简介：云原生是近几年最火爆的技术热词之一，简直所有的云计算产品都会或多或少跟云原生产生关联，云原生正在重塑整个软件的生命周期。但到底什么是云原生？云原生带来的最大的技术创新和将来机会是什么？以及，围绕云原生，是否能够构建出一套云上的开发和运维体系，打造新一代研发平台，实现研发效率的最大化？
作者 | 叔同
起源 | 阿里技术公众号
云原生是近几年最火爆的技术热词之一，简直所有的云计算产品都会或多或少跟云原生产生关联，云原生正在重塑整个软件的生命周期。但到底什么是云原生？云原生带来的最大的技术创新和将来机会是什么？以及，围绕云原生，是否能够构建出一套云上的开发和运维体系，打造新一代研发平台，实现研发效率的最大化？
以下内容整顿自阿里云云原生利用平台负责人丁宇（叔同）在阿里外部的技术分享，心愿帮忙技术同学更好地了解云原生。
丁宇（叔同）
我常常在电梯里听见一些同学在探讨云原生，大家会问云原生为什么这么火。咱们将工夫线倒推 20 年，过后最风行的是企业软件架构，企业应用 ERP、CRM 做信息化改革。十年前，生产互联网开始崛起，那个年代最风行的是互联网技术；而明天是产业互联网流行的时代，在云计算疾速倒退的背景下，企业须要减速数字化翻新，打造数字韧性能力，云原生应运而生。
一 因云而生的云原生
什么是云原生？这是很多同学都关怀的问题。云原生的代表技术包含容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和申明式 API。这些技术可能构建容错性好、易于治理和便于察看的松耦合零碎。联合牢靠的自动化伎俩，云原生技术使工程师可能轻松地对系统做出频繁和可预测的重大变更。
云原生是一种新的计算形式，让利用可能充沛应用云的计算劣势。只有联合云原生所提供的云服务，革新利用的架构，才可能更好地应用云原生技术，以及更好地构建弹性、稳固、松耦合的分布式应用，解决分布式复杂性问题。此外，对架构的革新还意味着相干的开发模式、交付形式、运维形式等都要随之扭转，比方，采纳微服务架构重写利用、用申明式 API 和自动化工具降级运维形式等。简略来说，云原生使得整个软件的生产流水线都产生了微小的变动，而具体的变动水平又取决于企业对云原生的应用水平。
那么，云原生和云计算的区别是什么？咱们认为，云原生是云计算的再降级。云计算的劣势是资源、计算、存储、网络的池化，这种池化带来的益处是大规模的粗放性治理，弹性、分布式无处不在，它能够用一种 API 进行运维治理，从而实现治理的自动化。明天，云原生技术只有跟云联合起来能力实现它的使命，去构建那些具备高弹性、可扩大、松耦合、容错性好等个性的零碎。
云原生和云计算联合在一起是什么？就是云原生产品。明天，阿里云对于云原生有一个定义，叫生于云、长于云，因云而生的产品、技术、软件、硬件、架构，咱们认为它都是云原生。以阿里云为例，咱们提供了大数据、中间件、数据库、平安、音视频，以及云原生网络、弹性裸金属服务器、存储等，这些都是云原生产品。从这个维度来看，云原生的外延被极大地丰盛了。而从企业客户的角度，云原生就是企业构建了新一代的软件架构，也就是云原生架构。
二 阿里巴巴 15 年云原生实际
2006 年，咱们开始摸索互联网分布式架构，这也是阿里巴巴云原生实际的终点。之所以要做互联网分布式架构，是因为过后淘宝在疾速倒退过程中遇到了一些艰难，比方 300 人开发 3 个零碎，这会带来一些抵触问题，如代码公布、代码合并等，这些抵触导致研发团队的效率大幅降落，业务推动不够麻利。因为这些痛点，咱们提出要做服务化的拆分，也就是分布式系统。在 2008 年淘宝实现了服务化拆分，造成了三大外围中间件，并对行业进行了开源。
2011 年，咱们开始推动容器化的落地。为什么要做容器化？要晓得，在 2011 年寰球做容器化革新的公司都比比皆是。要做容器化次要是因为咱们开始重点关注资源利用率的问题，从资源的供应层面，过来有几种状态，比方用纯正的物理机，这就意味着部署密度比拟粗，因而利用率不高。如果用虚拟化进行隔离，就会产生肯定的资源耗费。在 2011 年，阿里巴巴开始做容器化技术改造——T4 我的项目。容器解决了三个外围问题，一是部署密度，二是运维效率，三是资源隔离。随着 Docker 的呈现，其容器镜像的标准化能力对主动运维产生了十分强的推动，保障容器能够实现标准化的交付。基于此，阿里巴巴将 Docker 集成，推动更标准化的云原生技术。
2015 年，当咱们的技术和产品成熟之后，就开始推动产品技术的商业化，并拥抱云原生规范。在这段过程里，阿里巴巴本身的业务倒退也开始全面享受云计算红利。比方双 11、双 12 这样峰值型业务，如何通过云平台去解决资源池化后带来的极致弹性能力？从 2015 年开始，阿里云开始撑持阿里巴巴双 11，与此同时，咱们开始落地容器的对立调度以及底层资源池的对立。除此之外，咱们也发展了多种工作，比方混合部署，实现技术栈的对立、数据的对立，从而大幅升高了资源老本，晋升了运维效率，更好地推动业务的智能化。
能够构想一下，一家公司有 1 万名工程师，如果能够晋升 10% 的研发效率，就能节约 1000 名工程师，这极大地开释了咱们的生产力。进一步，如果咱们能有一些更高效的平台，更先进的办法和流程，并融入到技术体系中，就会给技术人员的产能带来微小的晋升。
2019 年，对于阿里云而言意义重大。在这一年，阿里云撑持了阿里巴巴双 11 外围零碎 100% 上云，在线业务容器规模近 200 万、100% 采纳神龙裸金属服务器、计算性价比晋升 20%。紧接着在 2020 年，咱们又实现了外围零碎 100% 云原生化，云原生产品开始全面撑持团体大促，并成为寰球最大规模云原生实际的新底座。这背地的原动力，就是利用云原生的平台、产品、工具，实现利用云上生、云上长。
事实上，基于服务器的云服务并不是云时代的终态。试想一下，如果服务器的概念被进一步形象，那么与服务器无关的保护工作都会变成由云来承当，这就是咱们常说的 Serverless。过来十年，云正在逐渐向 Serverless 演进。2016 年，阿里云公布的函数计算提供了函数级形象，2019 年公布的 SAE 提供了利用级形象，这些产品都抹去了服务器的概念，让用云形式失去极大的简化，并逐步成为趋势。
三 阿里云对云原生的断言
在企业上云的趋势下，咱们看到越来越多的企业和开发者开始把业务与技术向云原生演进。在云原生时代，云产品的外围竞争力是什么？在我看来，云产品的立身之本就是继续要做先进生产力的代表，这就要求云产品具备硬核的技术能力，并能实现疾速迭代。对于任何一家企业而言，本身的零碎是很难具备如此倔强的生命力和竞争力。所以，阿里巴巴在 2020 年全面切换为云原生产品撑持大促，一是认准了云原生技术趋势，二是云产品给阿里巴巴外部的研发效力、资源利用率带来极大的晋升。
基于此，阿里云对云原生提出了三个断言：
首先，容器 +K8s 将成为云计算的新界面。容器彻底改变了云的应用形式，它解决了许多问题的同时，还发明了新的架构可能性。容器化是搭建云原生的要害，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底座。容器向上撑持多种工作负载和分布式架构，向下封装基础设施，屏蔽底层架构和异构环境的差异性，并可能造成利用的打包镜像散发交付规范。阿里云容器服务 ACK 向下封装了 30 款云产品，对于整个自动化运维和云平台的交互造成了一个新的界面，从而晋升了零碎的弹性能力和自动化运维能力。同时，容器也推动了软硬一体化的降级，如神龙裸金属服务器。
其次，对于开发者而言，云原生正在重塑整个软件生命周期。咱们看到云原生向下延长推动软硬一体化，向上延长推动架构现代化，程度延长解决研发运维全生命周期的挑战，包含代码开发、DevOps、CICD 流程、运维监控、可观测等。云原生与开发者的整个开发流程非亲非故，是开发者不可漠视的重要助力。
最初，对于企业而言，云原生是企业数字翻新的最短门路。云原生对于企业技术演进的价值在于：首先是基础设施的云化，以容器为代表，将基础设施十分平滑地搬到云上，帮忙企业实现基础设施的云化。二是核心技术互联网化，云原生将互联网技术以标准化的形式传递给传统线下企业，互联网的技术、思路、理念、组织状态可助力传统企业能力降级，实现低耦合、可扩大、小步快跑、疾速迭代、麻利开发、业务疾速上线等。三是云原生驱动利用架构向现代化演进。咱们常说“一云多芯”“云边一体”等理念，就是为了解决企业数据化、智能化、挪动化问题。在云原生技术体系下，云原生能够更好地推动企业 IT 体系改革。四是多中台。云原生帮忙企业构建业务中台、数据中台、AI 中台等，因为数字化转型的要害就是用数据将业务进行数字化和智能化降级，从而更好地驱动业务迭代和翻新。
阿里云领有国内最丰盛的云原生产品家族，有超过 100 款云原生产品，近千个技术解决方案，包含云原生 DevOps、aPaaS& 微服务、音讯和事件驱动、利用工具、Serverless 架构等，以及云原生数据库、大数据 /AI、利用交付和平安能力等。能够说，一家企业诞生于云原生时代，能够把本人的 IT 体系基于云去构建，阿里云在其中能够提供最残缺的技术计划和产品体系。
云原生不是垄断的技术，阿里云也不是通过垄断的形式博得客户，必须要靠先进的技术理念和硬核的技术实力。阿里云容器服务曾经间断三年入选 Gartner 公共云容器竞争格局，产品丰盛度与成熟度持续保持寰球领先水平；阿里云入选 Forrester FaaS 领导者象限，函数计算产品能力寰球当先；阿里云入选 Gartner APM 魔力象限，国内惟一云厂商，产品能力和策略愿景取得分析师高度认可。
四 云原生驱动全云开发时代的到来
在云原生疾速倒退过程中，也看到了一些趋势：比方容器 +K8s 成为技术基础设施。容器让利用运行时与环境解耦，K8s 让资源管理和基础设施解耦，向下封装基础设施层，屏蔽底层架构差异性，连贯异构算力，云边端一体化，构建分布式云；向上撑持多种异构工作负载，分布式、弹性可扩大、Mesh 化解耦，推动利用架构现代化演进。能够说，容器和 K8s 曾经变成了云计算时代的分布式操作系统。
咱们也看到云原生带来开发模式的变革。一份来自寰球开发者的调研显示，传统开发模式和云原生开发模式造成了显明的比照。云原生开发模式采纳模块化架构，通过标准接口和协定进行通信。在扩展性上，能够按需主动弹性扩大，并且具备良好的可移植性。这些个性曾经颠覆了传统开发模式。
除了在开发模式上的扭转，咱们也看到，在云原生的驱动下，一个新的开发时代正在到来。
2021 年底，68% 的机构会在生产环境中应用容器，比去年增长 39%，比两年前增长 240%。阿里在 2016 年实现了 100% 容器化，而在 2021 年，68% 的企业将在生产环境中应用容器，能够确定的是，容器曾经成为一个相对的趋势。
开发者云上开发志愿度达到 68%。大量开发者曾经感知到云上开发所带来的变动，包含前端 / 后端，网页、挪动端、小程序，逻辑、模型、组件等，云上开发带来了生产力的改良，效率的大幅晋升等。
到 2021 年底，25% 的开发者将应用 Serverless 产品。明天，咱们曾经开始鼎力投入 Serverless 产品，包含函数计算 FC、Serverless 利用引擎 SAE、Serverless 容器服务 ASK、无服务器基础设施 ASI、弹性容器实例 ECI 等。阿里云与淘系、高德、闲鱼也在摸索 Serverless 的更多单干，大家兴许没有感觉到 Serverless，但实际上很多技术曾经 Serverless 化了。
五 布局开源生态，推动全云开发与实际
阿里云领有国内最全面的云原生开源奉献。明天，阿里云在 GitHub 上开源我的项目总数超过 2600+，涵盖了大数据、云计算、AI、中间件、容器、Serverless 等畛域，领有超过 30000+ Contributor，超百万 GitHub Star，位列中国企业开源社区 GitHub 奉献榜首。这其中，一些开源我的项目也成为了该畛域的事实标准。比方 Dubbo 曾经成为国内影响力最大、应用最宽泛的开源微服务框架；RocketMQ 是国内首个互联网中间件的 Apache 顶级我的项目，也是长年霸榜国内第一的开源中间件我的项目。此外，咱们还有利用治理引擎 KubeVela，去年刚开源的阿里巴巴第一个边缘计算我的项目 OpenYurt，分布式高可用畛域的混沌工程工具 ChaosBlade、服务注册发现 Nacos 以及首个 Serverless 开发者平台 Serverless Devs 等。
面向整个技术社区，阿里云把研发多年的技术成绩回馈给寰球顶级基金会，如凋谢原子开源基金会、Apache 基金会等，阿里云致力于打造一个凋谢的、规范的、衰弱良性的技术生态。能够说，一位开发者想要基于云原生技术构建一套开源架构，齐全能够在阿里云生态里找到本人的解决方案。阿里云曾经服务了大量企业级头部的用户，如爱奇艺、虎牙直播、北方航空、安全科技等，同时正在构建一套凋谢规范的技术体系，服务于寰球开发者。
云原生最开始提出来的时候，是以资源集群治理与运维为切入点，然而明天如果要把所有的工作负载运行在一套基础设施之上，还不足对利用的治理。所以咱们提出，以利用为核心，关注点拆散，把开发运维基础设施、单干边界、协定、办法全副定义进去，也就是一站式利用治理与交付平台 KubeVela。往年 6 月，KubeVela 进入 CNCF Sandbox，目前镜像下载量冲破 30 万次，领有 20 多家寰球企业客户。往年也十分荣幸被信通院立项作为行业标准 OAM。
企业上云是趋势。阿里云在国内率先开源了自研 RocketMQ，成为 Apache 顶级开源我的项目。RocketMQ 为用户提供了高性能、高牢靠、低提早的音讯服务，成为业内风行的金融级业务音讯首选计划。
随同着云原生技术的倒退以及全面云化成为大势所趋，咱们看到泛滥企业客户对消息中间件的演进有着更深层次的诉求。接下来，咱们将在社区和商业同期公布 RocketMQ 5.0，全新定义“音讯、事件、流”一体化交融解决的新理念。RocketMQ 5.0 将在基础架构云原生化、音讯流式解决以及事件驱动三个方面带来变动。
首先，基于阿里云大规模生产实践的背景，RocketMQ5.0 将提供面向多种场景可调整的极简弹性架构，帮忙企业客户在资源弹性、运维复杂度、业务生态翻新等方面做好均衡；其次，RocketMQ5.0 将围绕高价值音讯数据提供全新轻量化设计的流式解决框架，不便企业开发者就近解决音讯计算和剖析；最初，面向未来，RocketMQ 5.0 会基于凋谢的规范，连贯云服务和开源生态，并配合 Serverless 开发模式，为用户提供低代码、无服务器的下一代事件驱动架构服务。
阿里云通过大量的投入开源，建设更多的技术标准，帮忙百万开发者应用更先进的云原生技术，让社区生态和云之间建设起十分好的连贯，助力企业和云的协同倒退。
去年双 11，阿里落地了寰球最大规模云原生实际。在 2016-2019 年，咱们用了将近 4 年工夫，让双十一的万笔交易成本降落 80%，往年双 11 无望实现新的冲破。其背地依附的是对立调度，混合部署，分时复用，高弹性能力，从而大幅晋升利用或集群的资源利用率。
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