现在，各工作都在重视和讨论着的智能经济、数字化转型、智能制作、人工智能、工业互联网、5G与边际核算等，实质上都是在描绘一件工作——人类正在重构新的技能架构系统，正在阅历一场技能架构的大变迁！这场技能架构的革新牵引着咱们从传统信息技能年代进入依据云核算技能的架构系统年代。

  在智能经济和数字化年代，杂乱商业系统的不确定性需求日积月累，依据传统IT架构的信息系统或处理计划正在面临事务系统“孤岛树立”、杂乱臃肿、数据碎片化、迭代交给缓慢、商场需求呼应愚钝等窘境。为了满意企业的开展需求，咱们需求一整套构建于云核算架构系统上的软件运用系统、新式商业形式和智能运维系统，并完成传统IT架构下事务系统的云化搬迁和改造，打造依据“大中台、小前台”的渠道赋能支撑系统，完成今世信息系统的首要特性，包含事务系统数据同享与互通、功用复用与快速迭代、需求灵敏开发与高效交给、运用流水线布置与翻滚晋级、资源弹性扩展与实时在线、运维主动化与智能化等。

  商业的逻辑在于竞赛，竞赛的实质在于对企业各种社会资源的获取与整合才干，以及呼应交给功率。软件运用系统作为今世企业竞赛手段与东西的重要载体，直接决议了企业在智能经济和数字化年代的生计与开展。因而，能够实时呼运用户需求、灵敏交给完成事务逻辑的云核算架构系统成为企业的必定挑选。在依据云核算的运用架构系统中，存在由下至上和由上至下两种笼统，现阶段咱们所看到、听到和正在学习研讨的许多技能架构和各种云原生技能栈，其意图都是完成这两种笼统。

  所谓由下至上的笼统，实际上是一种根底设备的笼统，其终究的方针是下沉运用系统中的悉数根底设备，然后将事务逻辑与根底设备彻底解耦，并将悉数精力聚集在事务立异和逻辑功用完成上。从物理服务器到运用系统函数代码之间的悉数技能架构和东西软件，都能够为是为了完成这一笼统进程。而这一笼统进程的完成可谓历时弥久，从20世纪便开端的虚拟化技能（Xen、KVM、PowerVM、ESXi、Hyper-V等），到现在的云核算（Eucalyptus、CloudStack、OpenStack、AWS等）、容器（LXC、Garden、Docker等）、编列引擎（Swarm、Mesos、Kubernetes等），以及服务网格（Linked、Envoy、Istio等）和无服务器核算（OpenWhisk、OpenFaaS、Knative等），无不是在为了完成这一笼统而尽力，而这一从虚拟化开端的笼统进程，在可猜测的将来，会以无服务器核算（Serverless）完结。咱们当时所在的阶段，正是这一传统IT根底架构设备笼统进程行将进入高潮和结尾，而依据云核算架构系统的新式运用架构正在迸发的云原生数字化年代。

  由上至下的笼统，实际上是一种事务逻辑才干的笼统，其意图是从前端事务系统中笼统、提取出共性才干，并将这些才干下沉至共性可复用的赋能渠道，构成以厚渠道赋能薄前端的事务架构系统，打造小而精的事务灵敏立异前台和厚而广的共性才干赋能中台的企业渠道架构，即所谓的“大中台、小前台”事务系统架构。而这种由上至下中台才干的笼统，很大程度上取决于由下至上根底架构设备的笼统进展。假如在中台才干的笼统进程中，企业还需求过多地考虑或是依靠于底层根底架构设备，那么中台才干笼统的灵敏立异、灵敏呼应、才干复用等初衷也将无法完成。例如，在中台才干建造进程中，假如没有微服务架构，没有云原生和DevOps等技能架构、安排架构和企业文明的支撑，那么中台才干的建造自身就没有坚实的落地根底。

  根底架构设备和事务才干的笼统进程，其实便是企业IT架构、安排架构不断调整与改变的进程。在这一进程中，新的技能架构不断在提出、否定和否定之否定中替换螺旋行进，由下至上诞生并积累了掩盖不同范畴和功用的分支技能栈，这些技能栈的交互集成、编列调度、保护办理以及全生命周期的办理，构成了智能经济和数字化年代的云原生技能架构系统。而企业怎么故简略、高效的办法构建并保护这些历经几十年开展才沉积下来的技能架构，将从中心根底层上决议企业数字化转型的胜败和未来几十年的战略开展机会。在这样的布景之下，企业PaaS渠道一向随同着根底架构设备的笼统进程静静开展。事实上，业界一向期盼能够将笼统之后的根底设备悉数沉积到一个PaaS渠道上，由这个PaaS渠道集成并办理一切的软件技能栈，并将企业上层运用逻辑与基层根底设备彻底解耦。曩昔，这样的PaaS渠道完成难、保护难、运用难，而且功用也十分有限，随同云核算、容器技能、编列调度技能和微服务架构等新一代云原生技能的运用，由下至上集成悉数云原生技能栈，并完成主动办理和运用全生命周期办理的PaaS渠道年代现已到来，而且正在支撑起企业由传统IT架构向云核算架构系统的搬迁。能够这样说，PaaS渠道正在协助企业刻画依据云核算系统的运用架构，协助企业由信息化向智能化和数字化转型。

  云核算从呈现至今已走过十余年的开展进程，云核算的IaaS、PaaS和SaaS三大服务形式已被各工作广泛承受和认可。在这3大服务形式中，SaaS以其轻量级、产品规范化、实时购买且及时可用、无须运用构建和保护等快捷特性，从最前端的运用侧切入，深受广阔中小企业和创业公司集体的喜爱，灵敏占有了云核算商场，成为前期云核算的代表。以巨子和本钱加持、重财物的IaaS服务形式紧随其后，在弹性灵敏的根底设备、规划经济效益和数据即生产资料等技能和工作布景下，灵敏迎来商场开展风口，并一举反超SaaS，在云核算商场中占有了主导地位，在各大巨子厂商的宣传下，IaaS好像已成为群众心目中云核算的代名词。

  与IaaS面向根底设备和SaaS面向工作运用不同，PaaS上承运用、下接根底设备，坐落IaaS和SaaS之间，PaaS在云核算中的战略地位，注定其不会在云核算开展的初期就得到广阔用户的喜爱和巨子厂商的垂青。可是，在云核算开展已十余年后的今日，跟着传统大中型企业的数字化转型，以及各行各业“互联网+”战略的推进，IaaS的通用核算才干和SaaS的特定工作运用特点，在传统工作杂乱运用上云、定制化需求日积月累、商场需求灵敏呼应以及企业中台战略不断遍及的今日，显得无能为力。而下沉了共性才干又可赋能工作运用的PaaS，正跟着以Docker容器、Kubernetes编列引擎和微服务为代表的新式技能迎来新一轮迸发，并开端占有云核算后半场的制高点。现阶段，简直一切IaaS厂商都在向上攻取PaaS，而SaaS厂商则在向下沉积，以提高企业在杂乱多变和不确定性环境下的中心竞赛力。

  具有后发优势的PaaS正在上拓下扩，不断交融IaaS与SaaS服务形式，当时云核算商场，正朝着“两头黯然，中心亮光”，并终究完成全栈云的态势开展。可是，PaaS虽好，却也最难！在云核算三大服务形式中，SaaS进入门槛最低，竞赛格式也最为紊乱，IaaS则过于依托巨子和本钱的投入，终究的竞赛格式很有可能是几家头部企业分割IaaS商场。而PaaS却是真实的技能高地，进入门槛最高、完成难度也最大，至今仍未呈现PaaS范畴的巨子。

  也正是由于PaaS的高度，工作里对PaaS的认知和了解各不相同，在对PaaS的区分上，就有APaaS（Application PaaS）和IPaaS（Integration PaaS），以及轻PaaS和厚PaaS之分。所谓的APaaS，是指运用运转和布置渠道，也便是咱们一般所说的PaaS。APaaS处理的是单个运用怎么依据PaaS根底设备快速和主动化地布置与运转的问题。IPaaS则是指资源集成渠道，其处理的是多个运用间怎么依据PaaS渠道完成集成和交互的问题。而所谓的轻PaaS更倾向于APaaS，厚PaaS则是APaaS和IPaaS的交融。前期PaaS首要依据公有云完成，供给的首要是APaaS才干，如Heroku、GAE等。

  可是，跟着传统企业数字化转型的不断加快，私有云PaaS渠道建造的需求日积月累，私有云环境下，依据PaaS渠道构建的运用之间存在许多的交互和集成需求，在许多传统、杂乱运用云化时更是如此。别的，私有PaaS渠道底层的服务和才干自身能够被编列、拼装和整组成新式运用，因而IPaaS在传统企业数字化转型中扮演着极为重要的人物。而PaaS渠道的底子方针是简化开发、贯穿DevOps、完成运用和事务的弹性灵敏，因而交融APaaS和IPaaS的厚PaaS才是未来PaaS渠道的开展之路。

  从PaaS的开展前史来看，PaaS的呈现并不比SaaS晚。早在2005年，公有云供货商Rackspace就供给了保管PHP和Web运用的服务，在2007年和2008年前后，SaaS范畴巨子Salesforce的和Google的GAE供给了依据Python、Ruby和Java的运用保管服务。这一时期的PaaS渠道运用门槛较高、用户需求学习特定的API，渠道绑定性较强，运用可移植性也较差。随后以Heroku和Engine Yard为代表的第二代PaaS渠道开端呈现，这类PaaS渠道必定程度上处理了渠道特定API依靠的问题，一起用户代码无须做过多修正便可直接运转在渠道上，运用程序移植性也有所提高，可是支撑的言语依然十分有限。

  2011年前后，Pivotal的Cloud Foundry和RedHat的OpenShift面世，并掀起了开源PaaS的浪潮，可是前期的OpenShift和Cloud Foundry并非依据Kubernetes和Docker来规划，如OpenShift选用了Cartridge和Gear机制来进行规划，而Cloud Foundry首要依据Garden容器和Diego调度系统来完成，因而在易用性、功用性和所支撑的言语方面都有所约束。2014年前后，跟着Kubernetes和Docker的老练和遍及，PaaS迎来了最佳的前史开展机会。2015年，RedHat依据Kubernetes和Docker彻底重构了OpenShift，推出了全新架构的OpenShift 3.0版别，而Cloud Foundry也在2017年开端兼容Kubernetes和Docker。这一阶段的PaaS在易用性、兼容性、运用可移植性、多言语支撑、DevOps、运用生命周期办理和开源社区支撑等方面都到达了史无前例的高度。不过，此刻的PaaS与IaaS还存在比较显着的鸿沟和依靠联系，传统企业特别是传统大中型企业，在数字化转型进程中，依然需求依照先IaaS后PaaS的次序来构建自己的私有云和PaaS渠道，而这势必会导致企业的PaaS渠道建造周期较长、运维办理难度添加。

  跟着PaaS与IaaS的不断整合，最新一代的PaaS正在朝着全栈云形式开展，在这个大趋势下，RedHat在2018年收买了不可变容器操作系统CoreOS，并将运用全主动生命周期办理结构Operator许多运用到最新一代OpenShift中，于2019年推出了依据CoreOS和Operator的全栈主动化PaaS渠道——OpenShift 4.0，完成了PaaS向下对IaaS的彻底整合和办理，并以“根底设备即代码（Infrastructure as Code）”理念完成了对IaaS资源的主动化高功率运用。因而，咱们彻底能够猜测，鉴于企业对PaaS渠道赋能数字化转型的火急需求，全栈交融PaaS渠道的年代行将到来！而作为云核算三大服务形式之一，跟着云核算开展进入深水区和企业数字化转型热潮的降临，PaaS正在逾越IaaS和SaaS，必将成为云核算的未来。

  微服务是一种软件架构规划形式，是一种具有细粒度、松耦合、可扩展、高可用、毛病阻隔和高度自治等特性的散布式软件架构规划系统，其处理的是运用系统软件架构规划的问题，是面向服务架构（SOA）的一种完成。微服务架构的要点在于着重事务系统需求彻底组件化和服务化，原有的单个事务系统被拆分为多个可独立开发、规划、运转和运维的小运用（Microservices，微服务）。这些服务依据事务才干构建，并通过主动化机制进行独立布置和办理保护，一起这些微服务组件运用不同的编程言语完成，运用不同的数据存储技能，并坚持最低极限的集中式办理。

  事实上，微服务所倡议的规划思路由来已久，可是“微服务架构”这一术语的盛行时刻并不太久。以Spring Cloud和Dubbo为主的微服务架构被以为是最盛行的第一代微服务运用开发结构，可是跟着Docker容器和Kubernetes编列引擎技能的鼓起和遍及，以Service Mesh（服务网格）为主的新一代微服务架构正在敞开后Kubernetes年代运用架构的新方向。此外，随一起下企业数字化转型浪潮的到来，越来越多的开发者和企业正在拥抱和饯别微服务架构，由于在快速呼应商场需求、灵敏事务开发及快速迭代科技立异等方面所扮演的要害人物，微服务正在成为企业数字化转型的柱石和必经之路。

  在传统企业的数字化转型道路上，选用微服务架构就意味着很多单体或集中式的传统运用需求进行微服务化改造。而传统巨型单体运用在微服务架构下的细粒度拆分，必定给企业带来数量巨大、办理杂乱的很多服务方针，微服务的拆分不仅是对原有运用系统的一种应战，更是对怎么布置、办理和保护很多微服务的一种应战，特别关于传统企业而言，这些应战是数字化转型进程中史无前例而又有必要面临的。在面临这些应战时，咱们需求非侵入式的微服务架构、轻量级和依靠封装的服务运转环境、主动编列调度微服务的引擎、完成从开发测验到布置运维全流程主动化的DevOps，以及针对微服务集群的盯梢和监控服务等，而这一切的需求正是今世云原生PaaS渠道所赋予的才干。所谓的云原生PaaS渠道，是指以新一代容器Docker及其编列引擎Kubernetes技能为中心，集成日志、监控、安全、盯梢等微服务集群办理东西及完成CI/CD的DevOps东西链，供给多言语运转环境、中心件和数据库等服务目录，支撑新一代微服务架构Service Mesh，并满意云原生运用运转环境的PaaS渠道。

  PaaS渠道以生态链服务组件集成的办法，赋能和支撑上层云原生微服务运用的灵敏开发和全生命周期办理。由于PaaS渠道屏蔽了微服务通讯层以下的悉数根底设备，因而依据PaaS渠道的散布式微服务运用系统的开发将会像单体运用相同简略，由于开发者只需重视怎么故微服务架构完成事务逻辑和编码，服务的构建、布置办理和运维监控已彻底由PaaS完成。因而，能够说，作为企业数字化转型的要害和必经之路的微服务正在重塑今世软件架构，而PaaS则是微服务得以落地成长的土壤和得以推进施行的渠道保证，没有PaaS，特别是今世云原生的PaaS渠道，则依据微服务架构的企业数字化转型恐将步履维艰。

  DevOps是完成灵敏企业进程中的东西链、办法论和企业文明，是一种灵敏理念。DevOps最早在2009年就被提出，但直到容器和微服务架构遍及之后才得到广泛实践和快速开展。在企业数字化转型的现阶段，DevOps已成为很多传统企业进行数字化转型的切入点。而在具体的实践进程中，DevOps并不是某种技能或办法，而是企业安排、流程、技能和文明的结合。在企业数字化转型进程中，DevOps理念能够更好地协助打通开发（DEV）、测验（QA）和运维（OPS）之间的隔膜并进行优化，完成开发运维一体化，然后协助企业缩短交给周期、提高交给质量和交给的投入产出比，并进一步协助企业完善流程办理系统、构成继续改进机制和灵敏文明。通过饯别DevOps文明和理念，企业能够打通需求、开发、测验、发布、布置上线和运维办理等各个环节，促进需求、开发、测验和运维团队的严密协作，完成灵敏开发、继续交给和主动运维，终究协助企业走向灵敏化和数字化，提高企业应对商场需求不确定性和用户需求多样化的才干。

  当时，数字化转型是大势所趋，微服务架构已成为传统企业数字化转型的必经之路，而DevOps则是施行微服务架构的要害点和切入点。在传统企业巨型单体运用向微服务架构转型晋级的进程中，首要需求做的便是从主动化装备布置开端来改造传统运用，在此进程中逐渐打造企业DevOps渠道，并以DevOps渠道为生产线，对企业运用进行共同的主动化办理和运营。在企业文明、安排架构和技能东西链均已到达DevOps所倡议的老练理念后，再将传统运用架构改造为微服务架构，终究完成传统运用向云端的顺畅搬迁，并终究完成企业数字化转型。在这个进程中，企业DevOps生产线的构建至关重要，可是DevOps的构建并不简略，究其原因，首要在于DevOps东西链上所触及的许多软件具有不同的技能系统、形状架构、运转依靠环境、布置保护流程，这会导致DevOps落地需求许多定制化，东西链落地难度极大。

  跟着依据Docker和Kubernetes等云原生技能的PaaS渠道的呈现，DevOps东西链难以落地完成的状况正在改进，云原生PaaS渠道为DevOps东西链软件在渠道支撑、服务组件支撑、运转依靠环境进步行了规范化。通过PaaS渠道供给的主动编列、主动布置、生命周期主动办理等云原生共性才干，DevOps东西链的布置得以从根底架构设备中解耦出来，一起凭借PaaS渠道共同性才干，依据传统IT架构或IaaS服务的DevOps的完成难度得到极大下降，DevOps的落地完成变得极为高雅、简练。此外，合作PaaS渠道对云原生微服务运用架构的支撑，依据PaaS渠道构建的DevOps生产线与微服务运用天然符合，能够直接为企业数字化转型中的微服务供给DevOps服务才干。因而，凭借PaaS渠道，DevOps的价值优势才干得到最大程度的发挥。

  依据云原生PaaS渠道的主动编列调度和集群办理才干，运用DevOps东西链上的许多软件功用，能够将DevOps流水线可视化、主动集成、代码质量剖析、继续办理、继续集成、继续测验、继续交给和继续运维等灵敏功用在PaaS渠道上简练且高雅地完成。简略来说，PaaS简化和促进了DevOps在企业中的运用实践，一起也最大化了DevOps的价值，而作为企业微服务运用架构转型的切入点，DevOps极大地推进了传统运用向微服务架构的快速转型，终究推进了企业的数字化转型进程。

  云原生的概念由Pivotal公司的Matt Stine于2013年提出，之后得到业界的广泛认可和继续完善，是在云核算年代辅导企业依据云架构规划和开发运用，并将运用向云端搬迁的一套全新的技能理念。所谓的云原生运用，便是彻底依据云核算资源而规划的运用，即为云而生，并可在一切云渠道上无缝移植运转的运用。

  2015年，Google牵头建立的云原生核算基金会（Cloud Native Computing Foundation，CNCF）是云原生理念开展到特定阶段，为了呼应业界对云原生运用的呼吁而建立的官方安排，致力于推进云原生核算的遍及和可继续性开展，是CNCF建立的初衷。现在CNCF在全球已具有近400家企业会员，保管22个云原生开源项目，大名鼎鼎的Kubernetes、Prometheus、etcd、Envoy等都是结业于CNCF的项目。

  依据CNCF对云原生的界说，云原生技能是通过一系列软件、规范和规范，协助企业和安排在现代化的云核算架构系统（公有云、私有云和混合云）中构建和运转灵敏、可扩展运用程序的一整套技能栈，容器及其编列引擎、微服务及其办理、声明式API等都是极具代表性的云原生技能。通过云原生技能的运用，依据云原生12要素开发的散布式松散耦合系统将具有更好的可扩展性和可办理性，一起也更易于监控、盯梢和调查。将云原生技能与DevOps东西链结合，系统办理员和软件工程师便可频频且可预见地恣意更改运用系统，并尽可能地削减由此带来的工作量，进而以最简练的办法完成对事务实时需求的快速呼应，而这正是云原生技能为企业带来的价值。

  在CNCF保护的云原生技能栈Landscape中，包含一张道路图和一张全景图。道路图（Trail Map）是CNCF引荐的运用开源项目及云原生技能构建云原生运用的进程，在道路图的每个过程中，用户都能够挑选运用开源项目或供货商供给的产品，而道路图协助用户梳理了整个云原生运用的最佳流程（如图1-5所示）。整个道路个过程，包含容器化、CI/CD、运用编列、监控与剖析、服务发现与办理、网络与战略、散布式数据库与存储、流和音讯处理、容器运转环境与镜像库房、软件发布。其间每个过程都是用户在开发、实践云原生运用进程中需求按部就班地考虑和完成的环节，只要完成了道路图中一切过程的运用才是真实意义上的云原生运用。

  在依照CNCF云原生道路图完成云原生运用的进程中，用户需求了解每个环节都有哪些具体的开源项目或老练供货商产品可供挑选，而这正是CNCF云原生全景图所要做的工作。全景图将CNCF界说的云原生生态圈区分为“五横两纵”（如图1-6所示），“五横”分别是运用界说与开发、编列与办理、运转时、供给保证和云根底设备，“两纵”分别是渠道、调查与剖析。全景图中包含通过CNCF社区认证的较为老练或运用范围较广、具有最佳实践的产品和计划，企图从云原生的层次结构及不同的功用组成上让用户了解云原生系统的全貌，并协助用户在不同的云原生运用实践环节挑选恰当的软件和东西来完成。

  虽然CNCF为企业用户界说了云原生运用实践的完成途径和在这个途径中能够挑选的云原生软件或产品，可是假如用户彻底从零开端，参阅CNCF云原生全景图来构建自己的云原生运用，其难度显而易见，这将会是一个需求消耗许多人力和财力的杂乱工程。由此，云原生PaaS应运而生，将企业IT化繁为简一向是PaaS的任务。只不过，云原生年代的PaaS需求参阅CNCF Landscape进行重构，如依据Docker和Kubernetes进行构建，完成对CI/CD、DevOps的支撑，完成服务编列与办理、微服务架构、监控与剖析等CNCF云原生道路图中的过程。云原生PaaS的方针是让企业开发者只需提交代码即可运转云原生运用，为企业屏蔽CNCF云原生道路图中的十大过程，快速交给满意12要素的云原生运用。

  跟着云原生PaaS渠道的呈现，企业构建云原生运用的门槛越来越低，越来越多的企业正在考虑向云原生架构搬迁，云原生年代正在到来！云原生PaaS渠道典型参阅完成架构，运用CNCF全景图中云原生生态圈认证引荐的开源项目或软件，该参阅架构根本完成了对CNCF云原生道路图中十大过程的全掩盖，并完成了对Microservices和Serverless这两大当下和未来云原生软件架构的支撑。能够说，跟着PaaS渠道的不断老练和完善，技能隔膜正在被打破，PaaS正在构筑起云原生年代。

  本文节选自《OpenShift云原生架构：原理与实践》，经出书方授权发布。

  资深云核算技能专家，《OpenShift云原生架构：原理与实践》作者之一；

  十几年IT从业经历，曾先后上任于IBM、EMC、云极星创和易航科技，担任过云架构师、参谋工程师、CTO和事业部总经理等职务。并译有《Ceph Cookbook中文版》、《通晓OpenStack》和《机器学习即服务》等书本。

  活动现场可获得刘世民最新书本《OpenShift云原生架构：原理与实践》一本。

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