Nocalhost - 重新定义云原⽣开发环境.md 2021/1/20 1 / 7 Nocalhost - 重新定义云原⽣开发环境 前⾔ 随着业务的快速发展，技术部⻔的组织架构在横向及纵向不断扩⼤和调整，与此同时，企业的⽣产资料：应 ⽤系统，也变得越来越庞⼤。为了让应⽤系统适配企业组织架构的调整，梳理组织架构对于应⽤权责的边 界，⼤部分组织会选择使⽤“微服务”架构来对应⽤系统进⾏横向拆分，使得应⽤系统的维护边界适配组织架 “微服务”带来便利的同时，对开发⼈员⽽⾔，还带来了额外的挑战：如何快速启动完整的开发环境？开发的 需求依赖于其他同事怎么联调？如何快速调试这些微服务？ ⽽对于管理⼈员来说，也同样带来了⼀系列的挑战：如何管理开发⼈员的开发环境？如何让新⼊职的同事快 速进⾏开发？ 试想⼀下，要开发由 200 个“微服务”组成的云原⽣应⽤，会遇到哪些困难呢？ Localhost 时代 在单体应⽤的时代，对于开发者来说是极为友好的 ，�开发者使⽤本机运⾏应⽤，修改代码后实时⽣效，通过 浏览器访问 Localhost 实时查看代码效果。 单体应⽤和“微服务”应⽤不同，单体应⽤是 “ALL-IN-ONE” 组织⽅式，所有的调⽤关系仅限于在⾃身的类和函 数，应⽤对硬件的要求⼀般也不会太⾼。 ⽽开发“微服务”应⽤则⼤不相同，由于相互间的依赖关系，当需要开发某⼀个功能或微服务时，不得不将所 有依赖的服务都启动起来。随着微服务数量的增

决企业在数字化转型中的研发效能提升问题，提供从 “需求-开发-测试-发布-运维-运营”端到端的协同服务和研发工具支撑。助力企业产品快速创新迭代，进行 数智化化转型、实现业务价值。 • 端到端自动化交付流水线 • 开发过程自主可控 • 一键发布上磐基，实现“乘舟上云，稳如磐基” • 沉淀IT软件资产，核心代码掌控 • 提升开发交付效率 一键 上磐基 构建 打包 容器 化镜 像 自动化 部署 研发安 全扫描 需求 设计 敏捷 开发交付协同 云原生DevSecOps 安全工具链 国产化 双平面调度 敏捷开 发过程 统一代 码仓库 依赖制 品仓库 统一 镜像库 云原生 验证环境 磐基 生产运行 核心价值 核心能力 灵活的低代码能力 实现页面组件、数据组件、功能组件的快 速编排，一线人员也能自助开发功能 双模敏态管理 以敏捷研发为引导，融合瀑布式管理需求， 兼容市面绝大多数开发语言制品，提供公 用、内部共享、私有等多种使用方式。兼 容市面上制品管理客户端。 全功能云IDE开发 每个云IDE都是一个云端小笔记本，一人一 本，多人可形成云端小局域网。可独立编 写调试代码，可团队协作。 安全代码仓库托管 统一的安全代码仓库，按项目级别分级管 理，落盘加密，云IDE防护，显示水印等多 重防护。 云原生虚拟化开发集群 利用虚拟化技术实现开发集群，分钟级交

近年来，云计算技术一直处于高速发展的过程中，并且随着公有云和私有云 的广泛应用，利用云计算作为承载业务运行的基础设施，已经成为了企业的首选。 “十四五”时期，中国的信息化进入加快数字发展、建设数字中国的新阶段，在 数字化转型的浪潮中，云计算作为新型数字基础设施和新一代信息技术的核心引 擎，在推动人工智能、5G、工业互联网、物联网等技术的发展和应用方面发挥 着越来越重要的作用。云计算的普遍应用和相关技术发展，使其已经经历了云计 帮助，从而保障企业业务和数据更安全的在云上运转。 1.1 云原生及云原生安全 过去十年，企业数字化转型加速推进，相继经历了服务器、云化到云原生化 三个阶段。在云化阶段，云主机是云计算的核心负载之一，云主机安全是云安全 的核心；在云原生阶段，容器和无服务器计算成为核心工作负载，容器安全、 Serverless 安全、DevSecOps 成为云安全的核心。自开源 Docker 容器和 k8s 在解决云原生技术面临的安全问题。 CSA 发布的《云原生安全技术规范》中给出了云原生安全框架[6]，如图 3 所示。其中，横轴是开发运营安全的维度，涉及需求设计（Plan）、开发（Dev）、 运营（Ops）,细分为需求、设计、编码、测试、集成、交付、防护、检测和响 应阶段；而纵轴则是按照云原生系统和技术的层次划分，包括容器基础设施安全、 容器编排平台安全、微服务安全、服务网格安全、无服务计算安全五个部分，二

（3）概念验证，POC 管理 （4）客户个性化定制（价值最⼤化的关键） （5）客户应⽤的持续交付 （6）客户应⽤⽣产稳定性保障 (SLA) 追求价值最⼤化 A. ⾼效的产品交付模式； B. ⾼效的产品定制开发模式； 微服务应⽤成为2B软件的架构主流 01. 2B软件交付的困局 14% 8% 14% 64% SpringCloud Dubbo 其他微服务架构 传统架构 微服务应⽤成为2B软件的架构主流 模型关联 抽象化 申明式 ⽣命周期 上下游联动 按照云原⽣技术规范设计研发的业务应⽤，覆盖了应⽤ 运维、交付等层⾯的要求。 云原⽣应⽤ 云原⽣应⽤定义 02. 云原⽣与云原⽣应⽤ ⾯向开发 单个服务 云原⽣ 12 因素应⽤规范 基础规范 云原⽣应⽤定义 02. 云原⽣与云原⽣应⽤ ⾯向交付的 “三级” 云原⽣应⽤定义 L1: 基础云原⽣应⽤ （1）容器化运⾏ （2）计算与数据分离 Device Pod Template Ingress ServiceMonitor Logger Workload Type/ Controller Type 能⼒模型 平台开发者/运维 应⽤模型 业务员开发者 容器模型 K8S模型 业务组件 业务组件 业务组件 流量治理 服务治理 运维能⼒ 应⽤ 应⽤模型定义⽤例 03. ⾯向交付的应⽤模型 应⽤模型 PaaS平台

SLB会根据算力资源需要进行切流。 • 混合云本质是一种资源运用形式，资源 使用地位不对等，以私有云为主体。 控制台 控制台 高级能力-多云（资源角度） 调研机构Gartner公司指出，80％的内部部署开发软件现在支持云计算或云原生，不断发展的云计算生态系统使企业能够更快、 更灵活、更实时地运营，从而带来竞争压力。接受云原生和多云方法作为一种新常态，意味着企业可以避免云计算供应商锁定， 可以提供超过5 于混合云、多云 纳管或者分布式 整体服务对等 性能、安全可控， 满足可控信息互通 的要求 • 涵盖所有云，涵盖所有业务形态 • 满足性能、安全要求 • 满足云间通信 • 是未来下一代云，目前云厂商还在摸索阶段 • 有望成为云计算终极形式，云原生ServiceMesh以及 OAM等会得到更广阔空间的提升和发展。 2020年，全球数据存储总量预计为58ZB，平均每年增长 1倍。当前数据爆炸时代带来了三大问题。一、储存成 将应用的分布式复杂性问题托付给Mesh层的数据面和控制面组件，实现全链路精准流量控制、 资源动态隔离以及零信任的安全能力，保证应用架构的稳定性目标的实现。 Serverless化 极大地降低了开发人员，特别是服务于前端的后端开发人员的运维负担，亚秒级的容器启动 速度和单物理机千容器的部署密度降低了serverless应用的技术障碍。 OAM统一交付能力 基于OAM的软件交付理念和工具重新定义了内部的DevOps流程，实现了应用的“一键安装、多

根据运维场景和关注点的不同，以不同图表或者曲 线图来表示整体分布式应用的各维度情况，使得开 发人员可以清晰的观测到整体分布式应用的详细运 行情况，为高精度运维提供可视化支撑 人工发展阶段：符合人分析问题的习惯 宏观->微观 精细化发展阶段：依靠数据赋能，加强可视化能力，进一步简化运维 监控告警 分布式跟踪链 日志查询 根因分析 响应动作 自动化 高端观察性 各维度统计分析 观察性 Prometheus 居高不下的原因之一。 在K8s这种环境中，存在两种定制化的手段：其一是Deployment API，但是它却 把研发和运维的描述放在了一起；其二是Operator（CRD），我们不得不为不同 客户开发很多不同特质的Operator，交付成本依然很高。 定制Operator这种解决方案，看似 比较合理,但是强烈依赖于K8S这种 容器调度系统，无法做到通用化， 所以客户必须要求先做针对K8S的 应用改造。 ApplicationConfiguration Component 微服务 数据库 MQ Cache Trait 灰度 监控告警 弹性扩缩容 高可用 负载均衡 客户环境 • 关注点分离：开发者关注应用本身，运维人员关注模块化运维 能力，让应用管理变得更轻松、应用交付变得更可控； • 平台无关与高可扩展：应用定义与平台层实现解耦，应用描述 支持任意扩展和跨环境实现； • 模块化应用运维特征：可以自由组合和支持模块化实现的运维

Sidecar 之一 ，用于解决传统服务治 理体系下的痛点如：多语言中间件组件开发适配 成本高、SDK 升级困难、技术复用度差、治理体 系不统一等。 MOE 背景介绍 — 为什么做 用户痛点 • east-west、north-south Gateway 技术栈不统一， 维护成本高 • Envoy C++ 编写，对于 业务方来说开发门槛高 技术趋势 • Lua extension • WASM — 方案调研 方案名称 优势 劣势 Lua Extension Lua 编写简单业务处理方便 Lua 脚本语言,开发复杂功能不 方便；支持的库（SDK）相对较 少 WASM Extension 跨语言语言支持 （C/C++/Rust）、隔离性、安 全性、敏捷性 处于试验阶段，性能损耗较大； WASM 目前仅对C/C++/Rust 友好，对 GoLang Runtime 还未 完全支持； 生态好、能 复用现有的 SDK，对于处理上层业务更合适 扩展方案评估 Envoy 社区讨论 MOE 背景介绍 — 方案评估 结论 综合稳定性、性能、成本、社区生态等因素评估，MOE 解决方案无论在当前阶段还是未来都具备一定优势 NanoVisor Cilium NginxUnit Dragonboat Badger Go with OpenCV etc CGO 是 Go 官方出品 用到 CGO

企业从信息化到数字化的转型带来大量的应用需求 软件组件 运行环境 部署平台 …… …… 应用丰富及架构演进带来的开发和运维复杂性 本地IDC 虚拟化 超融合 公有云 …… 测试环境 生产环境 复杂的应用软件架构，在开发、测试、运维 团队之间建成了认知的“墙”，团队间配合效 率低，故障排查慢，阻碍了软件价值的流动 无法满足用户对于业务快速研发、 云原生应用相比传统应用的优势 低成本 高敏捷 高弹性 云原生应用 传统应用 部署可预测性 可预测性 不可预测 抽象性 操作系统抽象 依赖操作系统 弹性能力 弹性调度 资源冗余多 缺乏扩展能力 开发运维模式 DevOps 瀑布式开发 部门孤立 服务架构 微服务解耦架构 单体耦合架构 恢复能力 自动化运维 快速恢复 手工运维 恢复缓慢 云原生应用相比传统应用的优势(例子) 来实现计算资源向应用的无缝融合，以极简稳定的、 管，比如数据库的自动拓展能力或者自动化数据同步 能力等等。 标准化能力-分布式操作系统核心-容器服务-新发展 由于历史遗留或者软件形态所限制，不可能所有的软件都可以被微服务化或被容器化，那么现在阶段来看，整个 数字化转型的一些困难就是处于在技术上的碎片化，为云原生彻底发挥对极端变化的适应性价值还有很多障碍。 在统一的K8s管理面下， 通过一种代理容器(内置 了管理虚拟机的逻辑） 来启动虚拟化Pod，

sidecar 之一 ，用于解决传统服务治理体系下的痛点如： 多语言，中间件组件开发适配成本高、SDK 升级困难、 技术复用度差、治理体系不统一等。 MoE 背景介绍 — 为什么做 用户痛点 • east-west、north-south Gateway 技术栈不统一， 维护成本高 • Envoy C++ 编写，对于 业务方来说开发门槛高 技术趋势 • Lua extension • WASM 背景介绍 — 方案调研 方案名称 优势 劣势 Lua Extension Lua 编写简单业务处理方便 Lua 脚本语言,开发复杂功能不方便 支持的库（SDK）相对较少 WASM Extension 跨语言语言支持（C/C++/Rust）、 隔离性、安全性、敏捷性 处于试验阶段，性能损耗较大； WASM 目前仅对C/C++/Rust 友好， 对 GoLang Runtime 还未完全支持； 不能复用已有的 生态好、能复用现有的 SDK，对于上层 业务处理更合适 扩展方案评估 Envoy 社区讨论 MoE 背景介绍 — 方案分析 结论 综合稳定性、性能、成本、社区生态等因素评估，MoE 解决方案无论在当前阶段还是未来都具备一定优势 NanoVisor Cilium NginxUnit Dragonboat Badger Go with OpenCV etc CGO 是 Go 官方出品 用到 CGO 的一些项目

的基石;云上原生的安全能力让成本、效率、安全可以兼得，上云正在成为企业解决数字化转型后顾之忧的最优解…… 安全是为了预防资产损失，所以当安全投入 的成本大于能够避免的资产损失价值时，变 得毫无意义！ 而传统安全开发周期管理由于角色分离、流 程思路老旧、不关注运维安全等问题严重拖 慢了DevOps的效率！ 所以急需一种新型的基于云原生理念的安全 角色、流程以及技术的方案！ 传 统 安 全 工 作 传 统 由 独 验 来 先 验 的 进 行 实 施 ， 而 很 多 入 侵 风 险 是 不 可 预 知 的 ！ 标准化能力-承载无忧-E2E云原生纵深安全保障-3-与传统安全方案的差 异 安全问题左移一个研发阶段，修复成本就将 提升十倍，所以将安全自动化检查和问题发 现从运行态左移到研发态，将大大提高效率 和降低成本 默认安全策略，可以天然的规避大部分 安全问题，使得人员配置和沟通工作大 量减少，提高了整体效率 安全测试) 结合了上面两种的优点并克服其缺点，将SAST和DAST相结合，通过插桩 等手段在运行时进行污点跟踪，进而精准的发现问题。是DevSecOps的一 种推荐方式。 如果在被动模式下运行IAST，那么开发测试过程 中就可以完成安全扫描，不会像DAST一样导致业 务报警进而干扰测试，同时由于污点跟踪测试模 式，IAST可以像SAST一样精准的发现问题点 SCA（软件成分分析） 有大量的重复组件或者三方库的依赖，导致安全漏洞被传递或者扩散，