什么是云原生应用程序？包括组件，技巧和工具全面介绍 - thundra

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云原生应用程序由独立的，松散耦合的微服务组成。云原生开发的目标是帮助您快速构建，发布和更新应用程序，而又不影响代码质量和安全性。
云原生应用程序旨在在各种环境（包括私有云，公共云和混合云）中一致地工作。由于这些应用程序通常采用微服务架构设计，因此这些应用程序提供了更大的可伸缩性。
云原生开发环境通常努力通过合并连续的反馈循环来快速交付业务价值。此外，原生云管道利用自动化工具来加快流程。
理想情况下，云原生开发的结果是实现持续改进，同时快速满足业务需求和客户需求。
 
云原生基础架构组件
  • 容器
容器使您可以打包软件及其依赖项。与虚拟机（VM）不同，容器共享基础操作系统（OS）内核。此外，容器是不可变的，可以轻松缩放。这使容器更轻巧，并且易于配置，部署和管理。
  • 容器编排
在生产中部署应用程序时，您需要管理大量的容器。容器编排平台可以帮助您有效地管理容器。Kubernetes是目前最流行的用于管理容器集群的开源选项，但是还有其他选择。
大多数容器编排平台都提供了一组强大的功能来帮助您管理整个容器生命周期。值得注意的功能包括资源供应，网络，存储管理，访问控制，自动扩展，故障转移和修复等等。
  • 无服务器
无服务器是一种计算模型，无需管理应用程序的基础服务器基础结构。当您处理其余职责时，云供应商或服务提供商将管理基础架构。无服务器模型通常带有自动化功能，使您可以使用功能来触发事件。
  • 计算实例
基于云的计算实例是虚拟服务器，也称为虚拟机（VM），由云服务托管。例如，Amazon Elastic Compute Cloud（Amazon EC2）和Google Compute Engine是两项流行的服务，可让您使用自己的设置或预定义的映像来配置，创建和管理VM。  
  • 平台即服务（PaaS）
PaaS是一种云计算模型，可提供基于云的开发服务，包括数据管道，DevOps和CI / CD基础结构，分析和人工智能（AI）功能等。
  • 基础架构即代码（IaC）
IaC模型提供的服务可帮助您使用简单的配置文件来自动化云基础架构。您可以将文件检入源代码管理中以便于管理。IaC的目标是帮助您一致地管理云中的复杂系统。
  • 分布式CI / CD
大多数云原生应用程序都在微服务架构上运行。为了确保效率，大型应用程序不仅需要运行一个管道，还需要运行多个CI / CD管道，每个微服务都需要一个。这种类型的分布式CI / CD基础结构确保团队可以将独立的微服务发布到生产环境中，而无需依赖大型应用程序的其他部分。
  • 自动缩放
自动扩展过程使用配置文件来自动维护需求和容量。它是大多数云原生工具（包括Kubernetes）的内置功能。启用自动缩放后，系统会根据需要自动配置或缩减资源，并根据预定义的要求和实际负载来扩展和缩小应用程序。
  • 负载均衡
负载均衡器是反向代理。在微服务架构中，此机制负责将应用程序请求路由到相关微服务。负载平衡器尝试平衡实例。例如，当当前容量不满足传入请求时，平衡器可以触发缩放事件。
  • 应用监控
云原生应用程序由许多小元素组成。为了确保应用程序平稳安全地运行，您需要实施监视措施。最低要求是运行状况检查，以识别所有故障，并让系统自动更换这些故障组件。

 
云原生开发的5个技巧
在开发自己的云原生应用程序时，需要考虑以下五个技巧：

  1. 快速启动和正常关闭-容器是不变的。当一个失败时，您可以轻松地将其替换为另一个。当负载增加时，应用程序可以动态增加实例数量。为此，您需要构建可以快速启动且正常关闭而又不影响其他操作的组件。您可以从删除尽可能多的冗余组件开始。
  2. 明确显示应用程序依赖项-确保跨环境的一致性。您可以通过使用清单文件来执行此操作，该清单文件可确保依存关系保持可见，并允许您跨各种环境管理依存关系。
  3. 尽可能保持无状态-以确保您的服务可以轻松扩展和分区。您可以通过从您的环境中获取特定于环境的数据，并将日志视为事件流来做到这一点。
  4. 使用流程思考-设计由流程组成的应用程序。每个进程都是一个无状态的应用程序实例。处理请求时，您应仅短暂使用内存或文件系统来处理同一请求。您可以将会话信息保存在外部资源（例如外部数据库）上，但是您不应依赖存储在本地内存或本地永久磁盘中的数据。
  5. 将API视为合同-云原生应用程序中的微服务通过API进行通信。为确保效率，请考虑建立定义通信条款的API惯例。您可以使用限制来管理API的过度使用，并使用断路器来处理未收到API响应的服务。为了提高响应时间并减少服务负载，请考虑使用缓存。
  6. 向左转移安全性-诸如DevSecOps之类的新安全性模型正在出现，使组织能够将安全性集成到开发生命周期的所有阶段。由于存在大量组件，基础架构的动态特性和快速发布周期，因此这在云原生环境中至关重要。诸如扩展检测和响应（XDR）之类的技术解决方案 正在发展，以帮助大规模管理云原生环境的安全性
  
云应用程序开发的顶级工具
您可以使用以下几种流行的工具来开发云原生应用程序：
  • AWS CodeDeploy-可以帮助您自动化应用程序部署。该服务使您可以使用AWS CLI和AWS管理控制台管理部署。此外，您可以使用AWS CodeDeploy API将部署与外部工具集成。
  • Azure Visual Studio（VS）-可以帮助您跨环境（包括云和本地环境）构建，部署，调试和监视应用程序。有多个版本的Azure VS，包括免费的社区版本。
  • Azure应用服务-使用完全托管的基础结构，可以为移动和Web客户端开发应用。借助App Service，您可以直接以代码或容器的形式部署应用程序。该解决方案以平台即服务（PaaS）的形式提供，根据订阅收费。
  • Google Cloud Deployment Manager-一种IaC工具，可让您使用代码来定义和部署基础结构资源以及使用模板。您可以使用Google Cloud Deployment Manager生成设计记录，该记录将审核文档的内容并根据预定义的布局和要求传达设置。