原標題：云原生基礎(chǔ)架構(gòu)最佳狀態(tài)，就是沒有基礎(chǔ)架構(gòu)

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本篇我們討論云原生基礎(chǔ)架構(gòu)，它是通向云原生時代的基石。

對于很多架構(gòu)師來說，上云之后，架構(gòu)為什么成為了云原生架構(gòu)而不是傳統(tǒng)的架構(gòu)，兩者有何區(qū)別？云原生基礎(chǔ)架構(gòu)是如何演進的？本文進行全面梳理。

什么不是云原生基礎(chǔ)架構(gòu)？

云原生被談的很多了，導致概念很亂。有人把云原生基礎(chǔ)架構(gòu)和公有云、容器、容器編排系統(tǒng)等劃等號，之所以出現(xiàn)這種情況，原因是云原生架構(gòu)并沒有一個統(tǒng)一的概念。

為了更好的理解云原生系統(tǒng)，這里先做一些排除。

首先，云原生并不等于公有云。云原生基礎(chǔ)架構(gòu)不僅僅是在公有云上運行基礎(chǔ)架構(gòu)，這是因為僅僅從云服務商那里租用服務器時長，并不會使你的基礎(chǔ)架構(gòu)云原生化，管理IaaS和運行物理數(shù)據(jù)中心本質(zhì)上沒區(qū)別。

其次，云原生基礎(chǔ)架構(gòu)不等于在容器中運行應用程序。當Netflix率先推出云原生基礎(chǔ)架構(gòu)時，幾乎所有的應用程序都是用虛擬機鏡像部署，而不是容器。打包應用程序的方式并不意味著將擁有自治系統(tǒng)的可擴展性和優(yōu)勢。即使應用程序是通過持續(xù)集成和持續(xù)交付流水線自動構(gòu)建和部署的，也并不意味著可以從補充API驅(qū)動部署的基礎(chǔ)架構(gòu)中受益。

第三，云原生基礎(chǔ)架構(gòu)不意味著只運行一個容器編排器（如Kubernetes和Mesos）就是云原生。容器編排器提供了云原生基礎(chǔ)架構(gòu)所需的許多平臺功能，但并未按預期方式使用這些功能，這意味著應用程序?qū)⒈粍討B(tài)調(diào)度為在一組服務器上運行。這是非常好的起步，但并不是終點，還有很多工作要做。

第四，云原生不是關(guān)于微服務或基礎(chǔ)架構(gòu)即代碼。微服務可以在較小的不同功能上實現(xiàn)更快的開發(fā)周期，但是單塊應用程序可以具有相同的特性，使它們能夠通過軟件有效管理，并且還可以從云原生基礎(chǔ)架構(gòu)中獲益。

這是當前的主要幾個認知誤區(qū)。當然，如果用排除法，不可能將當前的認知一一列舉。從熱門的詞匯看，容器、容器編排器、微服務……如果回到《理解了云原生，才能正確迎接云時代的到來》一文中，會發(fā)現(xiàn)當時講過它們都是云原生的元素，但都不能和云原生基礎(chǔ)架構(gòu)劃等號。

什么是云原生基礎(chǔ)架構(gòu)？

要回答這個問題，得先從基礎(chǔ)架構(gòu)說起。最早談的基礎(chǔ)架構(gòu)，是服務器，后來有了虛擬化，再到IaaS、PaaS，基礎(chǔ)架構(gòu)的演變可以說伴隨著時代的變遷。這其中基礎(chǔ)架構(gòu)的演進路線是越來越靈活、低成本、維護簡便、易獲取。應該說，云原生基礎(chǔ)架構(gòu)還是在按這條路線繼續(xù)演進。

那究竟什么是云原生基礎(chǔ)架構(gòu)？

核心定義

其實，底層資源如計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)沒有太大的改變，核心在于資源的調(diào)用、使用方式。如果給云原生基礎(chǔ)架構(gòu)關(guān)聯(lián)幾個關(guān)鍵詞，有三個：由API控制，由軟件管理，目標是運行程序。這其中透露的最核心的信息，為了業(yè)務，不用過多人為干預的基礎(chǔ)架構(gòu)。

之所以強調(diào)業(yè)務本身，是因為基礎(chǔ)架構(gòu)的不同是由上層應用決定的。而運行云原生應用程序和傳統(tǒng)應用程序所需的基礎(chǔ)架構(gòu)最大的不同在于，原本許多本屬于基礎(chǔ)架構(gòu)的職責已經(jīng)轉(zhuǎn)移到了應用程序。

過去及現(xiàn)在的基礎(chǔ)架構(gòu)負責的是整體資源管理、動態(tài)協(xié)調(diào)、服務發(fā)現(xiàn)等，與業(yè)務之間的關(guān)聯(lián)并不緊密。換句話說，基礎(chǔ)架構(gòu)管理與應用管理是脫節(jié)的，未來二者的管理將是一體的，應用程序自己會完成原本需要大量人工干預的環(huán)節(jié)。當前所說的“解耦”，可以適用于此。不僅僅指資源和應用程序之間的解耦，也指資源之間的解耦、API和應用之間的解耦。每一個組件（模塊、資源）都是單獨成為服務可被發(fā)現(xiàn)可被調(diào)用的，唯一的就是要看這些組件的定義和顆粒度的問題。

要彌合應用與基礎(chǔ)架構(gòu)之間的鴻溝，需要一個中間平臺層，它能夠通過API調(diào)用，能夠自治。

這里強調(diào)一下自治，它和自動化不能劃等號。自動化是人類輸入的一個完整的業(yè)務流程，一個流程只能做一件事。而自治不需要人類做出決定，它仍然使用自動化，但只有當系統(tǒng)不能自動確定正確要做的事情時才應該通知人。自治比自動化多了智能化。

總的來看，云原生基礎(chǔ)架構(gòu)一個較為通俗的描述，應用可以通過平臺層自動完成資源調(diào)用、協(xié)調(diào)，無需人工干預，所有的資源都是可以隨時拉起，隨時釋放，同時以API的方式提供彈性、按需的計算、存儲能力。

如果這種解釋令人費解，那么，我們可以這么比喻，只要符合“杯子”的概念都是“杯子”，但是制作流程和工藝、材質(zhì)有本質(zhì)的不同。而大體上，市面上有默認的幾種模式，這也就形成了通用的標準。

所以，云原生基礎(chǔ)架構(gòu)也沒有業(yè)內(nèi)“放之四海而皆準”的標準，它本身也在隨著技術(shù)的演變而在演變中，只要符合“靈活、低成本、易維護”等特點，就是云原生。我們不必拘泥于概念，而是要不斷往前看，為什么要采用“云原生”，為用戶帶來的好處是什么？

這才是核心。

能帶來什么好處？

云原生基礎(chǔ)架構(gòu)帶來最大的變革在于API機制。API機制允許用戶從標準化基礎(chǔ)架構(gòu)即代碼中獲益，并增加了隨著時間的推移版本化和更改表述的能力。

具體而言，實現(xiàn)了云原生基礎(chǔ)架構(gòu)后，技術(shù)人員部署服務器、管理服務器模板、更新服務器和定義基礎(chǔ)設(shè)施的模式都是通過代碼來完成的，并且是自動化的，不需要通過手工安裝或克隆的方式來管理服務器資源，運維人員和開發(fā)人員一起以資源配置的應用代碼為中心，不再是一臺臺機器。

值得一提的是，基礎(chǔ)設(shè)施的包含范圍也會很廣泛，不僅包括機器，還包括不同的機柜或交換機、同城多機房、異地多機房等。

換句話說，只需要調(diào)整相應的API就能實現(xiàn)資源使用方式的調(diào)整，整個過程無需關(guān)心底層基礎(chǔ)架構(gòu)的變化。云原生基礎(chǔ)架構(gòu)的理想狀態(tài)是，它非常容易被忽略，它簡單、自動化、可自服務，也就是沒有基礎(chǔ)架構(gòu)。

因此好處顯而易見，對運維人員是一種解放，對企業(yè)而言，能將更多精力投入業(yè)務開發(fā)、運營中，公司整體運營效率將大幅提升。當前，這種模式已經(jīng)被證明了可以擴展到巨大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)架構(gòu)和應用程序的。

云原生基礎(chǔ)架構(gòu)實現(xiàn)

弄清楚了云原生基礎(chǔ)架構(gòu)的本質(zhì)，這部分簡單介紹下云原生基礎(chǔ)架構(gòu)的實現(xiàn)，主要分三部分：設(shè)計、開發(fā)和測試。

至于具體的方法實踐倒是其次，這部分最重要的是轉(zhuǎn)變觀念。原本傳統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)運維人員要成為基礎(chǔ)架構(gòu)軟件工程師，只有適應了身份的轉(zhuǎn)變，才能更好地到達云原生基礎(chǔ)架構(gòu)的彼岸。

作為一名基礎(chǔ)架構(gòu)工程師，不僅要掌握設(shè)計、管理和運維基礎(chǔ)架構(gòu)的基本原則，還要把專業(yè)知識應用在構(gòu)建強健的應用程序中，這些應用程序代表了將要管理和改變的基礎(chǔ)架構(gòu)。

回歸技術(shù)關(guān)鍵，最重要的一個環(huán)節(jié)就是API，設(shè)計、開發(fā)，乃至最后的應用，API關(guān)乎成敗。因為基礎(chǔ)架構(gòu)將需要隨著時間的推移而變化或者變異，這是云原生環(huán)境的本質(zhì)。當運維承擔改變基礎(chǔ)架構(gòu)的任務時，API的真實價值就體現(xiàn)出來了。

有關(guān)API的設(shè)計，及更多技術(shù)細節(jié)這里不做太多討論，有興趣的朋友可以找相關(guān)書籍查閱，每本書的思想、方法都可能不一致，要學會兼容并蓄，取長補短。

總結(jié)全文，云原生基礎(chǔ)架構(gòu)是基礎(chǔ)架構(gòu)的自然而可能預期的演變。實現(xiàn)云原生基礎(chǔ)架構(gòu)是比較難的，如果你認為云原生基礎(chǔ)架構(gòu)是你可以購買的產(chǎn)品，或者可以運行服務的供應商，顯然要失望了，就目前階段而言，只有極少數(shù)產(chǎn)品實現(xiàn)了云原生，比如今年，各大云服務商都在推的云原生數(shù)據(jù)庫算是其中的典型代表。實現(xiàn)云原生這條路還很長，要慢慢學，慢慢深入。

本文參考資料

百度智能云官網(wǎng)關(guān)于云基礎(chǔ)產(chǎn)品描述，https://cloud.baidu.com/ 。

CNCF官網(wǎng)，https://www.cncf.io/。

《云原生基礎(chǔ)架構(gòu)》，機械工業(yè)出版社，2018年9月第一版。

《持續(xù)演進的Cloud Native 云原生架構(gòu)下微服務最佳實踐》，電子工業(yè)出版社，2018年10月第一版。

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