什么是云原生应用？

云原生应用概述

云原生应用是专为云计算环境构建的软件程序。这类应用充分利用云交付模式的特性，借助云平台提供的弹性扩展、韧性保障和灵活调度等优势，使企业能够以更快的速度和更强的敏捷性开展业务。采用微服务架构构建的云原生应用支持快速频繁的更新迭代，且不会影响服务交付，从而为企业创造竞争优势。

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云原生应用的组成要素

云原生应用由多项关键技术构建而成：

微服务是云原生应用的基础构建模块。这些松耦合、可复用的程序组件设计用于集成到任何云环境中。各微服务协同运作支撑应用运行，同时每个微服务都能独立扩展并通过迭代持续优化，这使得云原生应用的开发过程更加快速灵活。微服务通常部署在容器中运行。
容器技术将应用程序的所有依赖项（包括源代码、操作系统和库文件）打包整合，确保应用代码能在任何环境中运行。容器技术支持多种云原生应用在同一服务器上并行运行，即使这些应用依赖不同的操作系统。
API（应用程序编程接口）作为资源集合（最重要的是URL端点），为不同应用之间的通信与集成提供便利。
软件定义基础设施用可弹性伸缩的虚拟化硬件功能替代了物理交换机等硬件设备。
动态编排技术极大简化了容器生命周期的管理复杂度，包括资源管理、负载均衡、内部故障后的重启调度以及服务器集群节点配置等工作。
服务网格是用于管理多个微服务间通信的软件层，负责路由应用内部各组件之间的通信流量。
支撑服务包含消息代理、数据存储、安全服务和监控能力等资源。
自动化技术使云环境能够快速配置功能和更新，在不影响用户体验的前提下加速版本发布和改进。

云原生应用的开发方式

开发者使用多种工具管理云原生应用开发流程。Kubernetes是专为Linux容器管理和编排设计的平台；Docker是用于创建、部署和管理虚拟化应用容器的开源平台，这些容器共享同一个操作系统；GitLab是具备持续集成/持续交付（CI/CD）功能的代码版本控制系统，可自动化测试和部署流程；各类编程语言被用于开发实时微服务（如新闻推送和聊天功能）；Terraform等基础设施即代码工具通过管理部署版本来记录资源变更情况。

云原生应用与云端应用的区别

云原生应用是专为云环境设计构建的，而云端应用虽然托管在云中并能利用云基础设施的弹性和可扩展性，但并未充分发挥云架构的固有设计优势。

云原生应用的优势

成本优化：云原生应用使企业能充分利用云服务的可扩展性，避免资源过度配置产生的成本，同时省去本地硬件软件采购和维护开支。
卓越敏捷性：云原生应用中的微服务可独立扩展，支持快速更新特定组件而无需整体升级，提供灵活的跨网络部署能力，更易于开发和迭代。
高度可移植性：云原生应用能在不同基础设施间轻松迁移，避免企业受限于单一供应商服务。
增强可靠性：容器和云原生应用的使用确保当某个微服务故障时，整体应用仍能以最小停机时间持续运行。
自动化管理：云原生应用依靠自动化部署功能和更新，简化IT团队工作流程。
清晰可视性：微服务架构固有的隔离性使IT团队更易理解应用间的协作机制。
无限扩展性：云原生应用通过软件定义基础设施减少硬件依赖，通过添加通用服务器实现水平扩展。
零停机运维：Kubernetes等编排解决方案支持云原生应用几乎无中断的更新升级。

云原生应用的挑战

实施云原生架构需要成熟的DevOps实践来管理微服务开发所需的分布式工作流程和职责。
管理云原生应用的频繁迭代对开发和IT团队来说是项极其复杂的任务。
云原生应用容器的快速扩展可能带来企业云安全风险，若监控和修复不当可能导致数据泄露。
从传统应用迁移到基于微服务和容器的应用时，可能面临依赖关系或应用功能方面的复杂问题。
有关数据位置、保留要求和数据隐私的法规要求开发者寻找能匹配云原生架构灵活性的新型云存储和云数据库解决方案。

云原生应用开发流程

构建云原生应用依赖持续集成（CI）和持续交付（CD）实践。CI通过对代码进行小规模高频次变更，使问题更易被快速发现和修复；CD确保微服务随时可部署至云端，借助软件自动化工具降低变更风险。

云原生应用与传统应用的区别

传统的单体软件程序构建耗时更长，发布频率远低于云原生应用。

云原生应用可在抽象化的操作系统上运行，而传统应用与底层操作系统、硬件和存储紧密耦合，难以在新基础设施上迁移和扩展。

云原生应用支持精准资源调配，IT团队可按需分配资源，而非为应对潜在流量高峰配置过度冗余的基础设施。

常见问题解答（FAQ）

云原生应用的定义是什么？云原生应用是专为云计算环境构建的软件程序，通过利用云交付模式特有的弹性扩展、韧性保障和灵活调度等优势，使企业能够以更快的速度和更强的敏捷性开展业务。
什么是托管Kubernetes？ Kubernetes是用于管理容器化应用和服务的开源平台。通过托管Kubernetes，软件开发团队可将Kubernetes部署的配置和维护工作交由服务商处理。
什么是云原生架构？云原生架构是支持云原生应用动态敏捷开发的设计方法论。这种云架构模型提供可定制、模块化的基础设施，具有更强的可扩展性，能提升效率、增强生产力，并简化云服务商间的工作负载迁移或独立服务部署。
什么是CNCF？云原生计算基金会（CNCF）是致力于确保云原生技术可及易用的开源软件基金会。
什么是云CDN？内容分发网络（CDN）是通过全球分布式服务器网络使用户更快获取内容、享受更佳在线体验的基础设施。CDN将内容缓存至遍布全球的代理服务器，从距离用户最近的服务器提供内容以降低延迟。云CDN依托云计算资源而非电信服务来管理和运营CDN。

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