美林?jǐn)?shù)據(jù)技術(shù)專家團隊 | 基于容器打造云原生產(chǎn)品體系
2021-08-25 18:22:34
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現(xiàn)代云應(yīng)用內(nèi)往往承載著差異化的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和復(fù)雜的應(yīng)用服務(wù),一個穩(wěn)定而可靠的云原生產(chǎn)品體系在云應(yīng)用日常運維中顯得尤為重要。從助推企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、推動企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新發(fā)展的角度出發(fā)，提出一套“云原生”體系架構(gòu)，并對該架構(gòu)體系所研究的內(nèi)容及各分層結(jié)構(gòu)的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。
引言
伴隨著虛擬技術(shù)的成熟及分布式應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)普及，大多數(shù)企業(yè)逐漸接受了基于云平臺來發(fā)展企業(yè)自身業(yè)務(wù)的方式，傳統(tǒng)硬件服務(wù)器部署方式的弊端慢慢呈現(xiàn)出不能滿足業(yè)務(wù)拓展的需求，在此背景下“云原生”的概念隨之而生。
Matt Stine于2013年在首次提出“云原生”概念，并于2015年在其出版的書籍《遷移到云原生架構(gòu)》中對這個概念進(jìn)行了進(jìn)一步的闡述。但是直到今天不同的組織及學(xué)者對“云原生”的定義仍存在差異，其中CNCF（云原生計算基金會）對云原生的定義是：云原生技術(shù)有利于各組織在公有云、私有云和混合云等新型動態(tài)環(huán)境中，構(gòu)建和運行可彈性擴展的應(yīng)用。認(rèn)為“云原生”是基于云計算來解決現(xiàn)有本地部署技術(shù)瓶頸的架構(gòu)思想，是企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的思想先行，是充分利用現(xiàn)有云平臺、實現(xiàn)項目的快速開發(fā)、交付、運維及管理的一套技術(shù)體系和方法論。
基于容器化云原生產(chǎn)品的架構(gòu)體系，可以在內(nèi)部產(chǎn)品業(yè)務(wù)復(fù)雜、數(shù)據(jù)大、服務(wù)多、跨部門協(xié)作較多、運維成本高等特點的情況下，幫助降低企業(yè)在項目部署及運維過程中的成本，提升企業(yè)的效益。
云原生體系設(shè)計
從技術(shù)理論及架構(gòu)設(shè)計兩個角度出發(fā)來闡述公建設(shè)的“云原生”體系及它是如何實現(xiàn)迅速部署、持續(xù)交付等特點及優(yōu)勢。
1、體系內(nèi)容
根據(jù)CNCF（云原生計算基金會）對“原生云”的定義及結(jié)合公司技術(shù)平臺研發(fā)的現(xiàn)狀，將從微服務(wù)、API驅(qū)動、智能運維及容器化四個方面來實現(xiàn)對云原生的建設(shè)。
微服務(wù)是軟件架構(gòu)演化過程中一種全新系統(tǒng)架構(gòu)思想，微服務(wù)可以解決單體應(yīng)用，可以實現(xiàn)應(yīng)用的原子化部署，將復(fù)雜的業(yè)務(wù)簡單化，各應(yīng)用之間可以實現(xiàn)分而治之，并且可以降低業(yè)務(wù)的耦合；
容器是微服務(wù)虛擬化應(yīng)用部署的載體，可以通過將應(yīng)用在其內(nèi)部“封裝”起來以實現(xiàn)應(yīng)用之間的相互隔離，此類隔離可以有效提高應(yīng)用的整體敏捷性和可維護(hù)性，并且其自身會受到調(diào)度的管理以此來優(yōu)化資源，通過將應(yīng)用“裝”起來的方式實現(xiàn)應(yīng)用之間的相互隔離；
智能運維指在將人的運維知識、經(jīng)驗與可視化操作、智能分析、智能監(jiān)控相結(jié)合，形成一系列的運維決策理論并將其融入到運維系統(tǒng)中，以此提升軟件項目在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上頻繁發(fā)布、快速部署、快速驗證降低軟件交付的成本；
API驅(qū)動實現(xiàn)服務(wù)之間的通信操作，可以有效地降低應(yīng)用之間通信、部署與運維的復(fù)雜度，可以有效地隔離直接操作底層數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)而引發(fā)的風(fēng)險，并且為應(yīng)用及服務(wù)的拓展提供了新的方式。
云原生內(nèi)容
2、體系架構(gòu)
關(guān)于 “云原生”的架構(gòu)，從助推企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、推動企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新發(fā)展的角度出發(fā)，提出了“云原生”體系架構(gòu)。這是美林?jǐn)?shù)據(jù)實現(xiàn)應(yīng)用云化的方法論，該理論是在現(xiàn)有公有云、私有云及混合云的基礎(chǔ)之上，以服務(wù)企業(yè)為理念通過現(xiàn)有主流的容器化技術(shù)來實現(xiàn)應(yīng)用的隔離操作，同時也融合了美林?jǐn)?shù)據(jù)在應(yīng)用可視化運維方面所涉及的產(chǎn)品體系及相關(guān)技術(shù)，為實現(xiàn)云應(yīng)用的可視化的管理操作提供了便捷的思路。
“云原生”體系架構(gòu)圖
“云原生”體系架構(gòu)自上而下可分為：管理服務(wù)層、容器服務(wù)層及平臺服務(wù)層。
（1）管理服務(wù)層
管理服務(wù)層在文章所描述的“云原生”的架構(gòu)設(shè)計中是為微服務(wù)化的項目提供一個可視化的運維操作平臺。在配置監(jiān)控等方面該平臺支持對應(yīng)用的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一配置等操作，在部署升級等方面該平臺實現(xiàn)了應(yīng)用的獨立部署、維護(hù)、擴展、升級等操作。同時在運維排錯方面接入了統(tǒng)一的日志中心及零侵入式的鏈路追蹤等功能。
（2）容器服務(wù)層
容器服務(wù)層設(shè)計的主要目的是為文章描述的“云原生”架構(gòu)提供高性能可伸縮的容器應(yīng)用管理能力，支持企業(yè)級容器化應(yīng)用的全生命周期管理；助力企業(yè)高效運行云端Kubernetes容器化應(yīng)用。
在整個容器化架構(gòu)的設(shè)計過程中采用開源的應(yīng)用容器引擎Docker來構(gòu)建微服務(wù)程序，并將微服務(wù)依賴關(guān)系一起打包到一個容器中，然后批量部署到不同的環(huán)境；采用開源的容器鏡像倉庫Harbor來實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部私有倉庫的搭建；采用容器集群管理系統(tǒng)Kubernetes來實現(xiàn)容器集群的自動化部署、自動擴縮容、維護(hù)等功能；采用開源的企業(yè)級容器管理平臺Rancher來驅(qū)動和適配不同環(huán)境的Kubernetes集群，為用戶屏蔽了Kubernetes的底層實現(xiàn)細(xì)節(jié)，提供統(tǒng)一的Rancher UI及Rancher API來實現(xiàn)在不同的Kubernetes集群里部署應(yīng)用的操作。
（3）平臺服務(wù)層
平臺服務(wù)層主要是依托現(xiàn)有的公有云、私有云、混合云等新型可動態(tài)伸縮的環(huán)境來構(gòu)建與運行可彈性擴展的應(yīng)用，以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)為載體提供基礎(chǔ)架構(gòu)，整合大規(guī)?？蓴U展的計算、存儲、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等分布式計算資源進(jìn)行協(xié)同工作的超級計算模式來為容器服務(wù)層提供服務(wù)。
小結(jié)
本文提出的美林?jǐn)?shù)據(jù)“云原生”體系架構(gòu)，可以適用于企業(yè)云應(yīng)用的建設(shè)，幫助企業(yè)實現(xiàn)從內(nèi)部資源的集成到外部資源管理的一體化平臺需求，構(gòu)建內(nèi)外融合的生態(tài)圈，實現(xiàn)統(tǒng)一資源調(diào)配、集中管控、智能監(jiān)測、靈活擴展。立足于為企業(yè)提供一個配置可視化、交付敏捷化、服務(wù)擴展彈性化及云應(yīng)用可移植化的架構(gòu)體系。
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