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一文读懂云原生2.0时代的DevOps体系框架 | IDCF
 
作者:姚冬
  2378  次浏览      15
 2021-3-29
 
编辑推荐:
文章首先介绍了云原生的缘起,企业应用架构发展历程,云原生能力构建以及持续交付实施框架,最后介绍了云原生时代的DevOps体系框架。
本文来自于华为云DevCloud,由火龙果软件Alice编辑推荐。

一、云原生缘起

云原生的概念为何在近两年突然兴起?

商业模式决定了产品形态,产品决定了研发模式,研发模式又决定了需要采用什么样的技术。

传统应用、互联网应用、VUCA时代的应用,所处的不同时代引发的不同需求,由此带来对技术的不同要求。

以往传统的应用需求是相对固定的,通常以项目化运作,用户的访问量可以预测,容量是有限的,对停开机的要求也没有那么严格;而互联网应用的特征是:需求持续发展,产品化而非项目制(产品与项目的本质区别是什么?留给读者探讨),用户量并非线性往往会有陡增陡降,7x24小时是基本要求。

到现在我们经常讲的VUCA时代,商业边界,业务层面是完全不可预知的,即便是对于互联网原住民都是巨大的挑战,要求快速地尝试、快速探测、快速的感知,应用是服务化的方式提供(服务与产品的本质区别又是什么?同样留给读者探讨), 业务敏捷性前提之下,对技术体系的持续发布、分布式海量并发、灰度发布和线上测试都是基本诉求。

业务的敏捷性持续发布,应用平台的弹性诉求,商业环境的变化,这是整个云原生产生的时代背景。

二、企业应用架构发展历程

微服务是指开发一个单个小型的但有业务功能的服务,每个服务都有自己的处理和轻量通讯机制,可以部署在单个或多个服务器上,其特点有:

1.组件化、松耦合、自治、去中心化

2.一组小的服务

3.独立部署运行和扩展

4.独立开发和演化

5.独立团队和自治

企业应用架构的演化路径,从单体到网状集成,再到ESB的出现,以至微服务架构分布式集成。 架构是服务于应用的,而应用是服务于业务的。整体架构的演进过程,就是前面讲到业务环境变化的体现。

三、微服务有高度,采纳需谨慎

Martin Fowler撰文说,You must be this tall to use microservices。

微服务诸多的好处不必强调,但 微服务并非包治百病,也并非任何阶段任何团队都应该或者可以采纳的。微服务有高度,采纳需谨慎。

微服务化所带来架构和开发阶段的便利性,其代价是部署时和运行时的管理复杂性极度增加;整体复杂度不变,只是由开发时转为运行时,此外还带来分布式系统的设计和管理的复杂性。

服务拆分解耦的结果,服务可以独立的部署与发布,但运行时服务的治理,包括注册、发现、熔断等,都是需要思考和精心设计的。

此外,微服务的小而自治的团队应该如何管理?多小算小?如何定义自治?在架构的去中心化和分布式趋势下,团队的去中心化管理对传统的管理理念则是巨大的挑战。

四、云原生能力构建

真正做到云原生的成功,我的总结是一个中心三个基本点:

1、一个中心

以业务的价值交付为中心,达到快速与高效的交付价值,并且在规模化扩展的同时,兼顾可靠性、灵活性等。

2、三个基本点

1)架构层面

采用服务化架构/微服务架构实现全面解耦:把系统划分多个功能内聚、粒度合适、业务边界清晰、独立自治的服务/微服务。以(微)服务为单位演进系统架构,演进式的以绞杀者模式,而不是革命式的一次性改造;单个(微)服务以大于一个的无状态进程运行,实现自身的高可用和负载均衡;把业务数据分布到不同的(微)服务中实现数据的垂直切分;

通过API,重用云原生公共服务提供的基础能力和架构能力:内部每个(微)服务须充分利用云原生的公共服务提供底层基础能力,例如微服务管控与生命周期管理服务、数据库服务、消息队列服务、缓存服务等;内部每个(微)服务须充分利用应用与资源编排服务,实现部署、配置自动化;

通过API,打造生态化经济:API是非常重要的方式,除了定义服务之间的业务边界,更重要的是可以通过API的方式做整个生态,数字化转型中比如开放银行,都是这样的思路,搭一个平台,通过各种合作伙伴在不同的行业、不同的领域提供相关的服务,这些服务是相互进行连接,通过链接和网络的思维来去做这个事情。华为云也在打造自己的API生态。

2)工程层面

系统与环境、流程、配置解耦:与架构层面解耦相匹配,系统和环境、流程、配置等等需要解耦,工程层面也需要去相应的匹配跟解耦。开发、测试、生产环境等价,屏蔽环境差异性;采纳不可变的基础设施(immutable infrastructure);

构建端到端的DevOps研发体系:研发流程标准化、敏捷化;严格的区分构建、分布、运行的准入准出,并进行版本化和自动化;全自动化测试(单元测试、集成测试、自动生成Mock依赖服务);一切皆代码,代码、配置与环境严格分离,并进行版本化和自动化;(微)服务持续交付流水线(按需发布版本);

研发运维一体化:运维和开发互相融合,高度协同,共担职责;自动监控,持续可视化反馈,并最终传导到开发团队;按需实时部署、配置热加载实时生效;

使用自服务、敏捷的云化基础设施服务:基础设施以自服务的方式对开发团队提供。依赖底层云化基础设施的计算服务、存储服务、网络服务提供基础运行资源;使用云监控服务监控自身的运行状态包括基础资源使用状态、自身业务运行状态,同时根据自身运行状态触发相应的运维事件,实现弹性伸缩、故障自愈等关键架构特征;

核心度量外部指标:业务层面的核心的一个业务指标叫TTM,在DevOps有另外一个词叫Lead Time,就是你的前置时间,从业务需求提出来那一刻起,到这个业务需求上线的时间叫前置时间,这个是可以被客户可知的,所以是端到端的业务指标。技术层面,对应的有多个前置时间,工程这一侧的,则是从提交代码那一刻起,一直到代码上线,这段时间是完全工程可控的,理论上应该是控制在分钟级。这个指标,也是华为云最为看重的一个。

3)组织层面

遵循康威定律:应用的架构和组织架构之间是高度的匹配,单体的应用,逐渐到服务化的方式,到逐渐分布式的模式。组织架构也是转移到自组织,没有一个唯一的中心在里面,自组织团队的敏捷性与多样性需要兼顾。整个团队的规模,典型的就是5-10人规模;

全功能团队:从全功能团队一直到云化的运维团队。以服务为单位组织整个团队,涵盖设计、开发、测试、发布、部署、运维全流程职能;开发人员、发布工程师、IT和运维之间可信合作;

云化运维团队:基于云平台的提供的监控、报警等能力,成立专门的团队负责系统运行时的质量,保障系统可用性和业务无中断的升级、回滚;

自主经营,面向服务的全生命周期:逐渐转型为自主经营的全功能团队。除了技术栈是全功能以外,每一个服务化的团队都需要面向服务进行全生命周期的考虑,除了技术层面的怎么样去产品的设计、开发出来部署,架构层面保持优美,更多的还需要去考虑商业层面的东西,需要考虑服务定位,考虑产品上线以后,运营层面应该做什么事情,应该做什么样的拉新的活动,怎么样促活,怎么样留存。整个团队都需要有商业思维和产品运营的思维。这是整个思维上的转变,去考虑这个服务为什么这么做、谁去用、用的场景是什么,怎样完成商业的闭环。

五、持续交付实施框架

关注七大领域,持续优化交付粒度,加快交付速度,提升交付质量。

云原生架构与DevOps的落地与转型,需要从团队模型、分支模型、测试模型、技术架构、部署模型、基础设施、数据库模型等七大领域进行相应的匹配。

上图是以发布频度为抓手,从100天发布一次,逐步的十倍速增长,到10天发布一次,在两个阶段点,从七个维度来看,需要匹配与采纳的实践是什么。

所以这是一张 能力演进的地图,我们可以清晰得看到自己业务当前所需要的发布节奏是怎样,当十倍速的走到下一个节点,方向在哪里,有的放矢的进行相应的采纳。

与此同时,这也是一个量变到质变的过程,持续优化交付粒度,加快交付速度,提升交付质量。从100天发布1次,到最后的1天发布100次,10000倍的增长,回过头来看,就是一个升维的过程。

六、云原生时代的DevOps体系框架

云原生时代的DevOps体系框架,也需要:

从商业决策上由基于Gate(Charter/DCP)的业务决策,转变为基于OBP的周期性审视;

从服务化组织上,支持E2E全功能团队,开发运维一体化,对团队充分授权;

从架构上进行服务化解耦,支持按服务小包独立交付;

从开发和运维流程上,加强开发与运维的协同,支持更短的周期,更快的反馈;

从IT工具环境上,重用已有的成熟工具,引入先进的开源和商用软件,实现轻量级端到端DevOps工具链;

从服务流程上,支持服务的独立交付,自动化的环境部署。

 

 

   
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