一、什么是云原生
大家好，通过前几章节的学习云原生的基础我们已经简单了解，借此机会和一些还未明白什么是云原生的小伙伴们探讨一下“什么是云原生”。云原生是一种构建和运行应用程序的方法，它基于容器、微服务和自动化运维等技术体系，旨在提高应用程序的高效性、可靠性和可扩展性，使其能够适用于各种不同的云平台。
从更广泛的角度来看，云原生不仅仅是一种技术方法，更是一种文化和潮流，代表着云计算时代的必然导向。云原生的出现，使得云能够成为云化战略成功的基石，而非障碍。它充分利用云计算的优势，整合了之前的云三层（IaaS、PaaS、SaaS），使得应用落地更加灵活高效。
云原生的意义在于，它改变了应用程序的构建和运行方式，使应用能够更好地适应云环境，并充分利用云的资源。具体来说，云原生具有以下显著特点：
- 微服务：云原生应用采用微服务架构，使得服务内聚更强、更加敏捷。每个微服务都是一个独立的单元，可以独立部署、更新和扩展，从而提高了系统的灵活性和可维护性。
- 容器化：容器化技术为微服务提供了实施保障，通过轻量级的虚拟化技术，使得每个服务都能被无差别的封装到容器中，从而实现了应用隔离和资源的灵活调度。
- DevOps：云原生强调开发和运维的紧密合作，实现了运维合一。这种协作方式使得团队能够更快速地响应需求变化，提高开发效率，同时确保系统的稳定性和安全性。
- 持续交付：云原生应用通过持续交付的方式，不断将新功能发布给用户，从而提高了用户体验和满意度。同时，持续交付也有助于团队及时发现问题并进行修复，确保系统的持续稳定运行。
总的来说，云原生代表了未来应用程序开发和运行的趋势和方向。它不仅能够提高应用程序的性能和可靠性，还能够降低运维成本和提高开发效率。因此，对于希望充分利用云计算优势的企业和组织来说，掌握云原生技术将具有重要意义。
二、云原生目前发展
坦白了，一句话讲如果你一点云原生的知识都不知道，你的大厂面试机会将非常渺茫。上大学时，老师和我们说“云原生、SpringCloud都不知道，毕业肯定找不到工作”。如今看来，云原生确实是发展之道。目前，国内外众多企业都在积极采用云原生技术。在国内，主要的综合服务商如阿里、腾讯、华为等大厂都拥有完整的云原生“家族产品”，并在实际业务中广泛应用。这些大厂通过提供丰富的云原生产品和服务，帮助企业实现业务的快速部署、弹性伸缩和高效管理。
在海外，微软、谷歌、亚马逊等科技巨头也较早开始云原生的研究，并在全球范围内为众多企业提供云原生解决方案。这些公司凭借其在云计算领域的深厚积累和技术优势，推动了云原生技术的快速发展和普及。
除此之外，还有一些专注于云原生平台的创新厂商，如时速云、灵雀云、博云、道客云、精灵云、安捷澜澈等。这些厂商注重技术自主研发，侧重云原生产品和服务的差异化和本地化服务，以满足不同企业的个性化需求。
DevOps代表性技术
容器化技术：Docker
Docker是一种开源的容器化平台，它允许开发人员将应用程序及其依赖项打包成一个独立的容器。通过使用Docker，团队可以确保应用程序在不同环境中具有一致的运行表现，减少“在我的机器上可以运行”这类问题的发生。Docker还提供了强大的镜像管理和版本控制功能，使得应用程序的部署和回滚变得简单快捷。
使用Dockerfile创建一个简单的Docker镜像：
# 使用官方Python运行时作为父镜像
FROM python:3.8
# 设置工作目录为/app
WORKDIR /app
# 将当前目录内容复制到容器的/app内
COPY . /app
# 安装任何需要的包
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
# 对外暴露的端口号
EXPOSE 8000
# 定义环境变量
ENV NAME World
# 当容器启动时运行python app.py
CMD ["python", "app.py"]假设app.py是一个简单的Python Flask应用程序：
# app.py
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def hello():
return 'Hello, %s!' % os.environ.get('NAME', 'stranger')
if __name__ == '__main__':
app.run(host='0.0.0.0', port=8000)构建和运行Docker容器的命令：
docker build -t my-python-app .
docker run -p 4000:8000 my-python-app
配置管理工具：Ansible
Ansible是一个开源的自动化平台，它允许开发人员使用简单的YAML语法编写自动化脚本，以实现对系统、网络和应用程序的配置管理。Ansible具有强大的模块库，可以覆盖大多数常见的IT任务，如安装软件包、配置网络设置、启动服务等。通过Ansible，团队可以快速地部署和更新系统配置，减少手动操作带来的错误和延时。
持续交付代表性技术
CI/CD工具：Jenkins
Jenkins是一个开源的自动化服务器，它支持持续集成和持续交付。通过Jenkins，团队可以自动化构建、测试和部署应用程序的过程。Jenkins具有丰富的插件生态系统，可以与各种版本控制系统、构建工具和测试框架集成，实现端到端的自动化流程。此外，Jenkins还提供了强大的管道功能，允许团队定义复杂的构建和部署流程。
使用Jenkinsfile定义一个简单的持续集成/持续交付管道：
pipeline {
agent any
stages {
stage('Checkout') {
steps {
git('https://github.com/user/my-repo.git')
}
}
stage('Build') {
steps {
// 假设有一个构建脚本build.sh
sh './build.sh'
}
}
stage('Test') {
steps {
// 假设有一个测试脚本test.sh
sh './test.sh'
}
}
stage('Deploy') {
when {
branch 'master'
}
steps {
// 假设有一个部署脚本deploy.sh
sh './deploy.sh'
}
}
}
}监控与日志管理技术：Prometheus + Grafana
Prometheus是一个开源的系统监控和告警工具，它可以收集各种系统的运行指标，并提供查询和告警功能。Grafana则是一个开源的数据可视化平台，它可以与Prometheus集成，将收集到的数据进行可视化展示。通过这两个工具的结合使用，团队可以实时地监控应用程序的性能和健康状况，及时发现和解决潜在问题。此部分不做过多介绍，详细步骤可看我的第一篇文章。
微服务代表性技术
服务框架：Spring Cloud
Spring Cloud是一个基于Spring Boot的微服务框架，它提供了一系列的服务治理和微服务开发所需的组件，如服务发现、配置管理、负载均衡、熔断器等。通过使用Spring Cloud，团队可以快速地构建和管理微服务应用，提高系统的可伸缩性和可维护性。
使用Spring Cloud Eureka作为服务发现：
Eureka Server配置 (application.yml):
server:
port: 8761
eureka:
instance:
hostname: localhost
client:
registerWithEureka: false
fetchRegistry: false
serviceUrl:
defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/
Eureka Client配置 (application.yml):
spring:
application:
name: my-microservice
eureka:
client:
serviceUrl:
defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
在Spring Boot应用程序中启用Eureka客户端发现：
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class MyMicroserviceApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(MyMicroserviceApplication.class, args);
}
}API网关：Kong
Kong是一个开源的API网关，它提供了API路由、认证、限流、监控等功能。通过Kong，团队可以统一地管理微服务之间的通信，实现API的安全访问和流量控制。此外，Kong还支持插件机制，可以根据需求扩展新的功能。
容器代表性技术
容器编排工具：Kubernetes（K8s）
Kubernetes是一个开源的容器编排平台，它可以自动化管理大量的容器化应用程序。Kubernetes提供了强大的容器编排和调度功能，可以根据需求自动扩展或缩减容器的数量。此外，Kubernetes还支持滚动更新、自动恢复等功能，确保应用程序的高可用性和稳定性。
定义一个简单的Kubernetes部署（Deployment）文件：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: my-app-deployment
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: my-app
template:
metadata:
labels:
app: my-app
spec:
containers:
- name: my-app-container
image: my-app-image
ports:
- containerPort: 8080
创建一个服务（Service）以暴露Pod：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-app-service
spec:
selector:
app: my-app
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80容器仓库：Harbor
Harbor是一个开源的容器镜像仓库，它提供了镜像的存储、管理、安全等功能。通过Harbor，团队可以方便地共享和管理容器镜像，确保镜像的安全性和一致性。此外，Harbor还支持多租户、访问控制等功能，满足团队之间的协作需求。
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