cloudNative原生架构实践
云原生技术和平台研究与实践
数字通信世界2023.08DCWTechnology Study 技术研究企业架构指引企业建立配套的业务架构、应用架构和数据架构，推动以虚拟化技术为核心的资源型云基础设施建设演进，以云原生为代表的新一代效能型云基础设施建设。
云原生是一套技术体系和方法论，涵盖应用开发、构建、部署、更新、运维、运营等流程，云原生技术包含操作系统内核、容器、编排、服务网格、可观测技术等，构建安全可控、高性能、高可靠高可用、可观测的云原生平台，可更好地服务于行业数字化转型。
1 相关知识1.1 企业架构企业架构（Enterprise Architecture，EA）是指企业整体上的组织结构、业务流程、信息系统和技术基础设施等方面的总体规划，旨在实现经验战略和目标。
企业架构定义了组织的愿景、战略和业务目标，并提供了实现这些目标所需的结构、流程、人员和技术等资源。
企业架构包含四部分：业务架构（Business Architecture，BA）、数据架构（Data Architecture，DA）、应用架构（Application Architecture，AA）、技术架构（Technology Architecture，TA）。
1.2 云原生云原生概念最早由Pivotal的MattStine于2013年提出。
2015年谷歌公司牵头成立了云原生计算基金会（Cloud Native Computing Foundation，CNCF），致力于推动云原生技术的普及和可持续发展。
2018年，随着服务网格（Service Mesh）的加入，CNCF对云原生的定义发生了改变：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。
云原生技术主要包括容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式API。
1.3 Linux内核Linux内核从技术层面讲是将应用层的请求传递云原生技术和平台研究与实践高 巍1，陈 磊1，张红兵2，杨红军2（1.麒麟软件有限公司，北京 100080；2.上海道客网络科技有限公司，上海 200438）摘要：云基础设施由面向云迁移的“On Cloud”阶段演进到面向云构建应用的“In Cloud”阶段，即云基础设施建设由资源型演进到效能型；同时云原生将带来更复杂的安全挑战，构建安全可控的云原生平台对行业云转型至关重要，即从底层操作系统到容器调度来构建本质安全的行业云平台。
云原生应用安全开发实践手册编写指南
云原生应用安全开发实践手册编写指南一、引言云原生应用安全开发实践手册旨在为开发人员提供指导，帮助他们在云原生应用开发过程中重视安全性，并遵循最佳实践，以确保应用程序的安全性和可靠性。
本手册将讨论云原生应用开发中的关键安全特性，并提供实用的编写指南。
二、基础安全措施1. 身份验证和授权- 强调身份验证的重要性，包括使用双因素身份验证、密码策略等。
- 介绍使用基于角色的访问控制（RBAC）来实现授权和权限管理。
2. 数据保护- 提及使用加密算法对敏感数据进行保护，并详细介绍不同场景下的加密建议。
- 强调定期备份和容灾措施的必要性。
3. 网络安全- 提供使用安全传输协议（如HTTPS）保护数据传输的建议。
- 强调在云环境中使用虚拟私有网络（VPC）以隔离和保护应用程序。
4. 代码安全- 强调编写安全、健壮的代码，并介绍一些常见的安全漏洞和攻击类型。
- 探讨使用静态代码分析和漏洞扫描工具来提高代码质量和安全性。
三、云原生应用开发安全实践1. 安全需求分析- 强调在设计和规划阶段考虑安全需求的重要性。
- 提供分析应用程序功能和数据流，以确定潜在的安全风险和威胁。
2. 安全开发过程- 探讨使用敏捷和DevOps方法来集成安全开发过程。
- 强调进行代码审查和安全测试的必要性。
3. 容器和编排平台安全- 介绍容器和编排平台的关键安全特性，并提供相应的实践指南。
- 强调使用容器镜像扫描工具来检测潜在的漏洞和恶意代码。
4. 安全监控和响应- 强调实时监控和日志分析的重要性，以便及时检测和响应安全事件。
- 提供建议的安全事件响应计划和应急演练。
四、持续集成与交付的安全实践1. 自动化构建和部署- 强调使用自动化工具来提高构建和部署过程的安全性。
- 提供使用安全镜像仓库和代码签名来确保构建内容的完整性和可信性。
2. 持续集成与持续交付（CI/CD）- 探讨将安全审查和测试纳入CI/CD流程的重要性。
- 强调使用自动化工具来自动运行安全扫描和测试。
ReactNative开发的实践与经验总结
ReactNative开发的实践与经验总结ReactNative是一个跨平台的移动应用开发框架，使用它可以开发iOS和Android两个平台的应用，对于各种规模的企业和个人开发者来说，ReactNative提供了一个好的选择。
经过一段时间的实践和总结，我认为ReactNative开发需要注意以下几个方面。
一、组件与界面布局ReactNative通过React语法来实现界面布局和逻辑控制，在ReactNative中，每个组件都是一个独立的模块，并可被多个页面引用。
在编写组件时，需要考虑它的复用性、灵活性、占用资源和加载速度等因素。
ReactNative提供了基本的组件，如Text、View、ListView等，也可以使用外部组件，例如第三方组件库，来进行UI界面开发。
为了提高开发效率并保障代码的可维护性，首先需要设计好界面布局，每个组件都应该有清晰的职责和作用，避免组件之间产生耦合，可以使用StyleSheet对象来实现样式的定义。
二、组件的状态管理组件的状态管理是ReactNative开发中最关键的一点。
ReactNative借鉴了React的思想，因此在ReactNative中，界面的渲染视图与组件状态息息相关。
组件的状态是组件中产生的数据，并且在不同状态下会产生不同的视图。
当组件状态发生变化时，ReactNative会重新渲染视图，以更新界面。
组件的状态可以通过声明一个状态对象来实现，并且通过setState()方法来改变组件的状态。
在处理组件状态时，需要注意数据同步和异步问题，例如在异步回调函数中需要通过bind()方法将数据绑定到作用域上。
三、组件通信ReactNative中存在着多个组件之间应该如何通信的问题。
在开发中，可能存在大量的组件，一个组件可能需要另一个组件传递数据或者事件。
在ReactNative中，可以使用props和state来传递数据，同时使用函数回调的方法来传递事件。
云原生架构的设计与实现
云原生架构的设计与实现随着互联网和云计算的快速发展，云原生架构被越来越多的企业所接受和采用。
云原生架构不仅可以提高应用程序的可靠性和可伸缩性，还可以加速企业应用的开发和部署。
在本文中，我们将探讨云原生架构的设计和实现，重点包括云原生架构的概念、核心技术、优势和实践经验。
一、云原生架构的概念云原生架构是指一种以云计算为基础的软件架构，其核心理念是将应用程序切分成多个微服务，并以容器化的形式进行部署和管理。
云原生架构包含三个关键概念：微服务、容器化和自动化。
微服务指的是将一个大型的应用程序拆分成多个小型的服务，以便单独部署和扩展。
容器化指的是将每个微服务以容器的形式进行打包、部署和管理。
自动化指的是使用自动化工具和平台来管理和监控容器化的微服务。
云原生架构还包括其他一些关键概念，例如DevOps文化、敏捷开发、持续集成和持续交付等。
二、云原生架构的核心技术云原生架构所依赖的核心技术包括容器技术、编排技术和服务网格技术。
容器技术是指使用Docker等工具将应用程序打包成容器，并在容器内运行应用程序。
容器技术的优势在于隔离性强、部署快速、可移植性好。
编排技术是指使用Kubernetes等工具来统一管理和编排容器化的微服务。
通过编排技术，可以快速扩展和缩减服务的数量，也可以实现服务的灰度发布等。
服务网格技术是指使用Istio等工具来管理和监控容器化的微服务之间的通信。
通过服务网格技术，可以实现服务之间的流量控制、日志收集、安全加密等。
三、云原生架构的优势云原生架构的优势在于可以提高应用程序的可靠性、可伸缩性和可维护性。
通过将应用程序拆分成多个微服务，可以实现服务之间的解耦，从而减少服务之间的依赖和影响。
通过容器化的部署和管理，可以快速部署和扩展服务，也可以方便地进行服务的迁移和备份。
通过自动化工具和平台，可以快速发现和解决服务的问题，也可以实现应用程序的自动化测试和部署。
四、云原生架构的实践经验在实践中，采用云原生架构需要注意以下几点。
云原生应用开发的架构和实践
云原生应用开发的架构和实践随着云计算技术的不断发展和应用，云原生应用开发逐渐成为了当前技术领域的热门话题。
本文将介绍云原生应用开发的架构和实践，旨在为读者提供一个全面了解云原生应用开发的指南。
一、什么是云原生应用云原生应用是指设计和构建基于云技术的应用程序，充分利用云计算的弹性、可扩展和容错等特性。
云原生应用开发可以让应用程序更好地适应云环境，提高开发效率和应用性能。
二、云原生应用开发的基本原则1. 微服务架构：云原生应用开发倡导使用微服务架构来构建应用。
微服务将应用程序拆分为一些独立的小型服务，每个服务可以独立部署和扩展，提高系统的可维护性和扩展性。
2. 容器化：云原生应用常使用容器来部署和运行应用。
容器技术可以将应用程序及其依赖项打包成一个独立的可移植的容器镜像，提供了更好的应用隔离性和部署效率。
3. 自动化运维：云原生应用开发强调在开发和部署过程中的自动化操作，如自动化构建、测试、部署和监控等。
通过自动化，可以减少人为错误，提高开发效率和系统稳定性。
三、云原生应用开发的实践过程1. 环境准备：搭建云原生应用开发环境，包括安装容器平台（如Docker）、编写Dockerfile文件定义容器镜像等。
2. 应用设计：根据需求分析和系统架构设计，将应用程序拆分为多个微服务，确定微服务之间的接口和通信方式。
3. 编码实现：使用合适的编程语言和框架进行微服务的开发实现，确保各个微服务的功能完备和可靠。
4. 容器化与部署：将每个微服务打包成独立的容器镜像，并通过容器编排工具（如Kubernetes）进行部署和管理。
5. 自动化测试和监控：编写自动化测试脚本，对每个微服务进行功能测试和性能测试；建立相应的监控系统，及时发现和处理异常情况。
6. 持续交付与持续集成：使用持续集成工具（如Jenkins）将代码和配置的更改集成到主干分支，并自动构建和部署。
7. 故障处理与扩展：实时监控应用程序运行状态，及时发现和处理故障情况。
云原生应用云平台解决方案
DaoCloud Enterprise 云原生应用云平台介绍及解决方案技术的必然数字网（Digital Mesh）互通互联的设备，计算和数据，连接了商业与个人，创造了无处不在且持续迭代的用户体验。
智能机器（Smart Machines）数据通过万物互联收集，经过机器学习的沉淀，驱动终端智能化。
新IT现实（The New IT Reality）支持数字化转型所需要的全新系统架构，全新应用与服务架构，和与之配套的全新平台技术。
创新概念验证落地规模复制量子计算物联网区块链机器学习软件定义容器虚拟现实超融合云计算技术原力迭代式创新「DevOps」的方法论为指引微服务架构异构基础架构/ 混合云敏态信息化「精益创新」的三原则为目标用户融合管理「数据运营」的理念驱动应用云平台对应用生命周期进行流程管理标准化交付模型以企业应用商店为交付中心软件定义数据中心以服务目录为数据中心的能力企业级服务世界级开源技术研发团队支持商业需要技术变革自2000 年起，大约52%的财富五百强公司被颠覆破产、收购，或者，彻底消失……来自：凯捷咨询2014 年行业领导者正在悄然改变运输及物流汽车制造大众交通零售、电子商务酒店及旅游服务新闻媒体技术的转型之路重新定义商业的边界，源自不断突破的IT 边界Before传统After互联网2003 年，京东最早运行在Windows 平台上的.NET 架构。
刘强东自己写的代码，这是那个年代的「互联网」标准架构。
2011 年11 月1 日京东商城的图书促销活动中，由于仅限时1 个小时，消费者疯狂抢购导致服务器不堪重负，最终瘫痪。
刘强东在微博上表示：「重搞活动，增加3倍服务器，活动时间不能低于3小时。
」2012 年4 月12 日，何刚从亚马逊和盛大加入，拉开了京东内部IT 迈向云化，应用架构迈向SOA 化的序幕。
2013年，与VMware 合作，采用面向「第三平台」的虚拟化和容器技术，实现电商云平台化，应用架构分布式化。
灵雀云全栈云原生平台产品手册说明书
灵雀云全栈云原生平台产品手册北京凌云雀科技有限公司目录1产品背景 (1)2产品简介 (1)基础平台 (1)C ONTAINER P LATFORM (2)D EV O PS (3)S ERVICE M ESH (4)中间件P AA S服务 (6)3产品特点 (1)多集群管理 (1)基于RBAC的用户权限体系 (2)企业级多租户管理 (2)自动化运维管理 (3)无缝对接K UBERNETES (3)成熟的微服务治理能力 (4)可开箱即用、灵活选择的D EV O PS工具链 (5)持续构建，持续交付 (5)基于O PERATOR的可视化数据服务 (5)快速部署、可视化运维、高可靠的中间件服务 (6)标准化交付 (6)4核心功能介绍 (7)平台管理 (7)项目管理 (12)容器服务 (13)智能运维 (23)持续交付 (25)微服务治理 (27)中间件P AA S服务 (35)5客户价值 (40)白皮书产品背景1产品背景传统企业在今天都面临着新兴业务模式的剧烈冲击，同质化的竞争手段已无法让企业在愈演愈烈的竞争中脱颖而出，包括金融、能源、制造、汽车以及政府机构在内的传统企业，纷纷致力于数字化转型。
通过数字化转型，企业能够快速感知用户的需求并做出调整，加速产品迭代更新，不断地提升用户体验和满意度，从而获得或提高市场差异化竞争优势。
在数字化换转型浪潮的推动下，业务的敏捷、弹性、个性化和智能化需求凸显，应用的交付模式也发生了深刻的变化，要求技术架构具备轻量化、松耦合、灵活敏捷的特点。
软件能力成为了帮助企业实现软件定义业务、自主IT研发和业务的持续创新，让企业具备从竞争对手中脱颖而出并保持优势的IT核心竞争力。
一直以来，在传统的企业软件开发模式中，开发、测试和运维人员分别隶属于不同的部门。
各部门虽然共享组织目标，但是彼此之间缺乏高效的协作方式，导致在日常IT运营和维护的过程中矛盾不断。
在传统的交付周期中，软件开发人员在编写代码后，将软件交给测试团队进行测试，再将最终版本交给运维团队部署。
云端深度学习平台设计与实现
云端深度学习平台设计与实现随着人工智能的不断发展，深度学习已成为一个热门的研究领域。
然而，大多数人在深度学习应用的开发过程中，会遇到诸多问题，比如缺乏计算资源、不熟悉深度学习框架等。
云端深度学习平台的出现，为开发人员提供了一种高效的解决方案。
本文将介绍云端深度学习平台的设计与实现，以帮助开发人员更好地利用云端资源进行深度学习应用的开发。
一、设计需求首先，我们需要明确云端深度学习平台的设计需求。
云端深度学习平台应当满足以下要求：1.可扩展性：能够迅速扩展计算和存储资源，以适应不断增长的深度学习应用需求。
2.易用性：为开发人员提供易于使用的界面和工具，以尽可能降低深度学习应用的开发门槛。
3.高性能：能够提供高效的计算和存储服务，以满足海量的深度学习数据处理需求。
4.安全性：需要保证数据和应用的安全性，防止数据泄露和黑客入侵。
二、架构设计云端深度学习平台的架构设计通常包括前端和后端两个部分。
前端主要包括用户界面和计算平台，后端主要负责数据存储和管理。
1.前端设计前端设计应当考虑以下几个方面：（1）用户界面：应当提供简洁明了的用户界面，以便开发人员能够方便地上传数据、部署模型以及管理应用程序等。
（2）计算平台：计算平台应当能够自动部署深度学习框架和相应的库，并提供高效的计算服务。
同时，它还应该支持自定义的配置和解析，在运行时提供更加灵活的计算环境。
（3）虚拟化技术：虚拟化技术能够隔离深度学习应用程序和底层操作系统的关系。
使用虚拟机或容器，能够在同一台机器上同时运行多个深度学习应用程序并分别管理它们。
（4）数据集成：数据集成是将数据整合到开发周期中的关键步骤。
开发人员应该能够轻松地访问和集成各种类型的数据，以便进行深度学习应用程序的训练和测试。
2.后端设计后端设计主要负责数据存储和管理。
（1）数据存储：所有数据都应当存储在一个可靠的数据仓库中。
这个数据仓库应该能够支持大规模、高性能的数据存储，并且能够解决数据的备份和恢复等问题。
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本地存储
数据库
本地磁盘
数据库
照片内容
用户信息 照片信息
任务信息
照片内容 静态文件
安装包
用户信息
静态文件 安装包
照片信息 任务信息
应用中的资源如何拓展？
阿里云账号
USER
用户名 总存储量 存储配额
任务 id
用户层级：每一个终端用户能够 拥有一个独立的USER资源，所有 的数据本身归属于一个特定用户。
5%
7.5% 账户管理
任务管理
5% 10% 照片管理 20% 数据检索
配额管理
配额管理 45% 照片渲染
如何构建高效拓展架构
照片展示
登陆账号
以业务为单位进行功能拆分
照照片管理
任务管理
表格存储
table1：
table2：
对象存储
Bucket 1： Bucke2： Bucke3：
分块任务
路径
目录
路径 是否为目录 是否有子目录 基础信息（大 小，时间）
基础信息
文件层级：云盘下面有两种类型 文件类型，目录与文件；每个文 件、目录都是隶属于上一层目录。
上传任务：上传的数据的任务归 属于特定用户。每个任务下面都 有分块单文件信息
DATA
文件
文件
DATA
DATA
场景 1 ：用户大量进行照片渲染，业务瓶颈
10% 15% 账户管理 20%
配额管理 90%
场景 2 ：需要针对照片管理进行升级
任务管理 10% 照片管理 40% 数据检索 账户管理
配额管理 安装包 任务管理 数据上传 照片管理 数据检索
照片渲染
5% 7.5% 账户管理 10% 任务管理 5% 照片管理 20% 45% 照片渲染 数据检索
小团队能做大系统 Cloud Native云原生架构实践
主讲人：大邪
什么是Cloud Native？
管理模式
康威定律 •
Cloud Natvie
持续交付
DevOps
规模 ：“分布式系统应该具备有扩 展到成千上万台节点的能力，并且 这些节点具有多租户和自愈能 力。”—CNCF
速度：一个初创公司或者一个企业 他们想要更快速的发展，他们用 Cloud Native架构是为了更快速的 创新。
安装包
QPS从100到1w如何构建？
照片上传 照片上传 照片展示 登陆账号
照片展示 登陆账号
应用服务
账户管理
任务管理 数据上传
照片管理 数据检索
业务访问快速拓展
安装包
账户管理
任务管理
数据上传
照片管理 数据检索
配额管理
配额管理
问题： 1. 存储空间的扩容 同样类似方式？ 2. 网络带宽瓶颈如 何考虑？
云能够提供什么样的基础能力？
管理模式
康威定律
持续交付
DevOps
弹性能力 基础运维 原生服务
微服务 敏捷的基础设施 云运维管理
存储 计算
技术基础
网络
剖析一个相册应用架构
照片上传
照片展示 登陆账号
应用服务
账户管理
配额管理
任务管理 数据上传
相册管理 数据检索
本地存储
数据库
照片内容 静态文件
用户信息 照片信息 任务信息
0. 登陆账号 1.获取上传地址
2. 照片上传
账户管理
安装包
任务管理 数据上传
照片管理 数据检索
配额管理
3. 写入地址信息
对象存储
Bucket 1： Bucke2： Bucke3：
表格存储
table1：
table2：
照片内容 静态文件 安装包
用户信息 照片信息 任务信息
table3：
当业务面临下面问题如何解决？
表格存储
日志服务
技术基础 微服务 敏捷的基础设施 云运维管理
存储 计算 网络
利润
康威定律-架构决定组织？
管理模式
康威定律
设计系统的组织，其产生的设 计等同于组织之内、组织之间 的沟通结构
持续交付
DevOps
技术基础 微服务 敏捷的基础设施 云运维管理
存储 计算 网络
Why？How? What?
管理模式
•
持续交付：
分块i d 所属任务 基础信息
利用云上构建无限扩容架构
数据存储结构： • 所有的上传数据扁平化的存储在OSS中，通过 user作为一级目录来做区分； • 其他公共静态文件与用户私有照片数据区分 bucket管理 Meta信息存储结构： • 文件信息：每个文件存储文件所属用户，以及其父 节点，来表达数据结构；其中针对于是否为目录通 过判断数据文件地址是否为空来判断 • 用户信息：每个用户有基础的存储量大小统计以及 配额管理；
康威定律
发布软件越快，得到的反馈循环 就越紧密，企业就能更有效地响 应客户的需要。 • DevOps
它的出现是由于软件行业日益清 晰地认识到：为了按时交付软件 产品和服务，开发和运维必须紧 密合作。
持续交付
DevOps
技术基础 微服务 敏捷的基础设施 云运维管理
存储 计算 网络
•
微服务
松耦合、高内聚的产品架构
照片上传
API网关
用户操作
用户创建、列取、 配额管理、授权
照片查看 照片操作
照片列取、移动、 复制、更名、删除
上传操作
上传、下载 任务初始化
核心微服务
账户管理 智能处理
任务管理
相册管理
配额管理
基础服务
对象存储
视觉计算
表格存储
日志服务
如何拓展业务模块？
相册应用
视频应用
API 操作
视频列取、移动、复制、 更名、删除、回收
照片内容 静态文件 安装包
用户信息 照片信息 任务信息
table3：
问题： 1. 单应用的瓶颈缩放如何解决？ 2. 新的业务进来如何快速拓展？
函数计算介绍
• 函数（Function）：一段用户编写的，执行特定功能的代码。 • 服务（Service）：由一个或者多个函数组成。用户通过服务管理一组有内在逻辑联系的函数，例如授权，收 集日志等等 • 事件（Event）：能够触发函数执行的事情。例如 put/get/delete object on oss bucket • 触发器（Trigger）：用户通过触发器定义触发函数的事件。例如，OSS PutObject trigger，timer trigger等 等。一个函数可以包含多个触发器
SAAS
• 交付 应用 或 服务，直面用户，提供应用价值。
API 操作
应用服务
。。。
用户创建、列取、 配额管理、访问授 权
PAAS
• 作为开发 平台，用来提供各种平台服务，提供服务组件
开发平台
共享平台
账户管理 智能处理
任务管理
相册管理
配额管理
IAAS
• 用来提供各种基础资源
基础服务
基础资源
对象存储
视觉计算
云上还能为你提供什么？
API 网关: 1. 对设备侧(PC,Mobile等)提供简化的单一服务 接口； 2. 它内部聚合后台几十甚至上百微服务； 价值：简化设备侧开发的复杂 度，减少微服务网 络调用数量和网络延迟问题 函数计算: 1. 提供触发式响应机制 2. 自动弹性伸缩无需顾忌业务峰谷 价值：解耦架构，简化开发依赖 后端服务: 1. 提供官方的云化基础微服务支持，包括智能算 法、搜索。 2. 无需顾忌运维扩容问题，从容应对峰谷 价值：提供丰富的技术支持，赋能业务