云原生與DevOps，你夠個(gè)么？

一、云原生緣起

云原生的概念為何在近兩年突然興起？

商業(yè)模式?jīng)Q定了產(chǎn)品形態(tài)，產(chǎn)品決定了研發(fā)模式，研發(fā)模式又決定了需要采用什么樣的技術(shù)。

傳統(tǒng)應(yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、VUCA時(shí)代的應(yīng)用，所處的不同時(shí)代引發(fā)的不同需求，由此帶來對(duì)技術(shù)的不同要求。

以往傳統(tǒng)的應(yīng)用需求是相對(duì)固定的，通常以項(xiàng)目化運(yùn)作，用戶的訪問量可以預(yù)測(cè)，容量是有限的，對(duì)停開機(jī)的要求也沒有那么嚴(yán)格；而互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的特征是：需求持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)品化而非項(xiàng)目制（產(chǎn)品與項(xiàng)目的本質(zhì)區(qū)別是什么？留給讀者探討），用戶量并非線性往往會(huì)有陡增陡降，7x24小時(shí)是基本要求；到現(xiàn)在我們經(jīng)常講的VUCA時(shí)代，商業(yè)邊界，業(yè)務(wù)層面是完全不可預(yù)知的，即便是對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)原住民都是巨大的挑戰(zhàn)，要求快速地嘗試、快速探測(cè)、快速的感知，應(yīng)用是服務(wù)化的方式提供（服務(wù)與產(chǎn)品的本質(zhì)區(qū)別又是什么？同樣留給讀者探討），業(yè)務(wù)敏捷性前提之下，對(duì)技術(shù)體系的持續(xù)發(fā)布、分布式海量并發(fā)、灰度發(fā)布和線上測(cè)試都是基本訴求。

業(yè)務(wù)的敏捷性持續(xù)發(fā)布，應(yīng)用平臺(tái)的彈性訴求，商業(yè)環(huán)境的變化，這是整個(gè)云原生產(chǎn)生的時(shí)代背景。

二、企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)發(fā)展歷程

微服務(wù)是指開發(fā)一個(gè)單個(gè)小型的但有業(yè)務(wù)功能的服務(wù)，每個(gè)服務(wù)都有自己的處理和輕量通訊機(jī)制，可以部署在單個(gè)或多個(gè)服務(wù)器上，其特點(diǎn)有：

組件化、松耦合、自治、去中心化

一組小的服務(wù)

獨(dú)立部署運(yùn)行和擴(kuò)展

獨(dú)立開發(fā)和演化

獨(dú)立團(tuán)隊(duì)和自治

企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)的演化路徑，從單體到網(wǎng)狀集成，再到ESB的出現(xiàn)，以至微服務(wù)架構(gòu)分布式集成。架構(gòu)是服務(wù)于應(yīng)用的，而應(yīng)用是服務(wù)于業(yè)務(wù)的。整體架構(gòu)的演進(jìn)過程，就是前面講到業(yè)務(wù)環(huán)境變化的體現(xiàn)。

三、微服務(wù)有高度，采納需謹(jǐn)慎

Martin Fowler撰文說，You must be this tall to use microservices。

微服務(wù)諸多的好處不必強(qiáng)調(diào)，但微服務(wù)并非包治百病，也并非任何階段任何團(tuán)隊(duì)都應(yīng)該或者可以采納的。微服務(wù)有高度，采納需謹(jǐn)慎。

微服務(wù)化所帶來架構(gòu)和開發(fā)階段的便利性，其代價(jià)是部署時(shí)和運(yùn)行時(shí)的管理復(fù)雜性極度增加；整體復(fù)雜度不變，只是由開發(fā)時(shí)轉(zhuǎn)為運(yùn)行時(shí)，此外還帶來分布式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理的復(fù)雜性。

服務(wù)拆分解耦的結(jié)果，服務(wù)可以獨(dú)立的部署與發(fā)布，但運(yùn)行時(shí)服務(wù)的治理，包括注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)、熔斷等，都是需要思考和精心設(shè)計(jì)的。

此外，微服務(wù)的小而自治的團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該如何管理？多小算小？如何定義自治？在架構(gòu)的去中心化和分布式趨勢(shì)下，團(tuán)隊(duì)的去中心化管理對(duì)傳統(tǒng)的管理理念則是巨大的挑戰(zhàn)。

四、云原生能力構(gòu)建

真正做到云原生的成功，我的總結(jié)是一個(gè)中心三個(gè)基本點(diǎn)：

1、一個(gè)中心

以業(yè)務(wù)的價(jià)值交付為中心，達(dá)到快速與高效的交付價(jià)值，并且在規(guī)模化擴(kuò)展的同時(shí)，兼顧可靠性、靈活性等。

2、三個(gè)基本點(diǎn)

1）架構(gòu)層面

采用服務(wù)化架構(gòu)/微服務(wù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)全面解耦：把系統(tǒng)劃分多個(gè)功能內(nèi)聚、粒度合適、業(yè)務(wù)邊界清晰、獨(dú)立自治的服務(wù)/微服務(wù)。以（微）服務(wù)為單位演進(jìn)系統(tǒng)架構(gòu)，演進(jìn)式的以絞殺者模式，而不是革命式的一次性改造；單個(gè)（微）服務(wù)以大于一個(gè)的無狀態(tài)進(jìn)程運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自身的高可用和負(fù)載均衡；把業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分布到不同的（微）服務(wù)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的垂直切分；

通過API，重用云原生公共服務(wù)提供的基礎(chǔ)能力和架構(gòu)能力：內(nèi)部每個(gè)（微）服務(wù)須充分利用原原生的公共服務(wù)提供底層基礎(chǔ)能力，例如微服務(wù)管控與生命周期管理服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、消息隊(duì)列服務(wù)、緩存服務(wù)等；內(nèi)部每個(gè)（微）服務(wù)須充分利用應(yīng)用與資源編排服務(wù)，實(shí)現(xiàn)部署、配置自動(dòng)化；

通過API，打造生態(tài)化經(jīng)濟(jì)：API是非常重要的方式，除了定義服務(wù)之間的業(yè)務(wù)邊界，更重要的是可以通過API的方式做整個(gè)生態(tài)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型中比如開放銀行，都是這樣的思路，搭一個(gè)平臺(tái)，通過各種合作伙伴在不同的行業(yè)、不同的領(lǐng)域提供相關(guān)的服務(wù)，這些服務(wù)是相互進(jìn)行連接，通過鏈接和網(wǎng)絡(luò)的思維來去做這個(gè)事情。華為云也在打造自己的API生態(tài)。

2）工程層面

系統(tǒng)與環(huán)境、流程、配置解耦：與架構(gòu)層面解耦相匹配，系統(tǒng)和環(huán)境、流程、配置等等需要解耦，工程層面也需要去相應(yīng)的匹配跟解耦。開發(fā)、測(cè)試、生產(chǎn)環(huán)境等價(jià)，屏蔽環(huán)境差異性；采納不可變的基礎(chǔ)設(shè)施（immutable infrastructure）；

構(gòu)建端到端的DevOps研發(fā)體系：研發(fā)流程標(biāo)準(zhǔn)化、敏捷化；嚴(yán)格的區(qū)分構(gòu)建、分布、運(yùn)行的準(zhǔn)入準(zhǔn)出，并進(jìn)行版本化和自動(dòng)化；全自動(dòng)化測(cè)試（單元測(cè)試、集成測(cè)試、自動(dòng)生成Mock依賴服務(wù)）；一切皆代碼，代碼、配置與環(huán)境嚴(yán)格分離，并進(jìn)行版本化和自動(dòng)化；（微）服務(wù)持續(xù)交付流水線（按需發(fā)布版本）；

研發(fā)運(yùn)維一體化：運(yùn)維和開發(fā)互相融合，高度協(xié)同，共擔(dān)職責(zé)；自動(dòng)監(jiān)控，持續(xù)可視化反饋，并最終傳導(dǎo)到開發(fā)團(tuán)隊(duì)；按需實(shí)時(shí)部署、配置熱加載實(shí)時(shí)生效；

使用自服務(wù)、敏捷的云化基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)：基礎(chǔ)設(shè)施以自服務(wù)的方式對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)提供。依賴底層云化基礎(chǔ)設(shè)施的計(jì)算服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供基礎(chǔ)運(yùn)行資源；使用云監(jiān)控服務(wù)監(jiān)控自身的運(yùn)行狀態(tài)包括基礎(chǔ)資源使用狀態(tài)、自身業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)自身運(yùn)行狀態(tài)觸發(fā)相應(yīng)的運(yùn)維事件，實(shí)現(xiàn)彈性伸縮、故障自愈等關(guān)鍵架構(gòu)特征；

核心度量外部指標(biāo)：業(yè)務(wù)層面的核心的一個(gè)業(yè)務(wù)指標(biāo)叫TTM，在DevOps有另外一個(gè)詞叫Lead Time，就是你的前置時(shí)間，從業(yè)務(wù)需求提出來那一刻起，到這個(gè)業(yè)務(wù)需求上線的時(shí)間叫前置時(shí)間，這個(gè)是可以被客戶可知的，所以是端到端的業(yè)務(wù)指標(biāo)。技術(shù)層面，對(duì)應(yīng)的有多個(gè)前置時(shí)間，工程這一側(cè)的，則是從提交代碼那一刻起，一直到代碼上線，這段時(shí)間是完全工程可控的，理論上應(yīng)該是控制在分鐘級(jí)。這個(gè)指標(biāo)，也是華為云最為看重的一個(gè)。

3）組織層面

遵循康威定律：應(yīng)用的架構(gòu)和組織架構(gòu)之間是高度的匹配，單體的應(yīng)用，逐漸到服務(wù)化的方式，到逐漸分布式的模式。組織架構(gòu)也是轉(zhuǎn)移到自組織，沒有一個(gè)唯一的中心在里面，自組織團(tuán)隊(duì)的敏捷性與多樣性需要兼顧。整個(gè)團(tuán)隊(duì)的規(guī)模，典型的就是5-10人規(guī)模；

全功能團(tuán)隊(duì)：從全功能團(tuán)隊(duì)一直到云化的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)。以服務(wù)為單位組織整個(gè)團(tuán)隊(duì)，涵蓋設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試、發(fā)布、部署、運(yùn)維全流程職能；開發(fā)人員、發(fā)布工程師、IT和運(yùn)維之間可信合作；

云化運(yùn)維團(tuán)隊(duì)：基于云平臺(tái)的提供的監(jiān)控、報(bào)警等能力，成立專門的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的質(zhì)量，保障系統(tǒng)可用性和業(yè)務(wù)無中斷的升級(jí)、回滾；

自主經(jīng)營(yíng)，面向服務(wù)的全生命周期：逐漸轉(zhuǎn)型為自主經(jīng)營(yíng)的全功能團(tuán)隊(duì)。除了技術(shù)棧是全功能以外，每一個(gè)服務(wù)化的團(tuán)隊(duì)都需要面向服務(wù)進(jìn)行全生命周期的考慮，除了技術(shù)層面的怎么樣去產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)出來部署，架構(gòu)層面保持優(yōu)美，更多的還需要去考慮商業(yè)層面的東西，需要考慮服務(wù)定位，考慮產(chǎn)品上線以后，運(yùn)營(yíng)層面應(yīng)該做什么事情，應(yīng)該做什么樣的拉新的活動(dòng)，怎么樣促活，怎么樣留存。整個(gè)團(tuán)隊(duì)都需要有商業(yè)思維和產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)的思維。這是整個(gè)思維上的轉(zhuǎn)變，去考慮這個(gè)服務(wù)為什么這么做、誰去用、用的場(chǎng)景是什么，怎樣完成商業(yè)的閉環(huán)。

五、持續(xù)交付實(shí)施框架

關(guān)注七大領(lǐng)域，持續(xù)優(yōu)化交付粒度，加快交付速度，提升交付質(zhì)量。

云原生架構(gòu)與DevOps的落地與轉(zhuǎn)型，需要從團(tuán)隊(duì)模型、分支模型、測(cè)試模型、技術(shù)架構(gòu)、部署模型、基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫模型等七大領(lǐng)域進(jìn)行相應(yīng)的匹配。

上圖是以發(fā)布頻度為抓手，從100天發(fā)布一次，逐步的十倍速增長(zhǎng)，到10天發(fā)布一次，在兩個(gè)階段點(diǎn)，從七個(gè)維度來看，需要匹配與采納的實(shí)踐是什么。

所以這是一張能力演進(jìn)的地圖，我們可以清晰得看到自己業(yè)務(wù)當(dāng)前所需要的發(fā)布節(jié)奏是怎樣，當(dāng)十倍速的走到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，方向在哪里，有的放矢的進(jìn)行相應(yīng)的采納。

與此同時(shí)，這也是一個(gè)量變到質(zhì)變的過程，持續(xù)優(yōu)化交付粒度，加快交付速度，提升交付質(zhì)量。從100天發(fā)布1次，到最后的1天發(fā)布100次，10000倍的增長(zhǎng)，回過頭來看，就是一個(gè)升維的過程。

六、云原生時(shí)代的DevOps體系框架

云原生時(shí)代的DevOps體系框架，也需要

從商業(yè)決策上由基于Gate（Charter/DCP）的業(yè)務(wù)決策，轉(zhuǎn)變?yōu)榛贠BP的周期性審視；

從服務(wù)化組織上，支持E2E全功能團(tuán)隊(duì)，開發(fā)運(yùn)維一體化，對(duì)團(tuán)隊(duì)充分授權(quán)；

從架構(gòu)上進(jìn)行服務(wù)化解耦，支持按服務(wù)小包獨(dú)立交付；從開發(fā)和運(yùn)維流程上，加強(qiáng)開發(fā)與運(yùn)維的協(xié)同，支持更短的周期，更快的反饋；

從IT工具環(huán)境上，重用已有的成熟工具，引入先進(jìn)的開源和商用軟件，實(shí)現(xiàn)輕量級(jí)端到端DevOps工具鏈；

從服務(wù)流程上，支持服務(wù)的獨(dú)立交付，自動(dòng)化的環(huán)境部署。

姚冬

華為云應(yīng)用平臺(tái)部首席技術(shù)布道師，資深云計(jì)算、DevOps與精益敏捷專家。中國(guó)DevOps社區(qū)核心組織者，IDCF社區(qū)聯(lián)合發(fā)起人，《敏捷無敵之DevOps時(shí)代》，《DevOps業(yè)務(wù)視角》，《敏捷開發(fā)知識(shí)體系》《DevOps最佳實(shí)踐》等書作（譯）者。華為云HCIP DevOps Engineer構(gòu)建者, SAFe SPC規(guī)模化敏捷咨詢師, CSM, Management 3.0，F(xiàn)acilitation for Agilists，DevOps沙盤官方授權(quán)教練，埃里克森認(rèn)證教練。

DevOps 微服務(wù) 云原生

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