云原生开发是一种在云环境中开发、构建和交付应用程序的方法。本指南将概述云原生开发的四大支柱以及如何开始。
组织必须改变设计、构建和使用应用程序的方式，才能在当今不断变化的数字环境中取得成功。云原生应用程序开发是一种在云计算环境中设计、构建和操作应用程序的方法，用于新产品和应用程序现代化工作。
如今，超过75% 的公司专注于开发云原生应用程序。Enterprise Strategy Group 表示，云原生架构的推动正在加速。虽然只有 7% 的组织在云原生微服务架构上运行 75% 的生产应用程序，但这一数字在 24 个月内跃升至 30%。
什么是云原生开发？
什么是云原生，它如何应用于应用程序和开发？云原生应用程序是在云环境（无论是公共云、私有云还是混合云）中运行的应用程序（软件、产品）。云原生应用程序开发（或基于云的产品开发）是一种为云构建应用程序的现代方法 – 利用云的灵活性、可扩展性、弹性和安全性。它是MACH等新架构模型的核心。
云原生应用开发的特点
所有服务器、数据库和软件都将驻留在云中，以便应用程序被视为云原生。云原生的反面是本地部署——在企业的物理位置托管和运行的应用程序。
云原生开发是一种为云构建应用程序或通过应用程序现代化服务重新架构它们的方法。它使用关键支柱（如下所述）快速构建应用程序，重点关注最佳解决方案和弹性。
云原生开发的关键支柱
云原生应用程序开发有四个关键支柱或原则：
-微服务
应用程序依赖于微服务：离散的、可重用的组件或模块，每个组件或模块在整个应用程序中都有单一的职责，每个服务都围绕业务功能构建，定义每个微服务的边界，以提高整个应用程序的弹性。
-持续交付
持续交付(CD) 是一种产品开发流程，优先考虑自动测试、修复和将新代码部署到实时环境，以确保产品无错误、高效且可靠。
-容器化
容器化是一种软件部署过程，它将应用程序的代码与其所有文件和库捆绑在一起（这个过程称为虚拟化），以便它们可以在隔离的空间或容器中运行。常见的容器化工具包括 Docker 和 Kubernetes。
-DevOps
DevOps是一个术语，表示开发和运营团队之间的密切协作、一系列提高软件开发速度的实践、文化和工具。
云原生开发的好处
1、提高可扩展性
可以轻松地扩大或缩小规模以满足不断变化的需求。一个部分可以通过微服务独立于其他部分进行扩展，从而提供一种经济高效的解决方案。
2、可靠性提高
云原生应用程序依赖于彼此独立的微服务。如果某一部分发生故障或正在更新，这不会影响系统的其余部分，从而提高了可靠性。此外，模块化组织有助于提高整个系统的性能。
3、更好的资源利用
仅扩展所需的能力消除了基础设施上不必要的支出。此外，利用云平台的微服务和固有工具可以节省时间和金钱。
4、更快的上市时间
由于云原生应用程序利用云平台和第三方微服务内置的工具和服务，因此可以更快地构建它。
5、提高安全性
基于云的解决方案提供高水平的安全功能，并受益于公共云提供商的保护，每个提供商都将安全融入其环境中，拥有庞大的团队，并提供额外的安全服务和功能（例如本地化数据存储、访问和监控）。但是，您仍然必须保护您的数据、基础设施和应用程序。
云原生开发的挑战
- 微服务的复杂性
微服务的绝对数量需要更多的监督来维护每个服务和代码库，并且所有部分都能很好地协同工作。对强大的集成商和强大的 API 来支持这一点的需求不断增加。 - 微服务集成
每个微服务必须单独且一致地进行评估和测试，以确保它们满足业务目标。微服务的数量会增加测试的需求，这可能会变得具有挑战性。 - 微服务环境中的状态管理
随着应用程序规模和复杂性的增长，依赖更多独立部分或运行异步操作，管理共享全局状态变得更具挑战性。许多状态管理库可以提供帮助，但最重要的建议是避免在所有事情上使用国际状态 – 相反，使用正确的工具来完成工作。 - 测试和验证微服务
重要的是要对架构中的每个微服务进行测试，并对由许多部分组成的功能进行集成测试，以确保一切按预期（且安全）运行，并且应用程序没有副作用。 - 锁定
云原生开发确实需要对单一平台的承诺，这可能是供应商锁定的一个根源，尽管微服务提供的灵活性抵消了这一点。
实施云原生开发
第 1 步：评估现有系统
产品开发可以专注于如何从头开始构建云原生应用程序；许多组织正在重新构建现有应用程序以实现云原生。组织不是“提升和转移”（本质上是云支持），而是采用应用程序的本质，但从头开始将其构建为云原生，将现有的整体应用程序分解为微服务组件。
第二步：设计云原生架构
在架构级别需要做出许多决策：使用哪种云模型（公共、私有、混合）、哪个云提供商、存在哪些微服务以及需要构建哪些微服务，以及将利用的所有支持技术（例如容器）。两种有益的架构模型可以在这里提供帮助：MACH 架构和可组合架构。
第三步：分解现有系统
可组合技术具有易于组装和重新组装的模块化组件，这是支持可组合架构的关键。在现有系统存在的情况下，“分解”是将一个整体系统分解为多个部分——根据模块或打包的业务功能来理解每个部分。
第四步：构建微服务
如果微服务无法作为第三方集成使用，则可以从头开始构建它们，也可以作为未来产品或迭代的基础。利用容器化服务来封装应用程序服务。
第五步：将微服务集成到一个内聚系统中
一旦选择或构建了每个微服务，它就会依赖应用程序编程接口 (API) 成为各个部分之间的粘合剂——通信器。强大的 API 管理平台可以在这方面提供帮助，服务网格（应用程序中内置的基础设施层，用于记录一切如何协同工作）也可以提供帮助。
此外，持续集成和持续交付(CI/CD) 流程可确保更快的构建、交付和部署周期，并利用测试自动化来确保部件和系统的完整性。如果您的组织需要团队中强大的集成商，请寻求经验丰富的帮助。
第六步：测试和验证
任何架构的强度都取决于它经过测试的程度，值得庆幸的是，云原生应用程序缺乏依赖性，因此非常适合测试，通常会利用自动化。
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