38、Kubernetes学习总结-Kubernetes 与云原生的联系

一、什么是云原生?

伴随着云计算的浪潮,云原生概念也应运而生,而且火得一塌糊涂,大家经常说云原生,却很少有人告诉你到底什么是云原生,云原生可以理解为“云”+“原生”,Cloud 可以理解为应用程序部署在云中;Native 可以理解为应用程序从设计之初就是原生为云而设计的,需要充分利用和发挥云平台的弹性+分布式优势,提升云上资源利用率、缩短开发周期。

 

云原生是面向云应用设计的一种思想理念,充分发挥云效能的最佳实践路径;帮助企业构建弹性可靠、松耦合、易管理、可观测的应用系统,提升交付效率,降低运维复杂度。

二、云原生的优势是什么?

 

1.实现更小体积

对于微服务化架构而言,拥有了更小的体积代表了未来将会是更少的下载带宽,而且更快地分发下载速度,在工作上会提高工作效率,节省更多的工作时间。

 

2.拥有更快的启动速度

相比传统的单体应用而言,启动速度与运行效率快慢并不是重要的指标,但是对于需要快速迭代、水平扩展的云原生微服务架构应用而言,更快的启动速度就意味着更高的交付效率,和更加快速的回滚,尤其是面对较多应用的时候,可能仅仅才500ms的反应时间也会让用户感觉到延迟,从而造成用户的体验感变差。

3.在实际使用中占用资源会更少

在实际的运行中占用的资源更低的时候,也就代表了更高的部署密度和更低的计算成本,同时,在JVM启动时需要消耗大量CPU资源对字节码进行编译,降低启动时资源消耗,可以减少资源争抢,更好保障其他应用SLA。

4.数据没有固定的存储模式

在如今的实际使用中,云原生应用和服务既可以用JSON来处理数据,也可以用protocol buffer 或传统的 XML 来构造数据。很大程度上满足了不同的用户需求,无论是操作,还是实际都带来极大的便利性。

5.弹性扩展

云原生架构的主要特点是微服务、容器化、 DevOps 、持续交付四个主要的特点,也正因为如此它的资源是可以按照实际情况进行伸缩,这样不但提高资源的利用率,也大大降低了企业成本。

 

6.系统更加安全强壮

云原生架构依托于容器编排工具(K8S)与微服务的组合,应用就拥有了自动恢复能力、容错能力、故障隔离能力,让应用时刻处于可用的状态。

7.屏蔽底层差异

使用了容器化技术,应用运行于容器之中,应用就不需要考虑底层硬件的差异,只要是能运行容器镜像的硬件都可以运行程序,大大简化了开发工作量。同时对运维人员也非常友好,不需要再为环境问题而苦恼。对于应用程序来说, 云原生可以赋予其更快速开发上线的能力。应用程序可以更实时、更稳定、更频繁地被部署,而无需完全重新部署。并且,还可以针对特定的服务进行扩缩容,以节省资源。对于开发者来说,云原生提供的一些开箱即用的能力比如服务治理能力、DveOps,可以帮助我们更高效地进行开发。你不需要再花精力搭建复杂的持续交付环境,敏捷基础设施(如 K8S、Docke)开箱即用,自带一站式微服务开发解决方案。在不久的将来,掌握云原生技术会成为开发者必备的能力之一。

三、云原生时代开发者必须掌握哪些能力?

 

微服务:单体架构由于承载的业务庞大,服务内部逻辑变得复杂,扩展性非常差。这个时候,我们往往需要将单体架构拆分为整体更松散,模块更内聚的微服务架构。每个微服务都在运行在独立的线程下,它们之间通过轻量级通信机制(通常是 REST)进行通信。并且,各个微服务可以使用不同的技术栈,不同的存储技术。各个微服务独立部署,对于单个微服务的修改,我们仅仅需要重新部署对应的微服务,而不需要重新部署整个系统。并且,系统中不同的微服务访问压力不同,我们可以对具体的微服务进行扩容缩容,这样更节省资源,节约成本。

网关:是整个微服务架构的流量入口,负责认证授权、请求分发、认证授权、限流、API 管 理、负载均衡等工作,是微服务架构中非常重要的一个组件。

 

容器:容器技术是云原生发展的基石,以 Docker 为首的容器工具提出了“一次构建,到处运行”的口号。容器平台和工具有很多,Docker 占据了最大的市场份额,已经成为打包、部署和运行云原生应用程序的事实上的标准。

 

Kubernetes:对于一些大型的项目来说,一个应用程序的部署可能会涉及到成千上万台容器。这个时候,人工部署和管理容器就不太现实了。于是,由 Google 主导孕育的 Kubernetes(简称 K8s) 就出现了,它就是帮助我们来做这些事情的,可以方便我们自动部署、扩缩和管理容器化的应用程序,减少重复劳动和出错的可能性。K8s 被称为云原生时代的操作系统,云原生应用的优势与其提供的功能息息相关。

 

DevOps:DevOps 是一种软件交付的理念和方法。从名字可以看出,DevOps 将开发(Development)和运维(Operations)结合在一起。不过 DevOps 所代表的理念和实践要比这广阔的多。

 

DevOps关注的是如何实现应用程序的全生命周期(开发,测试,运维)自动化管理,从而实现更快速、更高质量、更频繁、更稳定的软件交付。DevOps 团队通常会使用微服务架构来构建应用程序,借助于持续集成和持续部署(CI/CD)来实施 DevOps。

ServiceMesh:Service Mesh(服务网格) 是 CNCF 推广的新一代微服务架构,是微服务时代的 TCP 协议,致力于解决微服务架构下的服务管理问题比如服务发现、负载均衡、服务监控,提供开箱即用的运维能力比如金丝雀发布、访问控制。

 

数字化转型是大趋势和必然选择,企业的发展也由平台技术驱动向应用服务驱动转变。应用上云的大潮不可阻挡,云原生是目前软件行业最大的趋势之一。随着云原生成为各行业数字化转型的必选项,软件开发、部署和运维的方式正在发生前所未有的改变。