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雲原生助力企業全面擁抱雲計算

演講嘉賓簡介: 阿裡雲雲原生應用平台團隊負責人——丁宇(花名:叔同)

以下内容根據演講視訊以及PPT整理而成。

本次分享主要圍繞以下四個方面:

一、何為雲原生
                    二、雲原生發展現狀
                    三、阿裡雲雲原生産品
                    四、阿裡全站上雲
           

一、何為雲原生

1.雲原生産品

雲平台提供的資料庫産品、大資料、中間件、函數計算、容器服務等開放标準的原生産品服務。

2.雲原生架構

生長于雲上,依賴于産品建構的IT架構。最大化運用雲的能力,讓開發者聚焦于業務而非技術。

3.雲原生技術

圍繞基礎設施、應用架構、開發以及運維等場景的标準化技術和最佳實踐集合。讓分布式系統更加可靠、易管理、可觀測,提升研發運維效率、提升生産力。代表性技術為容器、聲明式API、不可變基礎設施、服務網絡、無伺服器化等。

雲原生助力企業全面擁抱雲計算

上圖所示為雲平台的基礎設施以及産品。基于核心底座建構的産品技術即雲原生産品。

二、雲原生發展現狀

1.雲原生正重塑軟體生命周期

軟體生命周期非常長,包括構思設計、技術選型、架構、開發、測試、互動、運維、更新等多方面。雲原生最早是從容器、編排排程延展到不同領域,目前已經涵蓋整個軟體生命周期。架構設計、微服務、架構理念、具體産品形态、互動、運維等以往可能通過傳統IT建構,而今天通過網際網路架構建構,提出了許多新方法與實作。是以Service Mesh等許多新技術也逐漸流行起來。

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2.K8S成為雲原生時代的基礎設施

過去使用雲的基本能力或者企業IT架構需要管理很多基礎元件,如異構計算能力、網絡、存儲等。容器K8S向下封裝基礎設施IaaS層,屏蔽底層架構差異性,雲邊端一體化管理,形成新界面。K8S向上支撐不同工作負載,從微服務、Web應用到AI、大資料、基因計算、區塊鍊、邊緣計算、IoT等。K8S大幅提高了企業數字化轉型的效率。

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3.雲原生形成三個标準

容器化:建立了IT領域核心的應用基本單元的建構、分發、運作、互動的标準化,可以一次建構多處運作。

容器編排:形成了資源編排、任務排程的标準。幾乎可以管理所有的工作負載,可以建構完整的IT服務。

雲原生作業系統:雲原生向不同應用負載的架構治理方向發展。同時橫向發展,覆寫軟體的生命周期,通過更現代化的方式治理IT架構。雲原生形成了架構現代化演進的标準。K8S等管理體系如同作業系統一樣形成了統一界面,可以在其上安裝不同的工作、應用負載,為應用架構的現代化演進提供了發展方向,逐漸形成了多種新技術。

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4.雲原生技術正被廣泛接受

雲原生的理念和實踐,以史無前例的速度帶動企業對雲計算的接受度:第一,雲原生的優勢和雲的傳統優勢如規模、穩定性和彈性完美結合,為企業提供了更好的産品和服務,同時降低了上雲成本。第二,雲原生技術基于開放的技術标準,極大改變了使用者心智和對雲廠商的信任關系,促進了企業對新技術和上雲的接受度,成為雲和客戶互動的新界面。第三,雲原生是應用研發和運維最佳實踐的組合(如容器化、持續內建、傳遞等),正在重塑整個軟體生命周期、幫助企業快速釋放技術紅利、加速企業數字化更新。

雲原生技術正快速被接收和應用:Forrester預計2022年,全球75%以上組織将在生産中運作容器技術(目前超30%)。中國雲原生技術快速發展,CNCF調研顯示,雲原生技術在中國被更廣泛接受,除網際網路等新興企業,還覆寫很多傳統行業如制造業。

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三、阿裡雲雲原生産品

阿裡雲是中國最早、最大的雲計算服務提供商,現有200+款雲産品,是國内最豐富的雲原生産品家族。IT架構的一個應用的全生命周期幾乎都可以在阿裡雲找到支撐産品。

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阿裡雲多年來在開源領域投入巨大并得到了一定成果。下圖所示為阿裡在雲原生領域的一些投入與貢獻,幾乎所有版塊都有所投入與布局,做出了一定貢獻。

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1. 阿裡&微軟——開放應用标準模型

該模型期望在雲原生領域實作應用傳遞标準化。一家公司的IT體系中有許多不同角色、環境、基礎設施。N個環境,N份部署檔案在不同環境之間頻繁進行組合,與運維人員溝通,流程複雜,失敗率高。将該種複雜架構平滑地部署到不同環境當中面臨開發與運維的巨大投入。主要原因是沒有統一标準将環境、基礎設施、應用之間的關系描述清楚。

雲原生重塑軟體生命周期是通過容器K8S,K8S在基礎設施層面提供了良好抽象。是以該開放應用模型在以應用為中心的互動層做了向上的抽象。開發人員隻需要描述應用元件、依賴與架構。運維人員定義應用運維配置和運作時參數。平台層通過K8S拉通異構環境,執行OAM應用描述。該模型可将應用平滑傳遞到不同環境,在不同基礎設施上做到一鍵安裝。并且省去了過去重複備援的工作,用更少人力進行優化,大幅提升企業的IT效率。期望使用者能在雲上體驗到智能手機APP的“一鍵安裝、多處運作”。

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2. 雲原生應用平台産品家族

雲平台分為以下3層。

函數FaaS:以函數為界面,基于事件的響應式程式設計模型,帶來數倍的研發運維效率提升。

應用PaaS:以應用為界面,與雲平台互動,全生命周期托管,增加彈性能力和高可用性,診斷維護智能化,提供降本增效的能力。

容器PaaS:以容器為界面,作為雲原生的基石将應用與運作環境解耦,提供運維底座和新互動方式。

雲平台同時提供了許多中間件、元件類産品,如完整的消息隊列産品家族,以及其他中間件如服務網格、應用配置、事務服務、微服務引擎MSB、雲服務總線CSB。另外提供了許多應用工具、開源架構産品。以上産品提供了一站式基礎中間件服務,組合選擇使用,能增加靈活度、完整度和豐富性,加速企業數字化轉型。雲平台服務邊界不斷上移是雲計算行業 的新态勢。

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3. 容器服務産品

容器服務産品大圖:在開源K8S基礎之上提供了大量專業的企業級特性包括安全/合規能力、可觀測性、彈性、多雲/混合雲、服務網格、安全沙箱等。并且能夠很好地實作基礎軟體的自動更新,快速修複問題。容器服務向上對多個場景內建,包括微服務、有狀态應用、大資料、智能應用、創新應用。同時對多雲/混合雲管理擴充邊界,做雲邊端一體化統一管理。

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容器服務提供多種解決方案:如下圖所示,容器服務助力企業向基礎設施雲化(向下封裝)和應用架構現代化發展。

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容器服務覆寫全球:目前容器服務覆寫全球20+個可用區域。ACK Gartner 競争格局國内唯一入選,Forrester報告國内排名第一,全球第三。

國内最大的容器客戶群:阿裡雲有近萬家容器企業客戶,部分企業如下圖所示。

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4. 中間件

中間件&aPaaS的業務價值:雲原生中間件幫助企業重塑IT價值鍊。阿裡雲做了許多開源建設,希望以優勢開源産品形成行業标準,引領趨勢,服務開發者。雲原生中間件産品能夠形成高SLA、低成本、開放、标準、穩定等核心競争力和客戶價值。以雲原生中間件為核心的PaaS重塑IT建構、傳遞和運作三大價值鍊,提升企業生産力。希望以開源開放、技術優勢和低引入成本,幫助企業實作全面技術更新,充分享受阿裡雲價值。可見,中間件&aPaaS助力企業向核心技術網際網路化發展。

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傳統IT與網際網路IT差別:如下圖所示。

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網際網路技術架構優勢:網際網路建設IT的思維催生了網際網路技術架構,其優勢如下圖所示,第一,網際網路技術架構是分布式體系,具備強大的可擴充微服務能力,具有高可用屬性與運維自動化能力。

第二,業務可擴充性。基于微服務的業務中台架構設計,能将業務基礎服務原子化。上層業務單元可靈活組裝底層原子服務,快速适應市場需求。對業務的創新疊代有強大的助力作用。

第三,網際網路技術架構相容開源開放标準。是以,雲原生時代,中間件體系更新為雲原生中間件以适應行業變化。

第四,網際網路技術架構開發效率靈活。開發疊代周期短,響應速度快。其服務化設計,高内聚、低耦合、可共享、可重用。并且灰階釋出、互動體驗都更加靈活。

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核心技術網際網路化-EDAS:EDAS是面向微服務架構的應用PaaS平台,提供多樣的應用釋出管理機制,包括微服務管理、應用生命周期、高可用運維和監控診斷。EDAS支援包括Spring Cloud、Dubbo等多種輕量級微服務架構。并實作了應用監控、應用診斷、應用運維等與智能化結合的先進能力。

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核心技術網際網路化-世界一流消息中間件:消息中間件是一個擁有完備産品體系的産品家族。阿裡雲建構低延遲、高并發、高可用、高可靠,可制成萬億級資料洪峰的分布式消息中間件。并且經過阿裡巴巴交易中心核心鍊路反複打磨和十年的雙11嚴苛考驗。

阿裡消息中間件生态豐富,包括RocketMQ、Topic模型、低延遲、高吞吐、融合Kafka開源生态、多協定支援、多場景支援等。其次,消息中間件實作多元管理,包括全鍊路消息軌迹、無縫遷移能力。另外,消息中間件服務健壯性、性能優越。

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中間件&aPaaS解決方案:基于上述微服務、分布式技術體系,向上提供了業務中台解決方案。阿裡結合多年中台儲備的能力,建構了從咨詢到最佳實踐,到标準、實施,到輕量化産品的一整套解決方案,助力企業全面數字化轉型。再向上提供了IT體系的高可用解決方案,包括應用高可用、應用間關系治理、地域級容災級方案,實作了異地多活、跨區域高可用。面對企業不同的IT架構、不同階段的系統、不同元件的內建訴求,建構了內建能力,提供了企業IT內建方案。

阿裡中間件産品正幫助諸多領先企業進行數字化轉型與網際網路技術更新。

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5. 函數計算

介紹:阿裡雲對Serverless的了解分為兩部分。一部分是架構思想和治理理念,即BaaS化。意味着軟體架構可以做到全托管、免運維、極緻彈性、無偏容量、按需申請、按用付費,可以在降低成本的同時大幅度提升IT效率。

另一部分是FaaS化,FaaS是Serverless一種較為核心的形态。FaaS基于函數響應式程式設計模型。例如将一段代碼上傳到雲上,無事件觸發時代碼不運作,事件觸後時代碼才運作,處理事件後銷毀,隻在處理事件的周期内産生費用。并且開發者無需考慮運維、搭建等問題,隻需要編寫、上傳代碼即可。函數響應式驅動程式設計模型需要大量事件內建,需要在底層進行從開發到運維的全托管、自動化的全鍊路打通,使使用者專注于業務邏輯開發,無需關注基礎設施。

Serverless支援豐富的程式設計語言,也支援自定義語言。

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事件驅動連接配接雲端服務:函數計算Serverless是基于事件驅動的程式設計模型,是以事件源的豐富度十分關鍵。如下圖所示,阿裡雲在雲上打通了大量産品,對象存儲、API網關等。豐富的事件源簡化了程式設計模型,編寫少量代碼即可串聯多個服務,實作複雜功能。

函數式程式設計模型通過代碼片段與雲平台進行互動,代碼與雲之間形成了服務界面,大幅提高了企業IT建構的效率。

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場景示例:非常豐富的場景可以通過函數計算來實作,例如Web應用,IoT/API後端服務,大規模圖檔、文檔、音視訊處理,大規模消息處理,AI推理,日志流式處理。隻要某場景能夠抽象為事件驅動的模型,提供滿足其特性的服務,都可以通過函數計算實作。

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國内最大FaaS企業客戶群:阿裡雲擁有國内最大的FaaS企業客戶群,并且發展迅速。部分客戶群如下圖所示。相信FaaS與Serverless理念會在未來成為核心的程式設計方法。

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四、阿裡全站上雲

1. 阿裡全站上雲目标

從Cloud Hosting到Cloud Native方式做全面上雲,從自由、定制的技術體系走向通用、開放、公共的技術體系。

沉澱加強雲面向企業技術體系服務的能力,闡述阿裡雲是最佳實踐加持的雲。

2019實作了核心系統100%上雲,希望2019、2020兩年完成主體上雲。是以2020年需要實作大量技術向公共雲産品的切換。業務系統要全面運作在公共雲上,需要大量技術的切換與更新。

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2. 阿裡全站上雲方案

Cloud Hosting方案:阿裡從2011年開始實施容器化,2016年實作全面容器化, 2017年實作統一排程,2018年實作全面混部(大幅降低成本,使用率提升30%)。

2014年開始嘗試借助雲資源來彈性支撐雙11,在2015年開始使用雲資源支撐雙11 50%+流量,三年雙11大促每萬筆交易成本下降超過80%。

現在的Cloud Hosting和之前彈性場最大的不同在于:常态化、更多場景(含大資料、搜尋、廣告等業務)。

Cloud Native方案:雲上對應領城有相關産品的,預設向公共雲産品遷移,可更新和擴充。

雲上對應領域無相關産品的,判斷内部技術是否要做成公共雲産品,若不需要則以Cloud Hosting方式部署該系統。

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