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摘要：開發(fā)人員在設(shè)計(jì)云原生應(yīng)用程序時(shí)，一定要牢記本文內(nèi)這個(gè)關(guān)鍵屬性云原生是用于描述基于容器的環(huán)境的術(shù)語。云原生應(yīng)用程序是多語言的，服務(wù)會(huì)使用各種不同的語言運(yùn)行時(shí)和框架。
“云原生”是用于描述基于容器的環(huán)境的術(shù)語，而Kubernetes是一個(gè)運(yùn)行云原生應(yīng)用程序工作負(fù)載的理想平臺(tái)。
開發(fā)人員在設(shè)計(jì)云原生應(yīng)用程序時(shí)，一定要牢記本文內(nèi)這10個(gè)關(guān)鍵屬性！
“云原生（Cloud Native）”是用于描述基于容器的環(huán)境的術(shù)語。云原生技術(shù)被用于開發(fā)應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序是使用容器打包的服務(wù)構(gòu)建的、被部署為微服務(wù)、并通過靈活的DevOps流程和持續(xù)交付工作流在彈性基礎(chǔ)架構(gòu)上進(jìn)行管理。
在運(yùn)維團(tuán)隊(duì)手動(dòng)管理傳統(tǒng)應(yīng)用程序的基礎(chǔ)架構(gòu)資源分配的情況下，云原生應(yīng)用程序部署在抽象了底層計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)原語的基礎(chǔ)架構(gòu)上。處理這種新型應(yīng)用程序的開發(fā)人員和運(yùn)維人員不直接與基礎(chǔ)架構(gòu)提供商公開的API交互。相反的，編排器會(huì)根據(jù)DevOps團(tuán)隊(duì)制定的策略自動(dòng)進(jìn)行資源分配?？刂破骱驼{(diào)度程序是編排引擎的基本組件，負(fù)責(zé)處理資源分配問題和應(yīng)用程序的生命周期。
像Kubernetes這樣的云原生平臺(tái)使用扁平網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)覆蓋在云提供商的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜驮Z上。類似地，本地存儲(chǔ)層通常被抽象出來，以暴露與容器集成的邏輯卷。運(yùn)維人員可以分配開發(fā)人員和資源管理員訪問的存儲(chǔ)配額和網(wǎng)絡(luò)策略。基礎(chǔ)架構(gòu)抽象不僅解決了跨云環(huán)境的可移植性需求，還讓開發(fā)人員可以利用新興模式來構(gòu)建和部署應(yīng)用程序。無論基于物理服務(wù)器或虛擬機(jī)，私有云或公共云的底層基礎(chǔ)架構(gòu)如何，編排管理器都將成為部署目標(biāo)。
Kubernetes是一個(gè)運(yùn)行云原生應(yīng)用程序工作負(fù)載的理想平臺(tái)。它已經(jīng)成為云的事實(shí)上的操作系統(tǒng)，就像Linux是底層機(jī)器的操作系統(tǒng)一樣。只要開發(fā)人員在設(shè)計(jì)和開發(fā)軟件時(shí)，遵循其作為云原生應(yīng)用程序的微服務(wù)的最佳實(shí)踐，DevOps團(tuán)隊(duì)就能夠在Kubernetes中打包和部署它們。以下是開發(fā)人員在設(shè)計(jì)云原生應(yīng)用程序時(shí)應(yīng)牢記的云原生應(yīng)用程序的10個(gè)關(guān)鍵屬性。
1、打包為輕量級(jí)容器：云原生應(yīng)用程序是打包為輕量級(jí)容器的獨(dú)立自治服務(wù)的集合。與虛擬機(jī)不同，容器可以快速擴(kuò)縮容。將擴(kuò)展單元轉(zhuǎn)移到容器，能夠優(yōu)化基礎(chǔ)架構(gòu)利用率。
2、使用最佳語言和框架開發(fā)：云原生應(yīng)用程序的每項(xiàng)服務(wù)都是使用最適合該功能的語言和框架開發(fā)的。云原生應(yīng)用程序是多語言的，服務(wù)會(huì)使用各種不同的語言、運(yùn)行時(shí)和框架。例如，開發(fā)人員可以構(gòu)建基于在Node.js中開發(fā)的WebSockets的實(shí)時(shí)流服務(wù)，同時(shí)選擇Python和Flask來暴露API。開發(fā)微服務(wù)的細(xì)粒度方法使它們能夠?yàn)樘囟ㄈ蝿?wù)選擇最佳語言和框架。
3、設(shè)計(jì)為松耦合的微服務(wù)：屬于同一應(yīng)用程序的服務(wù)通過應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)來發(fā)現(xiàn)彼此。它們獨(dú)立于其他服務(wù)而存在。正確集成時(shí)，彈性基礎(chǔ)架構(gòu)和應(yīng)用程序架構(gòu)可以高效地、以高性能來進(jìn)行擴(kuò)展。
松耦合的服務(wù)讓開發(fā)人員可以在處理每個(gè)服務(wù)時(shí)都能夠獨(dú)立于其他服務(wù)來工作。通過這種分離，開發(fā)人員可以專注于每項(xiàng)服務(wù)的核心功能，以提供細(xì)粒度的功能。這種方法可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)應(yīng)用程序的有效生命周期管理，因?yàn)槊總€(gè)服務(wù)都是獨(dú)立維護(hù)的，并且擁有明確的所有權(quán)。
4、以API為中心進(jìn)行交互和協(xié)作：云原生服務(wù)使用輕量級(jí)API，這些API基于REST、gRPC或NATS等協(xié)議。REST通常被用作通過HTTP公開API的最低公分母。為了提高性能，gRPC通常用于服務(wù)之間的內(nèi)部通信。NATS具有發(fā)布-訂閱功能，可在應(yīng)用程序內(nèi)實(shí)現(xiàn)異步通信。
5、在架構(gòu)中將無狀態(tài)和有狀態(tài)服務(wù)清晰分離：持久耐用的服務(wù)通常遵循不同的模式，以確保更高的可用性和彈性。無狀態(tài)服務(wù)和有狀態(tài)服務(wù)是彼此獨(dú)立存在的。存儲(chǔ)會(huì)影響容器的使用。我們必須越來越多地在有狀態(tài)、無狀態(tài)、微存儲(chǔ)環(huán)境（這一點(diǎn)有些人可能覺得有爭議）等不同語境下考慮持久性這一因素。
6、與服務(wù)器和操作系統(tǒng)依賴關(guān)系隔離：云原生應(yīng)用程序與任何特定操作系統(tǒng)或單個(gè)計(jì)算機(jī)沒有關(guān)聯(lián)。它們?cè)诟叩某橄蠹?jí)別上運(yùn)行。唯一的例外是微服務(wù)需要某些功能，包括固態(tài)驅(qū)動(dòng)器（SSD）和圖形處理單元（GPU），這些功能可能由一部分機(jī)器專門提供。
7、部署在自服務(wù)的彈性云基礎(chǔ)架構(gòu)上：云原生應(yīng)用程序部署在虛擬的、共享的和彈性的基礎(chǔ)架構(gòu)上。它們可以與底層基礎(chǔ)架構(gòu)保持一致，以動(dòng)態(tài)增長和縮小——根據(jù)不同的負(fù)載來自我調(diào)節(jié)。
8、通過敏捷DevOps流程進(jìn)行管理：云原生應(yīng)用程序的每項(xiàng)服務(wù)都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)獨(dú)立的生命周期，通過敏捷的DevOps流程進(jìn)行管理。多個(gè)持續(xù)集成／持續(xù)交付（CI / CD）流水線可以協(xié)同工作以部署和管理云原生應(yīng)用程序。
9、自動(dòng)化功能：云原生應(yīng)用程序可以高度自動(dòng)化。它們與Infrastructure as Code的概念相得益彰。企業(yè)需要一定程度的自動(dòng)化來管理大型和復(fù)雜的應(yīng)用程序。
10、定義的、策略驅(qū)動(dòng)的資源分配：最后，云原生應(yīng)用程序與通過一組策略定義的治理模型一致。它們遵循CPU和存儲(chǔ)配額以及將資源分配給服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)策略等策略。例如，在企業(yè)方案中，中央IT可以定義策略來為每個(gè)部門分配資源。每個(gè)部門的開發(fā)人員和DevOps團(tuán)隊(duì)都擁有對(duì)其資源共享的完全訪問權(quán)和所有權(quán)。
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