Kubernetes 学习总结（38）—— 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。