Cloud Native Computing Foundation,云原生计算基金会(以下简称CNCF)是一个开源软件基金会,它致力于云原生(Cloud Native)技术的普及和可持续发展。云原生技术是通过一系列的软件、规范和标准帮助企业和组织,在现代的动态环境(如公共云、私有云和混合云)中构建和运行敏捷的、可扩展的应用程序。容器、微服务、微服务治理、声明式API等都是代表性的云原生技术。这些技术使松散耦合的系统具有更好的弹性、可管理性,同时更容易被监控和观察。这些技术通过与强大的自动化工具相结合,允许工程师频繁地、可预见地对系统进行任意的更改,并尽可能减少由此带来的工作量(在这些云原生技术和框架被采用之前,相信大家都有过针对系统任何一个小改动,都需要整个开发、测试、运维团队投入大量工作的痛苦经历),而这就是云原生技术最希望为技术团队以及业务带来的价值。
在每年的CNCF年度报告中都会提及CNCF Landscape,CNCF Landscape是CNCF中的一个重要项目,它始于2016年11月,旨在为云原生应用者提供一个资源地图,帮助企业和开发人员快速了解云原生体系的全貌。CNCF Landscape项目在Github上已经获得超过5000颗星,表明广大开发者和使用者对该项目的关注和重视。CNCF Landscape通过对云原生技术中的大多数项目和产品进行分类,来追踪整个生态中的大量应用。
CNCF Landscape最重要的产出包括一个路线图和一个全景图。路线图(Trail Map)是CNCF对云原生用户使用开源项目以及云原生技术的推荐过程。在路线图的每个步骤中,用户都可以选择供应商支持的产品或自己动手使用开源项目。
整个路线图分成了十个步骤,每个步骤都是用户或平台开发者将云原生技术在实际环境中落地时,需要循序渐进思考和处理的问题:
1. 容器化。目前最流行的容器化技术是Docker,你可以将任意大小的应用程序和依赖项,甚至在模拟器上运行的一些程序,都进行容器化。随着时间的推移,你还可以对应用程序进行分割,并将未来的功能编写为微服务。
2. CI/CD(持续集成和持续发布)。创建CI/CD环境,从而使源代码上的任意修改,都能够自动通过容器进行编译、测试,并被部署到预生产甚至生产环境中。
3. 应用编排。Kubernetes是目前市场上应用编排领域被最广泛应用的工具,Helm Charts可以用来帮助应用开发和发布者用于升级Kubernetes上运行的应用。
4. 监控和分析。在这一步中,用户需要为平台选择监控、日志以及跟踪的相关工具,例如将Prometheus用于监控、Fluentd用于日志、Jaeger用于整个应用调用链的跟踪。
5. 服务代理、发现和治理。CoreDNS、Envoy和LInkerd可以分别用于服务发现和服务治理,提供服务的健康检查、请求路由、和负载均衡等功能。
6. 网络。Calico、Flannel以及Weave Net等软件用于提供更灵活的网络功能。
7. 分布式数据库和存储。分布式数据库可以提供更好的弹性和伸缩性能,但同时需要专业的容器存储予以支持。
8. 流和消息处理。当应用需要比JSON-REST这个模式更高的性能时,可以考虑使用gRPC或者NATS。gRPC是一个通用的RPC(远程调用)框架(类似各种框架中的RPC调用),NATS是一个发布/订阅和负载均衡的消息队列系统。
9. 容器镜像库和运行环境。Harbor是目前最受欢迎的容器镜像库,同时,你也可以选择使用不同的容器运行环境用于运行容器程序。
10. 软件发布。最后可以借助Notary等软件用于软件的安全发布。
CNCF Landscape路线图从实践步骤上帮助用户梳理了整个云原生应用的最佳流程。然而整个实践过程中的每个环节,用户都需要了解有哪些具体的软件和产品选择,这就是CNCF Landscape全景图发挥作用的地方了(https://landscape.cncf.io/)。
这张全景图试图从云原生的层次结构,以及不同的功能组成上,让用户了解云原生体系的全貌,并帮助用户在不同组件层次去选择恰当的软件和工具进行支持。从总体来看,它将云原生生态分为以下几层:
图中最底层是Cloud(公有云,包括AWS、Google、Azure、Ali、Baidu、Tencent等)以及Kubernetes认证的服务提供商(主要是私有云,包括谐云、灵雀云、博云、才云、DaoCloud、Rancher等提供商)
有了物理机或虚拟机后,在运行容器化服务之前,需要为容器准备标准化的基础环境,这就是Provisioning这一层的作用。在Provisioning这一层中,分为以下几个功能组成模块:
Runtime这一层可以理解为容器的整个运行环境,是云原生中最核心的部分,它包括了计算、存储、网络三大块:
这一层主要负责容器平台的编排和调度,包括服务的发现和治理,远程调用,服务代理,微服务治理等组件,包括:
这一层就是容器平台上运行的具体应用和工具了,可以理解为容器平台的应用商店。根据应用的不同作用的使用场景,可以大致分为以下几种类型:数据库(例如MySQL、MariaDB、mongoDB、PostgreSQL、Cassandra、TiDB等)、流处理和消息队列(例如Spark、Storm、RocketMQ、Kafka、RabbitMQ等)、应用和镜像制作(用于将应用封装成标准镜像,使应用能在标准的容器平台上运行,例如Helm、Docker Composer、Packer等)、CI/CD(最常见的Jenkins、Atlassian公司开发的Bamboo等)。
从横向上看,整个云原生还包括众多的经过认证的平台供应商。
这个部分包含了大量用于对平台进行监控(Prometheus、Nagios、Grafana、Zabbix等)、日志(Fluentd、ElasticSearch、Logstash)、以及追踪(Jaeger)的工具。
综上所述,CNCF Landscape全景图中包含了CNCF社区成熟或使用范围较广、具有最佳实践的产品和方案供用户在实际应用中选择。
在容器存储(Cloud-Native Storage)部分,焱融云的YRCloudFile是国内唯一被列入到CNCF Landscape的容器存储产品。
与CNCF Landscape Cloud-Native Storage部分其它产品和开源方案相比,YRCloudFile具有大量独特的重要特性:
通过以上的介绍,相信我们已经为众多即将在云原生应用,尤其是容器存储领域付诸实践的工程师团队、CIO们提供了明确的建设思路和选型标准,我们也将会把云原生建设中所收获的经验和教训分享给大家,帮助客户更顺畅地完成业务向云原生的转型。
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