22-云原生的缘起、云原生底座、PaaS 以及 Service Mesh 等之道-高磊

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• 来源: github.com/cloudnativeto

摘要

文档阐述了云原生技术栈的核心组件和其在现代应用架构中的作用。云原生通过Service Mesh、PaaS和Kubernetes等技术，为微服务架构提供了运行态稳定性保障和标准化能力。Service Mesh能够将平台能力从微服务中剥离，实现通信网格和服务治理，同时支持多种微服务框架。PaaS作为连接各种服务的中继中心，解决了微服务治理的碎片化问题。Kubernetes在其中扮演了重要角色，为容器服务提供标准化设计。文档还探讨了云原生在降低迁移成本、支持多种架构形态和实现运行态稳定性的关键作用。

AI总结

《云原生技术与Service Mesh的应用与发展》

一、云原生的核心价值与意义
1. 定义与目标：
- 云原生（Cloud Native）是为云环境设计的软件开发技术和工具，能够帮助企业构建稳定、灵活的应用平台。
- 核心目标：实现应用快速迁移、部署和扩展，提升研发效率和业务连续性。

2. 核心能力：
- **微服务**：通过业务拆分和服务化实现快速迭代。
- **容器化与容器编排**：利用Docker和Kubernetes实现应用的一致性封装与大规模分发。
- **服务治理**：通过Service Mesh实现服务通信、流量控制和安全管理。
- **CI/CD**：通过自动化建设交付 pipeline，提升代码质量和交付效率。

二、构建云原生平台的关键技术
1. Service Mesh的作用：
- **核心功能**：将服务治理能力（如流量控制、熔断、日志追踪等）从具体微服务中剥离，形成统一的平台能力。
- **优势**：
- 解决服务治理的碎片化问题。
- 提供统一的通信网格，辩解服务之间的耦合。
- 支持多样化的微服务架构，降低迁移成本。
- **技术实现**：通过Sidecar模式和统一的控制面（如Istio）实现服务治理，与底层网络栈（如Envoy）结合，提升服务通信效率。

2. 云原生底座：
- **定义**：由控制器、调度器、容器运行时等核心组件构成，为应用提供一致的运行环境和标准化能力。
- **关键特性**：
- 基于环境变化动态调整。
- 提供标准化的服务抽象，实现多样化应用的托管。
- 充分的扩展性和定制能力，支持多云和混合云场景。

3. Kubernetes的核心作用：
- **容器服务编排**：通过NodeSelector算法和期望状态管理，实现容器服务的自动化部署和扩展。
- **抽象能力**：将应用与物理资源（如虚拟机和物理机）之间形成抽象层，为PaaS提供统一的基础设施。
- **标准化能力**：通过标准化的资源模型（如Pod、Deployments）和IaC（基础设施即代码），降低云平台使用的复杂性。

三、Service Mesh的实践与发展
1. 服务网格的现状：
- **技术发展**：
- Sidecar模式已成为服务网格的事实标准，但面临资源消耗高的问题。
- 统一数据面API（UDPA）帮助不同场景下的服务网格实现标准化。
- **控制面标准化**：目前以Istio为主流，但存在复杂性问题，部分厂商（如Gloo.io）在简化使用和部署方面进行尝试。

2. 新发展方向：
- **多运行时支持**：为支持不同容器运行时（如Kubernetes和Serverless）和环境（如多云和边缘计算），发展出多运行时Mesh架构。
- **统一的服务治理**：通过UDPA和K8s资源抽象能力，实现不同环境（如虚拟化和容器化）的统一服务网格管理。

四、云原生应用架构的挑战与解决方案
1. 主要痛点：
- **资源管理复杂**：云资源与应用管理的视角分离导致复杂性增加。
- **环境碎片化**：多样化的底层环境（如多云、混合云）增加了平台的抽象难度。
- **运行态稳定性**：微服务的动态性和依赖管理带来了稳定性挑战。

2._running态稳定性管理：
- **三大核心要素**：
- **资源治理**：实现扩缩容、自愈等自动化能力。
- **流量治理**：提供熔断、限流、可观察性等服务能力。
- **代码质量保证**：通过CI/CD和DevOps实践提升交付质量。
- **实现路径**：通过整合容器服务底座、服务治理和DevOps，构建完整的运行态保障体系。

五、总结：云原生的未来展望
1. 核心价值：
- 云原生通过容器化、服务网格和DevOps实践，帮助企业降低迁移成本和运维复杂性，提升应用的稳定性和可靠性。
- 通过标准化的平台能力，实现多样化的微服务架构支持，提升企业的创新能力和数字化转型效率。

2. 未来方向：
- 进一步简化部署和使用，降低用户的学习成本。
- 向全自动化方向发展，提升交付效率和平台的易用性。
- 统一服务网格架构，解决多样化环境下的服务治理难题。

3. 价值实现：
- 帮助企业快速构建稳定可靠的云原生平台。
- 通过技术变革提升企业的技术竞争力和市场响应能力，为数字化转型提供强大的技术基础。