云原生技术和平台研究与实践.pdf
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1、43数字通信世界2023.08DCWTechnology Study技术研究企业架构指引企业建立配套的业务架构、应用架构和数据架构,推动以虚拟化技术为核心的资源型云基础设施建设演进,以云原生为代表的新一代效能型云基础设施建设。云原生是一套技术体系和方法论,涵盖应用开发、构建、部署、更新、运维、运营等流程,云原生技术包含操作系统内核、容器、编排、服务网格、可观测技术等,构建安全可控、高性能、高可靠高可用、可观测的云原生平台,可更好地服务于行业数字化转型。1 相关知识1.1 企业架构企业架构(Enterprise Architecture,EA)是指企业整体上的组织结构、业务流程、信息系统和技术基
2、础设施等方面的总体规划,旨在实现经验战略和目标。企业架构定义了组织的愿景、战略和业务目标,并提供了实现这些目标所需的结构、流程、人员和技术等资源。企业架构包含四部分:业务架构(Business Architecture,BA)、数据架构(Data Architecture,DA)、应用架构(Application Architecture,AA)、技术架构(Technology Architecture,TA)。1.2 云原生云原生概念最早由Pivotal的MattStine于2013年提出。2015年谷歌公司牵头成立了云原生计算基金会(Cloud Native Computing Found
3、ation,CNCF),致力于推动云原生技术的普及和可持续发展。2018年,随着服务网格(Service Mesh)的加入,CNCF对云原生的定义发生了改变: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。云原生技术主要包括容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式API。1.3 Linux内核Linux内核从技术层面讲是将应用层的请求传递云原生技术和平台研究与实践高 巍1,陈 磊1,张红兵2,杨红军2(1.麒麟软件有限公司,北京 100080;2.上海道客网络科技有限公司,上海 200438)摘要:云基础设施由面向云迁移的“On Cloud”阶
4、段演进到面向云构建应用的“In Cloud”阶段,即云基础设施建设由资源型演进到效能型;同时云原生将带来更复杂的安全挑战,构建安全可控的云原生平台对行业云转型至关重要,即从底层操作系统到容器调度来构建本质安全的行业云平台。关键词:云原生;操作系统内核;容器;编排;可观测性doi:10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.08.014中图分类号:TN 948.1,TP 393.09 文献标志码:A 文章编码:1672-7274(2023)08-0043-03Research and Practice on Cloud Native Technology and Platform
5、GAO Wei1,CHEN Lei1,ZHANG Hongbing2,YANG Hongjun2(1.Qilin Software Co.,Ltd.,Beijing 100080,China;2.Shanghai Daoke Network Technology Co.,Ltd.,Shanghai 200438,China)Abstract:Cloud infrastructure has evolved from the On Cloud stage for cloud migration to the In Cloud stage for cloud building applicatio
6、ns,that is,cloud infrastructure construction has evolved from resource oriented to efficiency oriented;At the same time,cloud native will bring more complex security challenges,and building a secure and controllable cloud native platform is crucial for industry cloud transformation,that is,building
7、an inherently secure industry cloud platform from the underlying operating system to container scheduling.Key words:cloud native;operating system kernel;container;arrangement;observability作者简介:高 巍(1969-),男,北京人,高级工程师,本科,主要从事国产基础软件推广、应用开发和集成工作。44DIGITCW2023.08DIGITCW技术 研究Technology Study给硬件,并充当底层驱动程序,
8、对系统中的各种设备和组件进行寻址;从应用程序层面讲,应用程序与硬件没有联系,只与Linux内核有联系,应用程序使用系统调用(syscall)接口发出请求。随着云原生技术的发展,新一代Linux内核以cGroup、eBPF等为代表支撑分布式调度、容器管理、编排管理等新功能1。2 云原生平台云原生平台支撑以应用为核心,从基础设施建设到IT架构,到应用开发运营实现全方位改造,助力实现应用现代化2。(1)基础设施方面:云原生平台构建统一的调度、管理和运行维护能力。通过统一资源管理和统一集群调度以及统一流量治理,实现跨云、跨集群的监控能力;通过统一运行维护,实现多中心不同集群的运维协同能力。(2)应用管
9、理方面:云原生平台构建统一的治理和分发能力加速业务迭代。通过统一应用治理,实现独立灵活的策略和应用配置,保障了应用的一次构建多次部署运行,同时可根据资源利用情况实现多集群间的弹性部署3。(3)运维管理方面:云原生平台构建统一的安全防护和优化能力。通过安全治理可将漏洞治理、威胁处理、应用保护等安全能力下放至分布式节点,实现安全的统一能力纳管、统一攻击防护、统一响应和统一运营,快速提升分布式接入节点的安全防护能力。3 云原生挑战从传统IT架构到云原生架构转型,受行业业务特点影响,面临如下挑战。(1)开发模式转变:从单体应用架构向微服务应用架构升级,需要转换应用架构设计开发思想,在微服务切分、敏捷开
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