從裝配式建築流行(xíng)看雲原生技術平台的(de)價值（一(yī)）

建築業是中國(guó)重要的(de)支柱産業，作為(wèi)“基建狂魔”有(yǒu)着許多的(de)世界之最。比如(rú)全球最高(gāo)的(de)位于雲貴兩省交界處的(de)北(běi)盤江大橋、最長(cháng)的(de)丹昆特大橋、最長(cháng)的(de)秦嶺隧道(dào)等。作為(wèi)建築大國(guó)，我國(guó)也在着力推動建築産業的(de)現代化發展，其中裝配式建築将在未來扮演重要角色。

裝配式建築并不算是一(yī)個新鮮概念，但在我國(guó)新建建築中的(de)比例與歐美日等發達國(guó)家相比仍有(yǒu)着較大差距，其存在成本、政策、用戶習慣、商(shāng)業模式匮乏等多重因素影響。但在近年(nián)來一(yī)系列國(guó)家政策的(de)推動下，裝配式建築相關産業發展迅速，截至2020 年(nián)，全國(guó)共創建國(guó)家級裝配式建築産業基地(dì)328 個，省級産業基地(dì)908 個。在裝配式建築産業鏈中，構件生産、裝配化裝修成為(wèi)新的(de)亮(liàng)點。其中，構件生産産能和(hé)産能利用率進一(yī)步提高(gāo)，全年(nián)裝配化裝修面積較2019 年(nián)增長(cháng)58.7%。

這讓人不由得想起了雲計算在國(guó)內(nèi)的(de)發展曆程：近年(nián)來，各地(dì)的(de)大型雲計算中心如(rú)雨後春筍般層出不窮，企業上雲已成為(wèi)共識。而在此之後，企業需要解決的(de)是如(rú)何利用雲的(de)特點去(qù)重構應用，而不是簡單的(de)将應用搬上雲再進行(xíng)縫縫補補。正因如(rú)此，“雲原生”也成為(wèi)了近年(nián)來雲計算領域最火熱的(de)技術架構，并推動企業在數字化浪潮中不斷創新發展。

雲原生不是一(yī)個産品，而是一(yī)套技術體系和(hé)一(yī)套方法論。雲原生即包含技術（微服務，容器等基礎設施），也包含管理(lǐ)（DevOps，持續交付，重組等）。雲原生也可(kě)以說是一(yī)系列雲技術、企業管理(lǐ)方法的(de)集合。其目前主要的(de)技術包括：容器化，微服務，DevOps，CI/CD。

如(rú)同裝配式建築一(yī)樣，将建築視(shì)角轉換為(wèi)企業數字化平台視(shì)角，元年(nián)方舟雲原生技術平台上的(de)所有(yǒu)組件相互獨立，可(kě)單獨部署、彈性擴容。技術平台已經集成了市(shì)面上大部分微服務組件，并針對組件進行(xíng)封裝，屏蔽掉複雜的(de)技術細節，可(kě)以讓開發人員專注于業務實現。同時元年(nián)的(de)專利技術可(kě)以實現一(yī)套代碼既可(kě)單體部署也可(kě)以微服務部署，根據需要選擇部署形态。由于采用了雲原生的(de)設計，所有(yǒu)平台上開發出來的(de)應用，天然支持公有(yǒu)雲、私有(yǒu)雲和(hé)混合雲。元年(nián)自(zì)研的(de)CI/CD系統可(kě)以實現一(yī)鍵多雲部署。

本文将以建築方式的(de)視(shì)角來為(wèi)您描述采用雲原生方式所帶來的(de)一(yī)系列好處。

容器化更快速滿足更多需求

在容器技術之前，業界的(de)主流的(de)技術是虛拟機(jī)。虛拟機(jī)技術的(de)代表是VMware和(hé)hyper-v、KVM、ZEN。虛拟機(jī)就是在物理(lǐ)機(jī)的(de)操作系統裏安裝一(yī)個軟件，然後通過這個軟件，再模拟一(yī)台甚至多台“子(zǐ)電腦”出來。在“子(zǐ)電腦”裏，可(kě)以和(hé)正常電腦一(yī)樣運行(xíng)程序，例如(rú)微信、Word。“子(zǐ)電腦”和(hé)“子(zǐ)電腦”之間，相互隔離(lí)，隻共享物理(lǐ)機(jī)資源。而容器技術則是在共享物理(lǐ)機(jī)資源的(de)同時還共享操作系統。

虛拟機(jī)雖然可(kě)以隔離(lí)出很多“子(zǐ)電腦”，但相比起容器技術其仍然存在着占用空間大、啓動慢的(de)問題，這種差異也随着“虛拟機(jī)蔓延”的(de)情況愈發嚴重。顧名思義，如(rú)果将物理(lǐ)機(jī)比喻成獨棟别墅，那麽虛拟機(jī)可(kě)謂是在此之上的(de)高(gāo)層建築——在同一(yī)個地(dì)基上蓋起的(de)。而容器技術則像是在房間內(nèi)的(de)“太空艙”，他們不僅共享地(dì)基，甚至還共享房間內(nèi)的(de)客廳、洗手間、廚房等功能組件。

這種“共享”帶來了什麽意義？這意味着同樣的(de)空間內(nèi)可(kě)以容納下更多住戶，而當“宇航員”要一(yī)起做(zuò)事時，他們不需要再從各自(zì)不同的(de)房間穿過客廳來到某處，而隻需要打開各自(zì)的(de)太空艙即可(kě)。換而言之，他們所需要的(de)步驟和(hé)過程也變得更短(duǎn)了。但随之而來可(kě)能也會面臨一(yī)個問題，随着太空艙的(de)數量增多，怎麽能保障其正常運轉？

kubernetes作為(wèi)容器的(de)編排管理(lǐ)工具逐漸脫穎而出，其意義是在就如(rú)何更快更多的(de)擺放太空艙的(de)同時做(zuò)好對每個太空艙內(nèi)人員狀态的(de)監測，以及讓宇航員不至于發生出艙撞車事件。

Kubernetes的(de)主要功能包括：

資源調度：資源調度是一(yī)套分布式系統最基本的(de)核心指标；

資源管理(lǐ)：控制Pod對計算資源、網絡資源、存儲資源的(de)使用；

服務發現：管理(lǐ)外在的(de)程序或者內(nèi)部的(de)程序如(rú)何訪問Kubernetes裏面的(de)某個Pod；

健康檢查：監控檢測服務是否正常運行(xíng)非常重要；

自(zì)動伸縮：因為(wèi)涉及到環境的(de)快速遷移和(hé)複制，虛拟機(jī)時代之前都非常難實現。容器化時代很自(zì)然的(de)解決了這個問題，Kubernetes保證了資源的(de)按需擴容；

更新升級：Kubernetes為(wèi)服務的(de)滾動和(hé)平滑升級提供了很好的(de)機(jī)制。

容器與虛拟機(jī)技術相比，它不需要虛拟出整個操作系統，隻需要虛拟一(yī)個小規模的(de)環境（類似“沙箱”），啓動以秒鍾計算。而且，它對資源的(de)利用率很高(gāo)（一(yī)台主機(jī)可(kě)以同時運行(xíng)幾千個Docker容器）。此外它占的(de)空間很小，虛拟機(jī)一(yī)般要幾GB到幾十GB的(de)空間，而容器隻需要MB級甚至KB級。虛拟機(jī)和(hé)以Docker為(wèi)代表的(de)容器都是虛拟化技術，不過容器屬于輕量級的(de)虛拟化。

容器化技術LXC（Linux Container）是将Linux的(de) Cgroups 的(de)資源管理(lǐ)能力和(hé) Linux Namespace（命名空間）的(de)視(shì)圖隔離(lí)能力組合在一(yī)起，這就是如(rú)今被廣泛應用的(de)容器技術的(de)實現基礎。

微服務自(zì)由搭配需要就用

微服務是一(yī)種開發軟件的(de)架構和(hé)組織方法，其中軟件由通過明确定義的(de)API進行(xíng)通信的(de)小型獨立服務組成。這些服務由各個小型獨立團隊負責。微服務架構使應用程序更易于擴展和(hé)更快地(dì)開發，從而加速創新并縮短(duǎn)新功能的(de)上線時間。

這與現代建築中的(de)裝配式建築有(yǒu)些相似，将不同的(de)預構內(nèi)容組合在一(yī)起，具有(yǒu)有(yǒu)效提高(gāo)建築效率與精度，且大幅度降低(dī)人工依賴，更加環保節能等優勢。

微服務的(de)特征包括：

小：粒度小，專注于一(yī)件事；

獨：單獨的(de)進程。微服務不等于組件，服務是可(kě)以直接使用的(de)商(shāng)品，組件是待加工的(de)原材料；

輕：輕量級通信機(jī)制，通常是HTTP Restful的(de)接口。此處區别于傳統的(de)SOA（面向服務的(de)架構）；

松：松耦合，可(kě)以獨立部署。每個微服務可(kě)以獨立編譯、獨立部署、獨立運行(xíng)。

類比裝配式建築同樣具備以下特點：裝配式建築的(de)每個組件都可(kě)以是分散的(de)，任意組件都是可(kě)以直接使用的(de)商(shāng)品，而不是傳統的(de)水泥、石材、木材、金屬、塑料或是其他複合材料；用戶可(kě)以根據自(zì)身需求喜好選擇不同的(de)裝配組件，無論是顔色還是樣式。

微服務架構的(de)好處：

易于開發與維護：微服務相對小，易于理(lǐ)解；

獨立部署：一(yī)個微服務的(de)修改不需要協調其它服務；

伸縮性強：每個服務都可(kě)按硬件資源的(de)需求進行(xíng)獨立擴容；

與組織結構相匹配：微服務架構可(kě)以更好将架構和(hé)組織相匹配，每個團隊獨立負責某些服務，獲得更高(gāo)的(de)生産力；

技術異構性：使用最适合該服務的(de)技術，降低(dī)嘗試新技術的(de)成本；

企業環境下的(de)特殊要求：去(qù)中心化和(hé)集中管控/治理(lǐ)的(de)平衡，分布式數據庫和(hé)企業閉環數據模型的(de)平衡。

采用裝配化建築與裝修同樣有(yǒu)着許多好處：任意組件直觀可(kě)見；可(kě)獨立部署；可(kě)按需選擇尺寸；可(kě)選擇多種不同産品搭配；可(kě)根據需求選擇不同材質；可(kě)選擇其他組件進行(xíng)搭配或者擴充。

當下，采用BIM（建築信息模型）技術與裝配式工藝已成為(wèi)建築業的(de)發展趨勢。雲計算與雲原生的(de)關系也如(rú)是，利用雲原生更能充分激發雲計算的(de)能力。

新一(yī)代的(de)企業IT架構——元年(nián)方舟企業數字化PaaS平台就是一(yī)款兼具容器化、微服務、DevOps、CI/CD等技術能力的(de)PaaS平台。産品完全雲原生架構，核心能力完全微服務化，全面支持基于容器的(de)分布式部署，支持公有(yǒu)雲、私有(yǒu)雲和(hé)混合雲。元年(nián)方舟提供了企業數字化轉型過程中的(de)所有(yǒu)架構支持與模塊化通用服務，高(gāo)效支持企業規模化創新，快速響應市(shì)場變化，涵蓋數據集成平台、微服務底座及引擎中心，為(wèi)企業構建（交易+數據）融合應用。

元年(nián)科(kē)技将在下一(yī)篇文章(zhāng)中為(wèi)您繼續形象化的(de)介紹DevOps與CI/CD等雲原生重要組成內(nèi)容，使您更進一(yī)步的(de)認識雲原生的(de)價值所在。