华为云就完整打包了“云技术+云资源+云市场平台+投资人的丰富资源”来赋能更多的初创企业。

作为华为云“微光训练营”今年举办的首场活动,大湾区专场也将打响华为云赋能初创企业的“第一枪”。此次活动将持续三天,超百家企业现场参与,而年内训练营还将在全国6大城市集群落地,覆盖超过1000家初创企业。

华为云“微光训练营”大湾区专场启动仪式

2011 年,Marc Andreessen 说出了那句著名的论断:“软件正在吞噬世界,10年后的今天来看,我们已经习以为常。”

今天“吞噬”世界的则成了炙手可热的“云原生”技术,未来的软件一定是长在云上,企业也必将长在云上。

事实上,今天大多数公司都意识到了云原生的重要性,很多企业之间的打招呼术语已从“你今天上云了吗?”转变为“你今天云原生了吗?”

能够让更多的初创企业在智能世界的“黑土地”上创意发芽,一同迈向万物互联的智能世界,这也是云原生技术的价值之所在。

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随着kubernetes的飞速发展,越来越多的公司,团队将服务以容器化的形式部署在云原生架构k8s集群上。在集群内成百上千的服务里,总会有一些作为交互入口需要对用户提供服务,但集群本身是一个封闭的网络环境,如何将集群内部的服务暴露出来供人使用便成了一个值得讨论的话题。

用户在集群内运行的服务可以被抽象为pod。Pod是 云原生架构Kubernetes 应用程序的基本执行单元,它是 云原生架构Kubernetes 对象模型中创建或部署的最小和最简单的单元。Pod 表示在集群上运行的进程。

每个 Pod 都有自己的 IP 地址,这导致了一个问题:如果一组 Pod(称为“后端”)为群集内的其他 Pod(称为“前端”)提供功能,那么前端如何找出并跟踪要连接的 IP 地址,以便前端确保可以访问到正确的后端?

云原生架构Kubernetes Service定义了这样一种抽象:逻辑上的一组Pod,一种可以访问它们的策略 —— 通常称为微服务。这一组Pod能够被云原生架构Service访问到。

举个例子,考虑一个图片处理 backend,它运行了3个副本。这些副本是可互换的 —— frontend 不需要关心它们调用了哪个 backend 副本。然而组成这一组 backend 程序的Pod实际上可能会发生变化,frontend 客户端不应该也没必要知道,而且也不需要跟踪这一组 backend 的状态。云原生架构Service定义的抽象能够解耦这种关联。

云原生架构|简言之,通过对POD和Services关系的阐述,我们将云原生架构k8s服务暴露的问题简化为:如何让外部用户可以访问到集群内的云原生架构Service?

官方提供了NodePort,LoadBalancer形式让Service对外暴露,两种方式配置起来相对简便,但各有短板。

NodePort存在端口上限的瓶颈,虽然可以更改配置扩容,但由于实现方式的问题,NodePort的存在不可忽视的性能损耗。

而LoadBalancer需要云提供商支持,在私有云环境下无法实现(况且云提供商的lb服务并不免费!)。

除此之外,官方还提供了第三种方式,也是相对DIY的一种实现Ingress,接下来将对ingress进行详细展开。

1、HAProxy支持动态配置加载. 用户只需将变更后的配置文件提交给HAProxy, 就可以实现无缝的规则变更.

谢钢鹏·沃趣科技高级开发工程师

沃趣QFusion项目组研发,云原生架构技术求道者,致力于容器和云原生架构技术的推广。多年golang及python编程经验,主要司职服务端开发,目前着眼于RDS相关技术研究,kubernetes crd控制器编写。

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