美林数据技术专家团队 | 基于容器打造云原生产品体系

现代云应用内往往承载着差异化的数据业务和复杂的应用服务,一个稳定而可靠的云原生产品体系在云应用日常运维中显得尤为重要。从助推企业实现数字化转型、推动企业业务创新发展的角度出发，提出一套“云原生”体系架构，并对该架构体系所研究的内容及各分层结构的设计进行了详细的介绍。

引言

伴随着虚拟技术的成熟及分布式应用的相关技术普及，大多数企业逐渐接受了基于云平台来发展企业自身业务的方式，传统硬件服务器部署方式的弊端慢慢呈现出不能满足业务拓展的需求，在此背景下“云原生”的概念随之而生。
Matt Stine于2013年在首次提出“云原生”概念，并于2015年在其出版的书籍《迁移到云原生架构》中对这个概念进行了进一步的阐述。但是直到今天不同的组织及学者对“云原生”的定义仍存在差异，其中CNCF（云原生计算基金会）对云原生的定义是：云原生技术有利于各组织在公有云、私有云和混合云等新型动态环境中，构建和运行可弹性扩展的应用。认为“云原生”是基于云计算来解决现有本地部署技术瓶颈的架构思想，是企业实现数字化转型的思想先行，是充分利用现有云平台、实现项目的快速开发、交付、运维及管理的一套技术体系和方法论。
基于容器化云原生产品的架构体系，可以在内部产品业务复杂、数据大、服务多、跨部门协作较多、运维成本高等特点的情况下，帮助降低企业在项目部署及运维过程中的成本，提升企业的效益。

云原生体系设计

从技术理论及架构设计两个角度出发来阐述公建设的“云原生”体系及它是如何实现迅速部署、持续交付等特点及优势。
1、体系内容
根据CNCF（云原生计算基金会）对“原生云”的定义及结合公司技术平台研发的现状，将从微服务、API驱动、智能运维及容器化四个方面来实现对云原生的建设。
微服务是软件架构演化过程中一种全新系统架构思想，微服务可以解决单体应用，可以实现应用的原子化部署，将复杂的业务简单化，各应用之间可以实现分而治之，并且可以降低业务的耦合；
容器是微服务虚拟化应用部署的载体，可以通过将应用在其内部“封装”起来以实现应用之间的相互隔离，此类隔离可以有效提高应用的整体敏捷性和可维护性，并且其自身会受到调度的管理以此来优化资源，通过将应用“装”起来的方式实现应用之间的相互隔离；
智能运维指在将人的运维知识、经验与可视化操作、智能分析、智能监控相结合，形成一系列的运维决策理论并将其融入到运维系统中，以此提升软件项目在生产环节上频繁发布、快速部署、快速验证降低软件交付的成本；
API驱动实现服务之间的通信操作，可以有效地降低应用之间通信、部署与运维的复杂度，可以有效地隔离直接操作底层数据模型的数据而引发的风险，并且为应用及服务的拓展提供了新的方式。

2、体系架构
关于 “云原生”的架构，从助推企业实现数字化转型、推动企业业务创新发展的角度出发，提出了“云原生”体系架构。这是美林数据实现应用云化的方法论，该理论是在现有公有云、私有云及混合云的基础之上，以服务企业为理念通过现有主流的容器化技术来实现应用的隔离操作，同时也融合了美林数据在应用可视化运维方面所涉及的产品体系及相关技术，为实现云应用的可视化的管理操作提供了便捷的思路。

“云原生”体系架构自上而下可分为：管理服务层、容器服务层及平台服务层。
（1）管理服务层
管理服务层在文章所描述的“云原生”的架构设计中是为微服务化的项目提供一个可视化的运维操作平台。在配置监控等方面该平台支持对应用的统一监控、统一配置等操作，在部署升级等方面该平台实现了应用的独立部署、维护、扩展、升级等操作。同时在运维排错方面接入了统一的日志中心及零侵入式的链路追踪等功能。
（2）容器服务层
容器服务层设计的主要目的是为文章描述的“云原生”架构提供高性能可伸缩的容器应用管理能力，支持企业级容器化应用的全生命周期管理；助力企业高效运行云端Kubernetes容器化应用。
在整个容器化架构的设计过程中采用开源的应用容器引擎Docker来构建微服务程序，并将微服务依赖关系一起打包到一个容器中，然后批量部署到不同的环境；采用开源的容器镜像仓库Harbor来实现企业内部私有仓库的搭建；采用容器集群管理系统Kubernetes来实现容器集群的自动化部署、自动扩缩容、维护等功能；采用开源的企业级容器管理平台Rancher来驱动和适配不同环境的Kubernetes集群，为用户屏蔽了Kubernetes的底层实现细节，提供统一的Rancher UI及Rancher API来实现在不同的Kubernetes集群里部署应用的操作。
（3）平台服务层
平台服务层主要是依托现有的公有云、私有云、混合云等新型可动态伸缩的环境来构建与运行可弹性扩展的应用，以虚拟化技术为基础、以网络为载体提供基础架构，整合大规模可扩展的计算、存储、数据、应用等分布式计算资源进行协同工作的超级计算模式来为容器服务层提供服务。

小结

本文提出的美林数据“云原生”体系架构，可以适用于企业云应用的建设，帮助企业实现从内部资源的集成到外部资源管理的一体化平台需求，构建内外融合的生态圈，实现统一资源调配、集中管控、智能监测、灵活扩展。立足于为企业提供一个配置可视化、交付敏捷化、服务扩展弹性化及云应用可移植化的架构体系。