為什么說容器的崛起預示著云原生時代到來？

近年來，云原生 （Cloud Native）可謂是 IT 界最火的概念之一，且隨著云計算普及進程的不斷加深，有愈演愈烈的趨勢。今天再談云原生已經不是少數幾個大企業的專屬，越來越多的企業正在擁抱它，享受它帶來的紅利。

說到云原生，我們就不得不先了解一下容器技術。作為一種先進的虛擬化技術，容器技術可謂是撐起了云原生生態的半壁江山，已然成為了云原生時代軟件開發和運維的標準基礎設施。在聊云原生之前，我們不妨從容器技術說起。

回顧云原生發展

整個云原生的生態蓬勃發展，也從Kubernetes項目本身發展到了如今內容豐富的宏大版圖。底層有眾多的容器運行時、容器存儲、容器網絡以及硬件加速器方案可以選擇；面向用戶層面，K8s的北向可以運行、對接各種業界主流的數據庫、中間件等。目前已有超過90個廠商提供了認證的K8s的云服務或者發行版，并提供了豐富的周邊軟件、服務的配套支持。

2015年Kubernetes 1.0版本發布，標志著K8s已經生產可用，眾多企業已經開始嘗試在生產環境使用Kubernetes。同年，專門負責以K8s容器為代表的云原生開源項目與技術的推廣與管理的CNCF云原生計算基金會成立，華為云是CNCF的初創會員之一。

短短兩年后，K8s已完成了對各類容器平臺的標準化統一。在2017年，各主流云廠商均已推出了Kubernetes Service，K8s成為了Container Service的代名詞。同年底，容器技術的先行者Docker公司也宣布在其企業版產品Docker EE中支持Kubernetes。至此，容器生態統一到了Kubernetes平臺之上。

到2020年，K8s即將要發布1.19版本，距離2015年的1.0已經有19個大版本發布，各項功能特性和接口API都已經趨于穩定，K8s已經進入了成熟期。未來社區將會如何發展？是否K8s的發展將會放緩了呢？恰恰相反，華為云云原生團隊認為，K8s將會進入更高速發展的階段，K8s將會與云計算的應用、平臺、設備各層次進行更深入的結合。

各類現代化的應用都將會運行在K8s之上，不僅僅是當前以互聯網App、WebService為代表的無狀態應用，而新型的諸如大數據、AI、分布式數據中間件等等有狀態應用，以及新型的邊緣應用也將會普遍運行在K8s之上，從而K8s將完成對各類現有平臺的歸一化，成為一個統一的應用運行的基礎平臺。而為了更好地支撐現代化應用以及統一的基礎技術平臺，下層的各類設備包括虛擬化計算/網絡/存儲、裸金屬服務器以及專用芯片如AI、高性能網絡、高性能存儲等等都會與K8s更緊密的配合，通過軟硬一體化的方案來為上層應用提供更高性能、更穩定可靠、更高效的基礎設施。與“應用、平臺、設備”三個層面的協同，意味著K8s將真正成為“云的OS” – Cloud OS。

從行業來看，各類企業目前處于以5G、AI、邊緣、VR、萬物互聯等等為代表的新技術爆發的時代，亟需優化企業業務運轉效率，加快業務創新能力。在這個背景下，企業內的IT基礎設施技術平臺亟需標準化的統一管理。

而Kubernetes靈活的架構能力，使得K8s為代表的云原生技術成為這個“標準化企業IT統一管理平臺”的最佳載體。首先，通過K8s南向與資源層的各類標準化接口，企業能夠輕松實現基礎設施資源的統一管理，其次，通過K8s的北向標準化應用API與CRD擴展能力，企業能夠方便地統一管理上層各類業務，實現業務架構的統一，最后，通過K8s社區以Operator、Helm為代表的各類應用管理標準，企業能夠構筑統一的IT應用服務目錄，實現應用的共享，構筑統一的IT應用管理平臺。

因此，在未來，企業內現存的各類基礎軟件平臺，典型的包括以DevOps持續交付、微服務化開發為代表的應用與微服務平臺，以AI、大數據、批量計算為代表的數據平臺，以及面向5G、物聯網、視頻等場景的邊緣平臺，都將會統一到基于K8s的“云原生架構的技術平臺”之上。從而，企業基于云原生技術平臺將會真正實現對企業內各類業務的統一管理。

華為云堅持構建標準化、開源、開放的云原生技術平臺

而華為云最早于2018年起即觀察到了這一技術趨勢，在容器全棧產品中構建了Vessel云原生技術平臺，主要包括了以容器引擎iSula、容器網絡Yangtse、容器存儲Everest為代表的面向統一資源層的云原生基礎設施組件，以及應用調度Volcano、云邊協同框架KubeEdge、應用網格Terrace、監控與治理Glacier為代表的面向統一應用層的云原生應用平臺組件。并且，向下與華為云擎天軟硬一體化架構相結合，面向各行業用戶，提供企業級高可靠、高性能，開放、易用的云原生技術平臺。

華為云堅持構建標準化、開源、開放的云原生技術平臺，不僅深度參與社區內包括K8s、Istio、Federation等核心項目，而且將自身產品的核心能力對外開放。華為云分別于2018年、2019年開源了KubeEdge邊緣計算項目、Volcano批量計算項目，并捐獻給了CNCF基金會，得到了社區的積極響應。這兩個項目目前都在國內外多個企業實際生產環境得到了應用。

目前KubeEdge也即將進入CNCF incubator孵化階段。在基礎設施層，華為云在運行時、網絡、存儲、異構設施等方面都廣泛參與或開放了多個開源項目，將華為云在基礎設施層的豐富積累與社區共享，共同促進Kubernetes以及CNCF云原生社區的快速創新與發展。

云原生核心技術優勢

云已經可以為我們提供穩定可以唾手可得的基礎設施，但是業務上云成了一個難題，Kubernetes的出現與其說是從最初的容器編排解決方案，倒不如說是為了解決應用上云（即云原生應用）這個難題。包括微服務和FaaS/Serverless架構，都可以作為云原生應用的架構。

那么云原生究竟為什么這么受歡迎呢？總得來說有以下幾大優勢：

1. 利用容器和服務網格等技術，解耦軟件開發，提高了業務開發部署的靈活性和易維護性

2. 以Kubernetes為核心的多層次、豐富的開源軟件棧，被各大廠商支持，用戶選擇多，避免廠商綁定

3. 以K8s為核心的松耦合平臺架構，易擴展，避免侵入式定制 - K8s已被公認是platform for platform

4. 通過中心編排過程動態管理和調度應用/微服務，提高工作效率和資源利用率

下面以兩個云原生的代表技術為例，來幫助大家加深理解。

云原生代表技術：Kubernetes的聲明式API – 面向開發者提供全新分布式原語

Kubernetes的最大亮點之一必定是它的聲明式API設計，所謂的聲明式就是告訴kubernetes你要什么，而不是告訴它怎么做命令。日常業務開發過程中，雖然常規的資源基本滿足需求，但是這些常規的資源大多僅僅是代表相對底層、通用的概念的對象， 某些情況下我們總是想根據業務定制我們的資源類型，并且利用kubernetes的聲明式API，對資源的增刪改查進行監聽并作出具體的業務功能。

有了自定義資源定義API，開發者將不需要逐一進行 Deployment、Service、ConfigMap 等步驟， 而是創建并關聯一些用于表述整個應用程序或者軟件服務的對象。API對象彼此互補、可組合。除此，還能使用自定義的高階對象，并在這些高階對象的基礎上創建底層對象。

云原生代表技術：服務網格 – 剝離業務代碼和分布式框架

服務網格通過非侵入式的方式接管應用的服務通信。對于每個業務單元/模塊來說，他們甚至不需要對網絡通信、負載均衡等有任何的感知。

服務網格提供細粒度流量治理，包括灰度發布、故障注入、可觀測性支持等能力，挺高了業務應用的易維護性。對于企業開發者來說，服務網格可以很好地幫助他們剝離業務代碼和分布式框架，平臺團隊聚焦框架層的開發和調優，業務團隊聚焦業務本身的開發。

三大創新正式開啟CloudNative 2.0時代

當前Cloud Native 1.0時代，雖然云原生在一定程度上加快了應用開發、簡化了運維，但由于云原生技術聚焦在應用層，當前與云基礎設施只是簡單疊加的“云原生ON基礎設施”架構。此時就會為企業帶來單一的應用生態、單數據中心架構和應用于資源割裂都已成為當前企業大規模落地云原生仍面臨挑戰。

為此，華為云推出的云原生基礎設施解決方案，提出“云原生 IN 基礎設施”的融合架構，將云原生推進到Cloud Native 2.0，構建以應用為中心的云原生基礎設施的時代。

· 重定義基礎設施：華為云基于擎天架構實現了以應用為中心的資源調度，并且結合軟硬協同技術，為企業提供極致性能、極致成本、極致體驗的云原生基礎設施。

·?新賦能泛在應用：華為云基于云原生集群聯邦、邊云協同等技術打造了多云與邊云協同管理平臺，能夠幫助企業構建高效、可靠、跨云的統一業務平臺，提供多云一致的管理體驗。針對邊緣場景，華為云邊緣IEF提供了邊云協同計算框架、離線自治、網絡防抖動與故障自愈等技術，幫助企業將業務延伸至邊緣，構筑云原生邊云業務平臺。

·?再升級應用架構：華為云堅持構建開放、標準化的應用生態，其中，基于云原生Operator框架實現了各類分布式中間件的標準化生命周期管理，為企業應用構建統一的分發、上線、運維平臺；基于Istio打造的應用服務網格升級了企業的服務治理模式，實現業務的非侵入式微服務治理，打造統一的應用治理架構；Volcano批量計算引擎為企業各類AI、大數據、離線與實時計算類業務提供高效的調度能力，幫助企業快速構建智能化數據計算業務，打造統一的應用計算平臺。

CNCF新星項目

邊緣計算是對于云計算的補充和拓展，致力于讓計算和連接物離得更近，去構建萬物互聯的基礎。基于云原生技術構建邊緣計算平臺，會帶來聯接廣泛性、數據帶寬優化、邊緣業務離線自治、提高安全性、保護隱私四個方面的核心技術價值。然而，K8S技術在應用過程中卻面臨著邊緣資源受限、網絡不暢、如何離線自治、設備接入和管理的問題。

無論從邊緣應用的分發,邊緣應用的可靠性還是邊云協同的機制上,云原生邊緣計算有利于讓邊緣也具備像云一樣的“彈性”,讓應用可以“順滑”的部署到邊緣,保持應用在邊緣與云端的一致性。

通過更優的架構和技術實現，完美應對當前遇到的挑戰。華為云推出了業界首個云原生邊緣計算項目，且支持Apache 2.0協議的KubeEdge，基于Kubernetes的架構體系并針對邊緣場景提供了諸如離線運行能力、邊云協同能力等多種特殊能力的支持，將云原生的生態和開發體驗延伸到邊緣，面向開發者提供統一的開發、部署、管理視圖，屏蔽邊緣和云端的差異。

KubeEdge通過Kubernetes構建，100%兼容K8s API、云邊協同、邊緣離線自治、極致輕量、海量設備支持等六大能力將Kubernetes的能力拓展到邊緣。從18年11月份宣布開源，19年3月成為CNCF官方項目，20年晉級為CNCF孵化項目。社區貢獻者超460人，社區成員單位超35家。作為CNCF首個云原生邊緣計算項目，同時成為K8s IoT edge WG和Akraino社區邊緣服務參考架構。

與此同時，在AI、大數據向云原生遷移的過程中，K8S能力差距面臨著資源分配/作業死鎖、資源拓撲優化、任務之間的依賴關系、作業排隊資源預留等能力差距。故此，華為云設計并開源了Volcano項目。

Volcano是基于Kubernetes構建的下一代批量計算平臺，提供作業管理、批量調度、依賴管理、資源預留等能力，支持包括TensorFlow、Spark、MPI、Slurm在內的多個業界主流計算框架，主要幫助用戶將AI、大數據等資源消耗波動大、計算密集型的業務從傳統的Batch、HPC系統快速遷移到云原生。

Volcano于2019年6月份在KubeCon 上海宣布開源，目前發布了3個特性版本，受到多家企業的認可和支持，累計已有70多個開發者向項目貢獻了代碼。

云原生 容器 軟件開發

版權聲明：本文內容由網絡用戶投稿，版權歸原作者所有，本站不擁有其著作權，亦不承擔相應法律責任。如果您發現本站中有涉嫌抄襲或描述失實的內容，請聯系我們jiasou666@gmail.com 處理，核實后本網站將在24小時內刪除侵權內容。

版權聲明：本文內容由網絡用戶投稿，版權歸原作者所有，本站不擁有其著作權，亦不承擔相應法律責任。如果您發現本站中有涉嫌抄襲或描述失實的內容，請聯系我們jiasou666@gmail.com 處理，核實后本網站將在24小時內刪除侵權內容。