第十章第三节 云原生架构

云原生架构2024年11月19日202410.3.1云原生架构概述10.3.2云原生架构特点10.3.3云原生架构优势

第十章第三节云原生架构contents目录10.3.1云原生架构概述01云原生架构说到原生，比如IOS，Android原生界面，意味着界面是本来就支持的。而谈到云原生，对于服务而言，更多强调服务先天具有云上部署、提供服务的能力。这种能力使得服务具有先天的去中心化的能力，先天的横向扩展的能力。这也是微服务重点强调的能力。云原生架构（Cloud-NativeArchitecture）是一种基于云计算的应用程序架构和开发方法论，旨在充分发挥云计算平台的优势，提高应用程序的可伸缩性、弹性和可靠性。它强调将应用程序设计为微服务、采用容器化部署、自动化管理和持续交付，以实现快速迭代、高效部署和可靠运行。图10-9云原生的概念10.3.2云原生架构特点01云原生架构的关键特点图10-10云原生架构的特点云原生架构的关键特点包括：1.微服务架构：将应用程序拆分为多个独立的、自治的微服务，每个微服务负责特定的业务功能，并可以独立开发、部署和扩展。微服务之间通过轻量级的通信机制进行交互，例如RESTfulAPI或消息队列。2.容器化部署：使用容器技术（如Docker）将每个微服务及其依赖项打包成独立的可移植单元。容器提供了环境隔离、一致性和可移植性，使得应用程序可以在不同的环境中轻松部署和运行。01云原生架构的关键特点3.自动化管理：利用自动化工具和平台来管理应用程序的部署、配置、扩缩容、监控和治理等任务。自动化减少了人为操作的错误和复杂性，提高了开发和运维的效率。4.弹性和可伸缩性：云原生架构倡导根据需求动态调整应用程序的资源，实现弹性和可伸缩性。通过自动化的资源管理和负载均衡，应用程序可以根据实际负载进行水平扩展或收缩，以满足用户需求并提供良好的性能。5.持续交付：采用持续集成和持续部署（CI/CD）的工作流程，实现快速、可靠的应用程序交付。开发团队可以频繁地进行代码集成、构建、测试和部署，以快速响应需求变化，并确保软件质量和稳定性。图10-10云原生架构的特点10.3.3云原生架构案例分析01申通快递核心业务系统云原生化上云案例以申通快递核心业务系统云原生化上云案例，进行描述。作为发展最为迅猛的物流企业之一，申通快递一直积极探索技术创新赋能商业增长之路，以期达到降本提效目的。目前，申通快递日订单处理量已达千万量级，亿级别物流轨迹处理量，每天产生数据已达到TB级别，使用1300+个计算节点来实时处理业务。过往申通快递的核心业务应用运行在IDC机房，原有IDC系统帮助申通安稳度过早期业务快速发展期。但伴随着业务体量指数级增长，业务形式愈发多元化。原有系统暴露出不少问题，传统IOE架构、各系统架构的不规范、稳定性、研发效率都限制了业务高速发展的可能。软件交付周期过长，大促保障对资源的特殊要求难实现、系统稳定性难以保障等业务问题逐渐暴露。在与阿里云进行多次需求沟通与技术验证后，申通最终确定阿里云为唯一合作伙伴，采用云原生技术和架构实现核心业务搬迁上阿里云。2019年开始将业务逐步从IDC迁移至阿里云。目前，核心业务系统已经在阿里云上完成流量承接，为申通提供稳定而高效的计算能力。02云原生解决方案申通核心业务系统原架构基于Vmware+Oracle数据库进行搭建。随着搬迁上阿里云，架构全面转型为基于Kubernetes的云原生架构体系。其中，引入云原生数据库并完成应用基于容器的微服务改造是整个应用服务架构重构的关键点。1.引入云原生数据库通过引入OLTP，OLAP型数据库，将在线数据与离线分析逻辑拆分到两种数据库中，改变此前完全依赖Oracle数据库的现状。满足在处理历史数据查询场景下Oracle数据库所无法支持的实际业务需求。2.应用容器化伴随着容器化技术的引进，通过应用容器化有效解决了环境不一致的问题，确保应用在开发、测试、生产环境的一致性。与虚拟机相比，容器化提供了效率与速度的双重提升，让应用更适合微服务场景，有效提升产研效率。图10-11

申通快递核心业务系统云原生架构图02云原生解决方案3.微服务改造由于过往很多业务是基于Oracle的存储过程及触发器完成的，系统间的服务依赖也需要Oracle数据库OGG同步完成。这样带来的问题就是系统维护难度高且稳定性差。通过引入Kubernetes的服务发现，组建微服务解决方案，将业务按业务域进行拆分，让整个系统更易于维护。综合考虑申通实际业务需求与技术特征，最终选择了「阿里云ACK+神龙+云数据库」的云原生解决方案，从而实现核心应用迁移上阿里云,如图10-11所示。图10-11

申通快递核心业务系统云原生架构图03申通快递核心业务系统云原生架构基础设施，全部计算资源取自阿里云的神龙裸金属服务器。相较于一般云服务器（ECS），Kubernetes搭配神龙服务器能够获得更优性能及更合理的资源利用率。且云上资源按需取量，对于拥有大促活动等短期大流量业务场景的申通而言极为重要。相较于线下自建机房、常备机器，云上资源随取随用。在大促活动结束后，云上资源使用完毕后即可释放，管理与采购成本更低，相应效率。流量接入，阿里云提供两套流量接入，一套是面向公网请求，另外一套是服务内部调用。域名解析采用云DNS及PrivateZone。借助Kubernetes的Ingress能力实现统一的域名转发，以节省公网SLB的数量，提高运维管理效率。图10-11

申通快递核心业务系统云原生架构图03申通快递核心业务系统云原生架构平台层，基于Kubernetes打造的云原生PaaS平台优势明显突出。打通DevOps闭环，统一测试，集成，预发、生产环境；天生资源隔离，机器资源利用率高；流量接入可实现精细化管理；集成了日志、链路诊断、Metrics平台；统一ApiServer接口和扩展，天生支持多云跟混合云部署。应用服务层，每个应用都在Kubernetes上面创建单独的一个Namespace，应用跟应用之间实现资源隔离。通过定义各个应用的配置Yaml模板，当应用在部署时直接编辑其中的镜像版本即可快速完成版本升级，当需要回滚时直接在本地启动历史版本的镜像快速回滚。运维管理，线上Kubernetes集群采用阿里云托管版容器服务，免去了运维Master节点的工作，只需要制定Worker节点上线及下线流程即可。同时业务系统均通过阿里云的PaaS平台完成