2023阿里云原生架构白皮书.docx

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1、企业数字化转型最短路径CONTENTThe Cloud-native Architecture White Paper by Alibaba Cloud云原生架构3序1为什么需要云原生架构？5阿里云云原生产品介绍2云原生架构的定义57.913典型的石原生架构反模式45云原生产品家族45容器产品家族46-：G:j;47,js产品家族4748消息产品家族4849云原少数仓产品家族3主要云原生技术15容器技术18云原生微服务23Serverless27开放应用模型（OAV）31ServiceMcsh技术33DcvOps3S云原生中间件6云原生架构实践案例50案例r中通快递核心业务系统z原1：化/案例

2、S3案例完美日记电商业务案例55案例特步业务中介案例（零售、公Jie57案例四：中国联通号卡业务云化案例（传统业务，专有云）6。案例五：TinIingA叩的SerVerIeSS实践案例4阿里巴巴云原生架构设计40ACNA（AlibabaCloudNativeArchitecting）架构设计方法41企业战略视角41业务发展视角42组织能力视角42公原生技术架构视角43架构持续演进闭环44云原生架构成熟度模型云原生架构未来发展趋势63容器技术发展趋势67基于云原生的新代应用编程界面68Serverless发展趋势序tiveArchitecturebyAlibabaCloud回顾过去十年，数字化转

3、型将科技创新IJ对云计算服务方式与互联网架构进行整体性升商业元素不断融合、重构，重新定义了新业态级，深刻改变着整个商业世界的IT根基。f的增长极。商业正在从大工业时代的固化范式进化成面向创新型商业组织与新商业物种的崭新模式。随着数字化转型在中国各行业广泛深入，不管是行业巨头，还是中小微企业都不得不面对数字化变革带来的未知机遇。挑战,虽然云原生概念的产生由来已久，但对于云原生的定义、云原生架构的理解却众说纷纭。到底什么是公原生？容器就代表云原生吗？A原生时代互联网分布式架构如何发展？云原生开源、云计算有什么关系？开发者和企业为数字化转型的十年，也是云计算高速发展什么一定要选择云原生架构？面对这些

4、问题,的十年，这期间新技术不断演进、优秀开源项每个人都有着不同回答鉴于此，阿里云结合目大量涌现，云原生领域进入火箭式发展自身云原生开源、云原生技术、云原生产品、阶段.通过树立技术标准与构建开发者生态,云原生架构以及企业客户上云实践经验，给出开源将云计算实施逐渐标准化，大幅降低了开了自己的答案，并通过这本白皮书与社会分享发者对于云平台的学习成本与接入成本。这都自己的思考与总结，旨在帮助越来越多的企业让开发者更加聚焦于业务本身并借助幺原生技顺利找到数字化转型最短路径。术与产品实现更多业务创新，有效提升企业增长效率，爆发出前所未有的生产力与创造力。未来十年，云计算将无处不在，像水电煤样成为数字经济时

5、代的基础设施，云原生让可以说，当云计算重构整个IT产业的同时,云计算变得标准、开放、简单高效、触F可及。也赋予了企业崭新的增长机遇。正如集装箱的如何更好地拥抱云计算、拥抱云原生架构、用出现加速了贸易全球化进程，以容器为代表的技术加速创新，将成为企业数字化转型升级成云原生技术作为云计算的服务新界面加速云计功的关键.算普及的同时，也在推动着整个商业世界t速演进.上公成为企业持续发展的必然选择，全云计算的下站，就是云原生;面使用开源技术、云服务构建软件服务的时代IT架构的下一站，就是云原生架构；己经到来。作为云时代释放技术红利的新方式,云原生技术在通过方法论、工具集和最佳实践重塑整个软件技术栈和生命

6、周期.云原生架构希望所有的开发者、架构师和技术决策者们，共同定义、共同迎接云原生时代.计算机软件技术架构进化有两大主要驱动因素，一个是底层硬件升级，另一个是顶层业务发展诉求。正如伴随着x86硬件体系的成熟，很多应用不再使用昂贵、臃肿的大中型机，转而选择价格更为低廉的以x86为主的硬件体系，也由此诞生了包括CORBA,EJB、RPC在内的各类分布式架构：后由于互联网业务飞速发展，人们发现传统K）E架构已经不能满足海量业务规模的并发要求，于是又诞生了阿里巴巴DUbbo&RocketMQ、SpringCloud这样的互联网架构体系。云计算从工业化应用到如今，已走过十五个年头，然而大量应用使用云的方式

7、仍停滞在传统IDC时代：虚拟机代替了原来的物理机：使用文件保存应用数据，大量自带的二方技术组件，没有经过架构改造（如微服务改造）的应用上云，传统的应用打包与发布方式等等。对于如何使用这些技术，没有绝对的对与错，只是在云的时代不能充分利用云的强大能力，不能从云技术中获得更高的可用性与可扩展能力，也不能利用云提升发布和运维的效率，是件非常遗憾的事情。回顾近年来商业世界的发展趋势，数字化转型的出现使得企业中越来越多的业务演变成数字化业务，数字化对于业务渠道、竞争格局、用户体验等诸多方面都带来更加严苛的要求，这就要求技术具备更快的迭代速度，业务推出速度从按周提升到按小时，每月上线业务量从几十/月提升到

8、几百/天”.大量数字化业务重构了企业的业务流水线，企业要求这些业务不能有不可接受的业务中断，否则会对客户体验以及营收可能造成巨大影响.对于企业的ClO或者IT主管而言，原来企业内部IT建设以烟筒模式比较多，每个部门甚至每个应用都相对独立，如何管理与分配资源成了难题。大家都基r最底层IDC设施独自向上构建，都需要单独分配硬件资源，这就造成资源被大量占用且难以被共享。但是上云之后，由于云厂商提供了统，的IaaS能力和云服务，大幅提升了企业IaaS层的复用程度，CIO蹄IT主管自然而然想到IaaS以上层的系统也需要被统一，使资源、产品可被不断复用，从而育缚进一步降低企业运营成本。所有这些问题都指向一

9、个共同点，那就是云的时代需要新的技术架构，来帮助企业应用能够更好地利用云计算优势，充分释放云计算的技术红利，让业务更敏捷、成本更低的同时又可伸缩性更灵活，而这些正好就是云原生架构专注解决的技术点.2云原生架构的定义今天云原生的定义有众多版本，云原生架构的理解也不尽相同，阿里将根据自身的云原生技术、产品和上云实践，给出自己的理解。1!云原生架构定义从技术的角度，云原生架构是基于云原生技术的一组架构原则和设计模式的集合，旨在将云应用中的非业务代码部分进行最大化的剥离，从而让云设施接管应用中原有的大量非功能特性（如弹性、韧性、安全、可观测性、灰度等），使业务不再有非功能性业务中断困扰的同时，具备轻量

10、、敏捷、高度自动化的特点。开发人员MfJ运维人员云原生架构与传统架构的对比上图展示了在代码中通常包括三部分：业务代码、三方软件、处理非功能特性的代码.其中“业务代码”指实现业务逻辑的代码；三方软件是业务代码中依赖的所有三方库，包括业务库和基础库；“处理非功能性的代码”指实现高可用、安全、可观测性等非功能性能力的代码三部分中只有业务代码是核心，是对业务真正带来价值的，另外两个部分都只算附属物，但随着软件规模的增大、业务模块规模变大、部署环境增多、分布式复杂性增强，使得今天的软件构建变得越来越复杂，对开发人员的技能要求也越来越高。云原生架构相比较传统架构进了一大步，从业务代码中剥离了大量非功能性特

11、性（不会是所有，比如易用性还不能剥离）到IaaS和PaaS中，从而减少业务代码开发人员的技术关注范围，通过云厂商的专业性提升应用的非功能性能力。此外，具备云原生架构的应用可以最大程度利用云服务和提升软件交付能力，进步加快软件开发：0代码结构发生巨大变化云原生架构产生的最大影响就是让开发人员的编程模型发生了巨大变化。今天大部分的编程语言中，都有文件、网络、线程等元素，这些元素为充分利用单机资源带来好处的同时，也提升了分布式编程的复杂性；因此大量框架、产品涌现，来解决分布式环境中的网络调用问题、高可用问题、CPU争用问题、分布式存储问题在云的环境中，比如如何获取存储”变成了若干服务，包括对象存储服

12、务、块存储服务和没有随机访问的文件存储服务。云不仅改变了开发人员获得这些存储能力的界面，还在于云产品在这些OPenAPl或者开源SDK背后把分布式场景中的高可用挑战、自动扩缩容挑战、安全挑战、运维升级挑战等都处理了，应用的开发人员就不用在其代码中处理节点宕机前如何把本地保存的内容同步到远端的问题，也不用处理当业务峰值到来时如何对存储节点进行扩容的问题，而应用的运维人员不用在发现zeroday安全问题时紧急对三方存储软件进行升级云把三方软硬件的能力升级成了服务，开发人员的开发复杂度和运维人员的运维工作量都得到极大降低。显然，如果这样的云服务用得越多，那么开发和运维人员的负担就越少，企业在非核心业

13、务实现上从必须的负担变成了可控支出。在一些开发能力强的公司中，对这些三方软硬件能力的处理往往是交给应用框架（或者说公司内自己的中间件）来做的；在云的时代云厂商提供了更具SLA的服务，使得所有软件公司都可以由此获益。这些使得业务代码的开发人员技能栈中，不再需耍掌握文件及其分布式处理技术，不再需耍掌握各种复杂的网络技术简化让业务开发变得更敏捷、更快速！Pno-Ueqeq-Aq A s4*Jna=-cUJV 学口 eupnoo非功能性特性的大量委托任何应用都提供两类特性，功能性特性和非功能性特性。功能性特性是真正为业务带来价值的代码，比如如何建立客户资料、如何处理订单、如何支付等等：即使是一些通用的

14、业务功能特性，比如组织管理、业务字典管理、搜索等等也是紧贴业务需求的。非功能性特性是没有给业务带来直接业务价值，但通常又是必不可少的特性，比如高可用能力、容灾能力、安全特性、可运维性、易用性、2测试性、灰度发布能力等等。不能说云计算解决了所有非功能性问题，但确实大量非功能性特性，特别是分布式环境下复杂非功能性问题，被云产品处理掉了.以大家最头疼的高可用为例，云产品在多个层面为应用提供了解决方案：虚机：当虚机检测到底层硬件异常时，白动帮助应用做热迁移，迁移后的应用不需重新启动而仍然具备对外服务的能力，应用对整个迁移过程都不会有任何感知；容器：有时应用所在的物理机是正常的，只是应用自身的问题（比如

15、bug、资源耗尽等）而无法正常对外提供服务.容器通过监控检查探测到进程状态异常，从而实施异常节点的下线、新节点上线和生产流量的切换等操作，整个过程自动完成而无需运维人员干预；云服务：如果应用把有状态部分都交给了云服务（如缓存、数据库、对象存储等），加上全局对象的持有小型化或具备从磁盘快速重建能力，由于云服务本身是具备极强的高可用能力，那么应用本身会变成更薄的无状态应用，因为高可用故障带来的业务中断会降至分钟级：如果应用是N-M的对等架构架构模式，那么结合LoadBalancer产品可获得几乎无损的高可用能力！高度自动化的软件交付软件一旦开发完成，需要在公司内外部各类环境中部署和交付，以将软件价值交给最终客户。软件交