摘要： 聊云原生之前，咱们无妨从容器技术说起。
近年来，云原生（Cloud Native）堪称是 IT 界最火的概念之一，且随着云计算遍及过程的一直加深，有愈演愈烈的趋势。明天再谈云原生曾经不是少数几个大企业的专属，越来越多的企业正在拥抱它，享受它带来的红利。
说到云原生，咱们就不得不先理解一下容器技术。作为一种先进的虚拟化技术，容器技术堪称是撑起了云原生生态的半壁江山，未然成为了云原生时代软件开发和运维的规范基础设施。在聊云原生之前，咱们无妨从容器技术说起。
回顾云原生倒退
整个云原生的生态蓬勃发展，也从 Kubernetes 我的项目自身倒退到了现在内容丰盛的巨大幅员。底层有泛滥的容器运行时、容器存储、容器网络以及硬件加速器计划能够抉择；面向用户层面，K8s 的北向能够运行、对接各种业界支流的数据库、中间件等。目前已有超过 90 个厂商提供了认证的 K8s 的云服务或者发行版，并提供了丰盛的周边软件、服务的配套反对。
2015 年 Kubernetes 1.0 版本公布，标记着 K8s 曾经生产可用，泛滥企业曾经开始尝试在生产环境应用 Kubernetes。同年，专门负责以 K8s 容器为代表的云原生开源我的项目与技术的推广与治理的 CNCF 云原生计算基金会成立，华为云是 CNCF 的初创会员之一。
短短两年后，K8s 已实现了对各类容器平台的标准化对立。在 2017 年，各支流云厂商均已推出了 Kubernetes Service，K8s 成为了 Container Service 的代名词。同年底，容器技术的先行者 Docker 公司也发表在其企业版产品 Docker EE 中反对 Kubernetes。至此，容器生态对立到了 Kubernetes 平台之上。
到 2020 年，K8s 行将要公布 1.19 版本，间隔 2015 年的 1.0 曾经有 19 个大版本公布，各项性能个性和接口 API 都曾经趋于稳定，K8s 曾经进入了成熟期。将来社区将会如何倒退？是否 K8s 的倒退将会放缓了呢？恰恰相反，华为云云原生团队认为，K8s 将会进入更高速倒退的阶段，K8s 将会与云计算的利用、平台、设施各层次进行更深刻的联合。
各类现代化的利用都将会运行在 K8s 之上，不仅仅是以后以互联网 App、WebService 为代表的无状态利用，而新型的诸如大数据、AI、分布式数据中间件等等有状态利用，以及新型的边缘利用也将会广泛运行在 K8s 之上，从而 K8s 将实现对各类现有平台的归一化，成为一个对立的利用运行的根底平台。而为了更好地撑持现代化利用以及对立的根底技术平台，上层的各类设施包含虚拟化计算 / 网络 / 存储、裸金属服务器以及专用芯片如 AI、高性能网络、高性能存储等等都会与 K8s 更严密的配合，通过软硬一体化的计划来为下层利用提供更高性能、更稳固牢靠、更高效的基础设施。与“利用、平台、设施”三个层面的协同，意味着 K8s 将真正成为“云的 OS”– Cloud OS。
从行业来看，各类企业目前处于以 5G、AI、边缘、VR、万物互联等等为代表的新技术暴发的时代，亟需优化企业业务运行效率，放慢业务创新能力。 在这个背景下，企业内的 IT 基础设施技术平台亟需标准化的对立治理。
而 Kubernetes 灵便的架构能力，使得 K8s 为代表的云原生技术成为这个“标准化企业 IT 对立治理平台”的最佳载体。首先，通过 K8s 南向与资源层的各类标准化接口，企业可能轻松实现基础设施资源的对立治理，其次，通过 K8s 的北向标准化利用 API 与 CRD 扩大能力，企业可能不便地对立治理下层各类业务，实现业务架构的对立，最初，通过 K8s 社区以 Operator、Helm 为代表的各类利用治理规范，企业可能构筑对立的 IT 应用服务目录，实现利用的共享，构筑对立的 IT 利用治理平台。
因而，在将来，企业内现存的各类根底软件平台，典型的包含以 DevOps 继续交付、微服务化开发为代表的利用与微服务平台，以 AI、大数据、批量计算为代表的数据平台，以及面向 5G、物联网、视频等场景的边缘平台，都将会对立到基于 K8s 的“云原生架构的技术平台”之上。从而，企业基于云原生技术平台将会真正实现对企业内各类业务的对立治理。
华为云保持构建标准化、开源、凋谢的云原生技术平台
而华为云最早于 2018 年起即察看到了这一技术趋势，在容器全栈产品中构建了 Vessel 云原生技术平台，次要包含了以容器引擎 iSula、容器网络 Yangtse、容器存储 Everest 为代表的面向对立资源层的云原生基础设施组件，以及利用调度 Volcano、云边协同框架 KubeEdge、利用网格 Terrace、监控与治理 Glacier 为代表的面向对立应用层的云原生利用平台组件。并且，向下与华为云擎天软硬一体化架构相结合，面向各行业用户，提供企业级高牢靠、高性能，凋谢、易用的云原生技术平台。
华为云保持构建标准化、开源、凋谢的云原生技术平台，不仅深度参加社区内包含 K8s、Istio、Federation 等外围我的项目，而且将本身产品的外围能力对外开放。华为云别离于 2018 年、2019 年开源了 KubeEdge 边缘计算我的项目、Volcano 批量计算我的项目，并募捐给了 CNCF 基金会，失去了社区的积极响应。这两个我的项目目前都在国内外多个企业理论生产环境失去了利用。
目前 KubeEdge 也行将进入 CNCF incubator 孵化阶段。在基础设施层，华为云在运行时、网络、存储、异构设施等方面都宽泛参加或凋谢了多个开源我的项目，将华为云在基础设施层的丰盛积攒与社区共享，独特促成 Kubernetes 以及 CNCF 云原生社区的疾速翻新与倒退。
云原生核心技术劣势
云曾经能够为咱们提供稳固能够唾手可得的基础设施，然而业务上云成了一个难题，Kubernetes 的呈现与其说是从最后的容器编排解决方案，倒不如说是为了解决利用上云（即云原生利用）这个难题。包含微服务和 FaaS/Serverless 架构，都能够作为云原生利用的架构。
那么云原生到底为什么这么受欢迎呢？总得来说有以下几大劣势：
- 利用容器和服务网格等技术，解耦软件开发，进步了业务开发部署的灵活性和易维护性
- 以 Kubernetes 为外围的多层次、丰盛的开源软件栈，被各大厂商反对，用户抉择多，防止厂商绑定
- 以 K8s 为外围的松耦合平台架构，易扩大，防止侵入式定制 – K8s 已被公认是 platform for platform
- 通过核心编排过程动静治理和调度利用 / 微服务，进步工作效率和资源利用率
上面以两个云原生的代表技术为例，来帮忙大家加深了解。
- 云原生代表技术：Kubernetes 的申明式 API – 面向开发者提供全新分布式原语
Kubernetes 的最大亮点之一必然是它的申明式 API 设计，所谓的申明式就是通知 kubernetes 你要什么，而不是通知它怎么做命令。日常业务开发过程中，尽管惯例的资源根本满足需要，然而这些惯例的资源大多仅仅是代表绝对底层、通用的概念的对象，某些状况下咱们总是想依据业务定制咱们的资源类型，并且利用 kubernetes 的申明式 API，对资源的增删改查进行监听并作出具体的业务性能。
有了自定义资源定义 API，开发者将不须要逐个进行 Deployment、Service、ConfigMap 等步骤，而是创立并关联一些用于表述整个应用程序或者软件服务的对象。API 对象彼此互补、可组合。除此，还能应用自定义的高阶对象，并在这些高阶对象的根底上创立底层对象。
- 云原生代表技术：服务网格 – 剥离业务代码和分布式框架
服务网格通过非侵入式的形式接管利用的服务通信。对于每个业务单元 / 模块来说，他们甚至不须要对网络通信、负载平衡等有任何的感知。
服务网格提供细粒度流量治理，包含灰度公布、故障注入、可观测性反对等能力，挺高了业务利用的易维护性。对于企业开发者来说，服务网格能够很好地帮忙他们剥离业务代码和分布式框架，平台团队聚焦框架层的开发和调优，业务团队聚焦业务自身的开发。
三大翻新正式开启 CloudNative 2.0 时代
以后 Cloud Native 1.0 时代，尽管云原生在肯定水平上放慢了利用开发、简化了运维，但因为云原生技术聚焦在应用层，以后与云基础设施只是简略叠加的“云原生 ON 基础设施”架构。此时就会为企业带来繁多的利用生态、单数据中心架构和利用于资源割裂都已成为以后企业大规模落地云原生仍面临挑战。
为此，华为云推出的云原生基础设施解决方案，提出“云原生 IN 基础设施”的交融架构，将云原生推动到 Cloud Native 2.0，构建以利用为核心的云原生基础设施的时代。
- 重定义基础设施： 华为云基于擎天架构实现了以利用为核心的资源调度，并且联合软硬协同技术，为企业提供极致性能、极致老本、极致体验的云原生基础设施。
- 新赋能泛在利用： 华为云基于云原生集群联邦、边云协同等技术打造了多云与边云协同治理平台，可能帮忙企业构建高效、牢靠、跨云的对立业务平台，提供多云统一的治理体验。针对边缘场景，华为云边缘 IEF 提供了边云协同计算框架、离线自治、网络防抖动与故障自愈等技术，帮忙企业将业务延长至边缘，构筑云原生边云业务平台。
- 再降级利用架构： 华为云保持构建凋谢、标准化的利用生态，其中，基于云原生 Operator 框架实现了各类分布式中间件的标准化生命周期治理，为企业应用构建对立的散发、上线、运维平台；基于 Istio 打造的应用服务网格降级了企业的服务治理模式，实现业务的非侵入式微服务治理，打造对立的利用治理架构；Volcano 批量计算引擎为企业各类 AI、大数据、离线与实时计算类业务提供高效的调度能力，帮忙企业疾速构建智能化数据计算业务，打造对立的利用计算平台。
CNCF 新星我的项目
边缘计算是对于云计算的补充和拓展，致力于让计算和连贯物离得更近，去构建万物互联的根底。基于云原生技术构建边缘计算平台，会带来联接广泛性、数据带宽优化、边缘业务离线自治、进步安全性、爱护隐衷四个方面的核心技术价值。然而，K8S 技术在利用过程中却面临着边缘资源受限、网络不畅、如何离线自治、设施接入和治理的问题。
无论从边缘利用的散发, 边缘利用的可靠性还是边云协同的机制上, 云原生边缘计算有利于让边缘也具备像云一样的“弹性”, 让利用能够“顺滑”的部署到边缘, 放弃利用在边缘与云端的一致性。
通过更优的架构和技术实现，完满应答以后遇到的挑战。华为云推出了业界首个云原生边缘计算我的项目，且反对 Apache 2.0 协定的 KubeEdge，基于 Kubernetes 的架构体系并针对边缘场景提供了诸如离线运行能力、边云协同能力等多种非凡能力的反对，将云原生的生态和开发体验延长到边缘，面向开发者提供对立的开发、部署、治理视图，屏蔽边缘和云端的差别。
KubeEdge 通过 Kubernetes 构建，100% 兼容 K8s API、云边协同、边缘离线自治、极致轻量、海量设施反对等六大能力将 Kubernetes 的能力拓展到边缘。从 18 年 11 月份发表开源，19 年 3 月成为 CNCF 官网我的项目，20 年升级为 CNCF 孵化我的项目。社区贡献者超 460 人，社区成员单位超 35 家。作为 CNCF 首个云原生边缘计算我的项目，同时成为 K8s IoT edge WG 和 Akraino 社区边缘服务参考架构。
与此同时，在 AI、大数据向云原生迁徙的过程中，K8S 能力差距面临着资源分配 / 作业死锁、资源拓扑优化、工作之间的依赖关系、作业排队资源预留等能力差距。故此，华为云设计并开源了 Volcano 我的项目。
Volcano 是基于 Kubernetes 构建的下一代批量计算平台，提供作业管理、批量调度、依赖治理、资源预留等能力，反对包含 TensorFlow、Spark、MPI、Slurm 在内的多个业界支流计算框架，次要帮忙用户将 AI、大数据等资源耗费稳定大、计算密集型的业务从传统的 Batch、HPC 零碎疾速迁徙到云原生。
Volcano 于 2019 年 6 月份在 KubeCon 上海发表开源，目前公布了 3 个个性版本，受到多家企业的认可和反对，累计已有 70 多个开发者向我的项目奉献了代码。
如果你对云原生心愿作进一步理解和学习，欢送收看华为云 1024 程序员节的的各项技术演讲
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备注： 本文整顿自华为云云原生开源负责人在 1024 程序员节流动上的直播。
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