从理念到方案，企业应用架构在云原生时代如何重塑？

在 11 月 28 日举行的 GTLC 厦门站上，华为云云原生解决方案架构师陈斌带来了主题演讲《云原生基础设施，重塑企业应用架构未来》，他从多个方面入手，全面分析了云原生的一些技术方案和应用案例，并详细介绍了云原生 2.0 会如何影响企业的基础设施、泛在应用和架构升级，以下为演讲内容的文字整理。

整理：道伟

嘉宾介绍：陈斌，云原生解决方案架构师，在华为主要负责华为云云原生解决方案及架构设计，在软件行业工作十年，先后在网易，阿里负责中间件，微服务平台等架构设计，在元数据库，Serverless 领域都有着深入的研究。

大家好！我是陈斌，今天要讨论的内容是时下热门的话题——云原生，最近两年出现了一个趋势，几乎所有云产品都开始拥抱云原生，只要一提到云或者云服务，自然就会提及云原生。

云原生的背后有一个实体组织——CNCF（云原生计算基金会），它对云原生有着确切的解释：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。

在我看来，云原生的核心主旨不难理解，其本质是基于强大的云平台，去支撑上层的应用服务，同时能把应用从共用部分下沉到平台中，进而让应用聚焦到业务当中。

云原生的核心理念和发展趋势

细分来看，云原生的核心主旨重点体现在两个方面：

首先需要有强大的云平台。强大的云平台可以理解为一套标准的云技术，实际中公有云用的技术栈和机房的技术栈，通常会演变成两套技术栈，想把公有云的应用下沉到自建机房，或者自建机房上迁徙到公有云，就必须进行改造和升级。

最理想的情况就是形成标准的云平台技术理念，让它可以用在多个云平台上，同时也能用于 IDC 自建机房，甚至是多种混合云的场景。

第二个主旨是 IaaS、PaaS 的一体化。企业在部署应用之时，许多操作需要在 I 层和 P 层间反复交互，这导致等值运维的复杂度直线升高。云原声的理念是把 I 层和 P 层形成 IP 统一起来，可以实现应用联动底层的资源，进而达到应用自动化，同时将应用部分通用的能力下沉到平台中，让应用真正聚焦到业务层面。

站在这个角度去看，云原生能够对研发人员实现减负，因为它可以把 40% 到 50% 共同的能力下沉到平台，让研发者可以真正聚焦到业务当中。

解释了云原生的理念，接下来分析云原生的发展趋势，在目前的行业发展之下，大的趋势主要体现在 4 个方面：

趋势 1 是软硬件一体化。早期容器的调度平台选择空间很大，随着社区的发展建设，相关的标准也逐渐在清晰并且固化，社区需要把软件和硬件结合起来，激发出硬件的真正实力，从而实现软硬一体化，让云原生在基础设施上发挥更大能力。

趋势 2 体现在剥离通用部分的能力并下沉到平台中。比如在服务治理的方面， Service Mesh 在早期拥有很多的产品，而现在逐步统一到了 Istio。

趋势 3 是实现对多情况应用的支撑。现阶段无状态应用 + Job 类应用趋于成熟，而有状态应用逐步增长，目前的容器平台对无状态应用支撑相对比较好，而未来的一个方式，是如何实现有状态应用或者部署复杂的应用进行支撑，此外 AI、大数据等 Job，如何更好地运行也受到了越来越多的关注。

趋势 4 是统一化管理和治理，这也是许多企业面临的挑战。因为 K8s 北向接口已经趋于稳定，但还是会遇到多云甚至是边云的环境，比如有私有云、自建 IDC，公有云甚至混合云，在这样的复杂情况下，如何进行统一管理和统一治理，就显得尤为重要。

谈论了云原生的发展趋势，接下来谈谈企业在数字化转型时，云原生可能会带来的一些改变。

云原生技术对数字化转型带来的帮助

根据我过去的经历，发现企业数字化发展过程中，通常会面临三个阶段：

一是服务器阶段。这通常也是早期的阶段，其特点是以设备为中心，许多应用的部署需要通过运维来协助装机。

二是云化阶段。其实也是资源自动化阶段，因为运维成本的增加而出现，是目前多数企业停滞的阶段。这个阶段具备自动化资源分发的能力，随着在线应用场景越来越多样化，应用会越来越多，人肉运维将无法继续维持。

三是云原生化阶段。这个阶段是从云化阶段升级而来，对应于应用自动化过程的转变，在这个过程中，企业需要思考如何进行有效的升级。

在实际情况中，企业从“Cloud First”变化到“Cloud native First”的过程，通常会选择以容器为入口，云原生将会是企业架构升级的新动力，随着容器在市场的占有比例上升，大家对运维自动化的需求越来越强烈，而且容器发展技术越来越受到认可。

纵观头部的各大云厂商，他们在云原生方向上的关注点，其共性体现在以下几个方面：

1. 软件层面 K8s 已经很成熟，未来的重心将放在如何将软件硬件结合，以更好地发挥优势；

2. 逐步过渡到多云化管理，很多企业面临基于多云，有多机房的场景，多云化的管理已经成为了刚需；

3. 针对有状态应用，大数据等应用的支撑，目前很多企业开始推广基于 Opreator 的框架和社区。

华为也早在云原生领导有所布局，2015年，华为作为唯一的中国企业参与了云原生计算基金会（CNCF）的组建，也是 CNCF 在亚洲的首个白金会员，自社区成立起至今，华为主导了网络、调度、多云等大量核心子项目及关键特性开发，代码贡献排名位居亚洲第一，加速了云原生技术从起步到成熟的过程。

随着云原生技术的逐步成熟，企业在落地云原生技术的过程中会面临哪些实际的挑战？又会存在哪些破解之法？

首先要面临的挑战是应用生态的单一性。因为目前云原生可以支撑无状态应用，但对企业来说，还需要面对部署有状态的应用等复杂情况。

随着 5G 的快速发展，对技术的需求也在增大，除了多云的需求还出现了边云等场景，当前一些开源做法只是在逐步进行沉淀，并没有出现很好解决方案，所以还要不停地进行探索。

此外云原生社区多是从软件层面推动的，软件需要部署在硬件资源上，就算做到了兼容也无法将底层硬件资源的价值发挥出来，这也是云原生 1.0 时代所面临的挑战。

另一个挑战是泛在应用的管理。需要考虑如何把多集群的环境资源统一起来，盘活企业内部的资源，同时去推动企业未来的技术演进，并对可能的边缘云场景提供支撑。

最后的挑战是再升级应用架构。当前有些方法可以支持无状态应用，但如何使有状态应用更好地运行，如何进行服务治理，包括在 AI、大数据场景中，怎样提升系统整体性能，都是需要仔细考虑的问题。

云原生 2.0，华为云的部署方案

针对这些方面的挑战，华为云基于云原生 2.0 的理念，打造了以应用为中心的云原生基础设施，为企业提供了更高效、敏捷的云原生解决方案：

在重定义基础设施方面，华为云基于擎天架构的软硬协同能力，打造了业界独家实现“容器卸载”的云原生裸金属容器，使得资源 100% 用于业务处理，客户资源成本节约 30%，网络性能提升 40%，相同规格集群业务处理性能提升 2 倍。

同时，华为云也是国内首家推出 Serverless 容器的厂商，实现了 30s 扩容 1 千容器实例的极速扩容能力，帮助企业轻松应对高并发、高流量冲击的业务突发场景，保障企业IT基础设施稳定可靠。

此外，华为云云原生基础设施还支持 x86、GPU、鲲鹏、昇腾等多样性算力，并以“云原生”的方式提供给企业，满足不同场景下应用的算力诉求。

为了应对企业数字化转型中面临的国际化布局、跨地域高可用、低时延访问等业务场景，企业 IT 基础设施逐步从单数据中心架构演进到多数据中心、多云、以及边云协同的架构，亟需分布式、统一计算架构的云基础设施平台。

华为云云原生基础设施新赋能泛在应用，通过云原生开放、标准的特质使其成为构建企业泛在、统一计算平台的最佳选择。华为云通过业界领先的云原生集群联邦技术、边云协同操作系统，为企业打造高效、高可靠的泛在计算平台，实现应用在公有云、混合云、边缘云等形态下的有机协同。

同时，基于擎天架构，以容器为核心，构建包括容器、裸机、虚机、函数多种资源的统一计算平台，让传统应用与云原生应用能协同得更好。

以上重点解决了企业业务在资源利用率、性能以及分布式架构建设的难题，在业务应用层面，传统企业应用生命周期管理形成烟囱林立，应用交付和运维难度，随着业务规模的扩大成指数级增长。

华为云云原生基础设施以“应用”为中心打造通用、标准、开放的企业应用生命周期管理平台再升级企业应用架构，为企业传统 IT、互联网、中间件、数据及智能等业务构建统一的云原生应用部署、运行、运维、治理端到端标准化流程，使得企业应用生命周期管理更完整、高效、智能：

一键式部署：华为云云原生基础设施基于 CRD、Operator、Helm 等开放云原生技术，实现包括微服务、中间件、大数据、AI、边缘等云原生应用的一键式部署与交付规范；

智能化调度：对于运行态的应用，华为云原生基础设施向上通过 Volcano 感知应用 SLA，实现高效批量调度；向下通过瑶光智慧云脑为应用匹配最佳算力，实现应用与资源的高效协同；

全方位治理：华为云云原生基础设施还提供非侵入式服务网格与完善的云原生监控体系，为企业提供全网应用拓扑视图、调用链追踪及实时故障管理，实现应用的全方位在线治理。

以上就是今天要介绍的内容，希望这些内容能够给各位提供一些帮助，谢谢大家！