華為云全棧云原生技術再升級背后又有哪些新進展？

“云原生”作為云計算時代的核心理念，以平滑遷移、快速開發(fā)以及穩(wěn)定運維等技術優(yōu)勢，逐漸成為企業(yè)數(shù)字化轉型的基礎。近幾年，幾乎所有的云產(chǎn)品都會搭上“云原生”概念，只要一提到云或者云服務，自然就會提到云原生，云原生改造已是大勢所趨。

隨著云原生技術的成熟和市場需求的升級，云計算的發(fā)展也會步入新的階段。華為云去年在業(yè)界首次提出云原生2.0，這是企業(yè)智能升級的新階段，致力于讓企業(yè)云化從“ON Cloud”走向“IN Cloud”，目的是讓每一個企業(yè)都能成為新云原生企業(yè)。

如此一來，一個被“IN Cloud”、“云原生2.0”、“新云原生企業(yè)”等詞匯圍繞的新語境似乎就此誕生。但我們更關心的是，云原生的含義發(fā)生了什么變化？它到底解決了什么問題？企業(yè)數(shù)字化變革又會因此產(chǎn)生何種影響？4月8日，InfoQ受邀參加華為云TechWave全球技術峰會，并試圖從中找出上述問題的答案。

邁進云原生2.0

什么是云原生2.0？首先得從“1.0”說起。根據(jù)《云原生2.0白皮書》，在企業(yè)數(shù)字化過程中，通常會面臨三個階段：

一是服務器階段，這是最早期的階段，特點是以設備為中心，部署應用需要通過運維來協(xié)助裝機。

二是云化階段，以“資源”為中心，是多數(shù)企業(yè)會停留的階段，實現(xiàn)了資源自動化，隨著在線應用場景越來越多樣化，會逐漸變成上百個應用，但僅僅通過人肉運維，根本無法正常處理。

三是云原生化階段，要從云化階段升級過來，以“應用”為中心，在這個過程企業(yè)需要思考如何進行有效的轉變。

從“云化”到“云原生化”的這個過程，也是企業(yè)數(shù)字化轉型深入的過程，需要解決傳統(tǒng)應用單體架構厚重、煙囪式架構等帶來的一系列應用層面的問題，云對業(yè)務的價值不能僅停留在資源供給的階段。

而是需要讓業(yè)務能力生于云、長于云，同時基于云構建的新生能力與既有能力有機協(xié)同。生于云是指基于云原生的技術、架構和服務來構建企業(yè)應用，長于云是指充分利用云的優(yōu)勢來助力企業(yè)應用和業(yè)務發(fā)展，將企業(yè)的數(shù)字化建設、業(yè)務智能升級帶入新階段，這便是所謂的云原生2.0時代。

對于企業(yè)而言，云原生2.0的主要意義可以用“資源高效、應用敏捷、業(yè)務智能、安全可信”這四個關鍵詞來概括。

1)資源高效：通過對多元算力的支持，滿足不同應用場景的個性化算力需求；基于多云治理和邊云協(xié)同，打造高效、高可靠的分布式泛在計算平臺，并構建包括容器、裸機、虛機、函數(shù)等多種形態(tài)的統(tǒng)一計算資源；以“應用”為中心打造高效的資源調度和管理平臺，為企業(yè)提供一鍵式部署、可感知應用的智能化調度，以及全方位監(jiān)控與運維能力。

2)應用敏捷：通過DevSecOps應用開發(fā)模式，實現(xiàn)應用的敏捷開發(fā)，提升業(yè)務應用的迭代速度，高效響應用戶需求，并保證全流程安全。對于服務的集成提供侵入和非侵入兩種模式輔助企業(yè)應用架構升級，同時實現(xiàn)新老應用的有機協(xié)同，立而不破。

3)業(yè)務智能：幫助企業(yè)管理好數(shù)據(jù)，快速構建數(shù)據(jù)運營能力，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的資產(chǎn)化沉淀和價值挖掘，并借助一系列AI技術，再次賦能給企業(yè)應用，結合數(shù)據(jù)和AI的能力幫助企業(yè)實現(xiàn)業(yè)務的智能升級。

4)安全可信：結合云平臺全方位企業(yè)級安全服務和安全合規(guī)能力，保障企業(yè)應用在云上安全構建，業(yè)務安全運行。

云原生2.0的參考架構

如今，從技術角度看，以容器、Kubernetes、微服務等為代表的云原生技術經(jīng)過蓬勃發(fā)展，已經(jīng)成為賦能業(yè)務創(chuàng)新的重    要推動力。從市場角度看，云原生技術的應用場景也由一開始的以互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)為主，逐步擴大到金融、政府、工業(yè)制造等傳統(tǒng)行業(yè)，支持的業(yè)務場景也越來越豐富。

由此可見，云原生2.0時代就如同我們所熟悉的“云原生”，它并非一蹴而就，而是由技術和需求相輔相成而來。

全棧云原生技術持續(xù)升級

2.0時代的云原生是IN Cloud，也意味著將云原生技術深植于云上架構之中，而企業(yè)的云基礎設施、泛在應用和架構升級都將因此改變。華為云CTO張宇昕表示，全面云化和全棧智能是實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化治理的基石。

過去幾年中，華為通過與多個行業(yè)客戶深入溝通后發(fā)現(xiàn)，業(yè)內普遍存在兩方面的訴求：

一是業(yè)務訴求，業(yè)務需要敏捷創(chuàng)新、快速上線；

二治理訴求，比如政府有省市區(qū)縣多層級的組織，需要統(tǒng)一的資源管理；金融行業(yè)多類型數(shù)據(jù)間，既有數(shù)據(jù)隔離、本地留存的訴求，又需要進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析；汽車行業(yè)需要OT與IT業(yè)務互通，而OT業(yè)務對時延又很敏感。

面對這些訴求，當前的集中式建設的云難以滿足，華為云認為，分布式云x云原生是實現(xiàn)全面云化和全棧智能的最佳架構。

從下圖來看，華為云的分布式云基礎設施包含中心Region、智能邊緣云IEC、專屬Region、智能邊緣小站IES和智能邊緣平臺IEF，覆蓋范圍從核心區(qū)域，到熱點區(qū)域，再到企業(yè)本地的數(shù)據(jù)中心，乃至車間和網(wǎng)點等業(yè)務現(xiàn)場，讓云延伸到業(yè)務所需的位置，由此來應對企業(yè)全面云化所面臨的多地部署、多類型業(yè)務、復雜的組織層級等挑戰(zhàn)。

華為云分布式云基礎設施的全景圖

其中，智能邊緣云將可以更好地滿足客戶就近接入及穩(wěn)定低時延訴求。而智能邊緣小站IES，可以把云服務延伸到企業(yè)數(shù)據(jù)中心，滿足數(shù)據(jù)本地化和極低時延的要求。值得一提的是，智能邊緣小站IES已正式商用。

在網(wǎng)絡方面，華為云通過LocalGateway、EdgeGateway和安全VPC三大關鍵技術構建了分布式云的一張網(wǎng)，實現(xiàn)了企業(yè)多種組網(wǎng)環(huán)境之間的高效互通。

對于分布式云來講，要實現(xiàn)無差別體驗，一致的運行環(huán)境是非常關鍵的能力。該問題可分成兩方面看：首先是開發(fā)環(huán)境，需要做到一次開發(fā)，一次發(fā)布，全網(wǎng)部署；其次是運行和部署環(huán)境的一致性，需要在任一地部署，可以實現(xiàn)全網(wǎng)訪問。

最典型的方案是，比如企業(yè)Web和數(shù)據(jù)庫業(yè)務可部署在企業(yè)本地，來滿足數(shù)據(jù)本地化、低時延和日常訪問的訴求；而當出現(xiàn)業(yè)務流量洪峰時，也可快速彈性至中心Region，同時Web應用可訪問本地數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)業(yè)務在中心Region和邊緣的高效協(xié)同。這些能力的實現(xiàn)均需基于一致的架構，即擎天架構，提供了一致的API、一致的工具、一致的實例以及一致的規(guī)格。

隨著企業(yè)核心業(yè)務云原生化的深入，鏡像部署效率低、運維難度大、服務治理效率低等挑戰(zhàn)依然存在。因此，除了分布式云方面的創(chuàng)新，華為云也同步了云原生領域的進展，通過對華為云基礎設施的持續(xù)創(chuàng)新，以進一步解決上述難題。

首先，通過對容器鏡像倉庫的升級，實現(xiàn)鏡像快速部署、業(yè)務高效彈性；同時發(fā)布容器洞察引擎，實現(xiàn)應用健康的全景可觀測；最后發(fā)布云原生服務中心（OSC），實現(xiàn)云原生服務全生命周期的統(tǒng)一治理。

“不停服”割接

評判云原生創(chuàng)新和落地的最好標準，是企業(yè)用戶應用后的整體效果。云原生2.0所強調的“立而不破”，同樣體現(xiàn)在很多行業(yè)內頭部企業(yè)的應用實踐中。

以新電商基礎設施提供商夢餉集團為例，成立三年以來，該公司平臺擁有超200萬注冊店主，累計幫助一萬多家品牌商銷售近4億件商品。但隨著業(yè)務的飛速增長，其云消耗量每年都增長2～3倍。因此，在成本控制、彈性能力以及開發(fā)效率上都面臨著挑戰(zhàn)。

電商行業(yè)是一個24小時不打烊的行業(yè)。對于電商行業(yè)來說，系統(tǒng)的實時監(jiān)控和預警，以及自我恢復能力是至關重要的。為了支撐公司未來兩年營收與用戶量數(shù)倍增長的目標，通過單元化實現(xiàn)可水平伸縮的彈性架構，滿足公司多樣化、個性化的去中心化商業(yè)模式需求以及優(yōu)化IT運維成本，夢餉集團需要找一個更契合公司未來發(fā)展戰(zhàn)略的“云”合作伙伴。

而在選擇了華為云的云原生方案之后，夢餉集團已經(jīng)能彈性地應對流量洪峰，同時也節(jié)省了使用成本。

夢餉集團CTO鐘浩表示，“從云服務器到存儲，從數(shù)據(jù)庫服務實例，到大數(shù)據(jù)業(yè)務，在整個割接項目過程中，華為云為我們投入了大量人力和資源，甚至做到了不停服割接，就好比一架載滿乘客的飛機，在高速飛行中，悄悄地就替換了引擎?！?/p>

夢餉集團還采納了以ModelArts為代表的一系列人工智能服務，借助華為云ModelArts的開源優(yōu)勢，可以大幅提升研發(fā)自主性。

類似的案例還有不少。比如深交所基于華為云容器引擎打造了高效的云原生基礎設施和統(tǒng)一的計算與存儲資源池，并將現(xiàn)有應用升級為云原生架構，提升了OA等應用系統(tǒng)的交付效率。

順豐“快遞+”也使用了華為云云原生解決方案，保障120套應用系統(tǒng)全面上云；全流程云原生DevOps平臺，研發(fā)系統(tǒng)從需求設計到上線端到端線上化，全流程上線時間從2天縮短到1小時，效率得到大幅提升。

企業(yè)的業(yè)務場景復雜，隨著業(yè)務需求的升級，對云原生技術和產(chǎn)品的需求必將更深更廣。華為云方面表示，將持續(xù)從企業(yè)實際的需求出發(fā)、為企業(yè)提供創(chuàng)新的、持續(xù)演進的全棧云原生產(chǎn)品。

生態(tài)點線成面

繼在業(yè)內首次提出云原生2.0之后，為進一步幫助企業(yè)理解和規(guī)劃云原生2.0的實踐落地，華為云聯(lián)合中國信通院共同編寫并發(fā)布了《云原生2.0白皮書》，結合中國信通院在云原生產(chǎn)業(yè)的洞察及總結，沉淀華為云在云原生技術和服務政企多年經(jīng)驗積累，全面闡釋云原生2.0核心理念及特點。

進一步觀察市面上的頭部云廠商，我們會發(fā)現(xiàn)其云原生的研究和布局有一些共性：軟件層面K8s已經(jīng)很成熟，重心將放在如何將軟件硬件結合，更好地發(fā)揮優(yōu)勢；逐步過渡到多云化管理，多云化的管理已經(jīng)成為了剛需；開始推廣基于Opreator的框架和社區(qū)。

在這樣的背景下，華為也持續(xù)投入云原生社區(qū)，華為聯(lián)合CNCF（云原生計算基金會）、中國信通院及業(yè)界云原生技術精英們成立創(chuàng)原會，這是全球化云原生交流平臺，旨在通過探索前沿云原生技術、共享產(chǎn)業(yè)落地實踐。除了在社區(qū)上的一些舉動，華為還積極參與開源工作，比如開源了批量計算項目Volcano，它能廣泛應用于批量計算場景，比如華為云開放的智能邊緣項目KubeEdge，也已經(jīng)成了主流的開源邊緣計算軟件。

如何讓云原生根植于每一個行業(yè)的架構之中，我們或許在云原生2.0時代能找到答案。