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中国信通院发布《云原生 新一代软件架构的变革》白皮书

OSCAR 云计算开源产业联盟 2022-08-17

云原生正引领新一代软件架构的变革,代表着新生产力的飞跃发展。在6月15日召开的“2022云原生产业大会”上,中国信息通信研究院(以下简称“中国信通院”)正式发布《云原生 新一代软件架构的变革》白皮书,全面展示了云原生作为新一代软件架构给企业带来的竞争优势。在会上,中国信通院云大所副所长栗蔚对此进行了深度解读。



传统软件架构面临多重挑战,云原生架构成为重要发展路径

据咨询机构预测,到2024年,数字经济的发展将孕育出超过5亿个新应用/服务,这与过去40年间出现的应用数量相当;到2025年,2/3的企业将每天发布新版本软件产品。软件正在成为企业的重要产品形态,软件开发和迭代的速度决定了企业新产品的上架速度。


随着云计算等新一代信息技术的应用,海量数据处理、软件自动化配置、应用快速迭代等需求给传统软件架构带来了严峻挑战。栗蔚表示,软件架构演进的驱动因素是治理复杂性、提升韧性,从而达到敏捷交付和价值聚焦的目标。传统软件架构在设计、交付、维护、升级等方面出现瓶颈,难以适应以云计算为核心的新IT环境,软件架构从面向应用开发向面向应用交付的演进。



云原生架构内涵:一个中心、两个目标、三个特点、四个能力、N个技术

云原生概念提出的初期,是一套基于云的软件架构和管理理念,由于概念较为抽象,没有在全球范围内快速的传播。容器、容器编排等关键技术崛起后,以技术为核心的云原生具象概念开始深入人心。这也导致了国内的用户对云原生的认知更多停留在技术和基础设施优化的层面。


为了进一步普及云原生技术,推动云原生架构在国内的应用落地,中国信通院提出了对云原生的概念的理解,即云原生是先进软件架构技术和管理方法的思想集合,通过容器、微服务、持续交付等一系列技术,实现了信息系统由烟囱状、重装置和低效率的架构向分布式、小型化和自动化的新一代软件架构的转变。具体而言,云原生架构内涵可概括为:一个中心、两个目标、三个特点、四个能力、N个技术。



一个中心、两个目标:以业务应用为中心,聚焦业务价值实现,加速软件的敏捷交付

云计算已经成为企业数字转型的信息基础设施,软件架构需要变革来更好的适配云底座的能力。新一代软件架构需要以业务应用为中心,更好地利用云计算优势,充分释放云计算的技术红利,让业务更敏捷、成本更低的去聚焦价值开发,实现持续创新。

三个特点:松耦合、分布式、高韧性

松耦合是指对于软件系统中的各个服务,可以实现独立开发、测试、部署、上线、更新和维护,降低服务之间的依赖程度。


分布式是指软件系统可部署在多个相对分散的服务节点,通过网络互联完成系统的整体协作。


高韧性是指软件系统对于故障异常情况具有较强的恢复能力,可快速更换发生故障的组建,且不中断其他组件的运行。

四个能力:标准化封装部署、按需弹性、声明式描述、持续集成持续交付

标准化部署封装能力解耦了应用与运行环境,提升了跨计算环境部署的一致性和可靠性,提供了简单、可预测的部署过程保障,解决应用部署复杂度高、发布成功率低、运维压力大的难题。


按需弹性能力极大提升了应用部署所需资源的复用率,使用户无需为闲置资源付费,有效降低企业创新成本。


声明式描述能力把系统的核心功能进行抽象和封装,为用户提供一个高度抽象、易操作的交互方式。


持续集成持续交付能力以流水线标准化的生产和交付,大幅提升软件开发效率,辅助提升研发效率。 

N个技术:容器、微服务、网格技术、Serverless、云原生中间件等

云原生以容器、微服务、网格技术、Serverless、云原生中间件等核心技术及其组合衍生技术构建技术能力底座,例如:


容器作为标准化的承载单元,将应用及其所有依赖项打包,突破了异构环境的限制,使应用可以在不同计算环境间快速移植、稳定可靠地运行。容器相关技术包括容器运行时、容器镜像、容器编排等。


敏态业务需要具备持续发布的能力,保证代码随时可发布,松耦合的微服务应用是前提。同时微服务化应用需要配备完善的治理能力,主要的微服务技术包括了微服务框架、服务治理技术、微服务运行时等。


Serverless是一种将基础设施资源抽象成按需使用的服务,基于这种服务用户只需要编写代码构建应用,无需关注同质化的、负担繁重的基于服务器等基础设施的开发、运维、安全、高可用等工作,其核心价值在于提高生产效率。


云原生中间件最大的特点是中间件服务从业务进程中分离下沉至基础设施层,由基础设施提供中间件的服务化和治理能力,应用开发只和自身架构及采用的技术相关,无需考虑中间件的运维。典型的云原生中间件技术包括了消息、API网关、缓存、事件、可观测性中间件等。



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如对白皮书编制、标准编制、评估测试、报告撰写、产业合作等有意向,请联系:

刘如明 18500716640 liuruming@caict.ac.cn

周丹颖 18801269210 zhoudanying@caict.ac.cn


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