技术架构演变全景图-从单体式到云原生

云原生: 架构设计原则及典型技术云原生概念定义云原生是面向云应用设计的一种思想理念, 充分发挥云效能的最佳实践路径, 帮助企业构建弹性可靠、松耦合、易管理可观测的应用系统, 提升交付效率, 降低运维复杂度。

代表技术包括不可变基础设施、服务网格、声明式 API 及 Serverless 等。

从产业效用方面来看, 云原生极大的释放了云的红利, 云原生充分继承云的设计思想, 未来应用将更多基于云上进行本土应用开发, 即云原生应用更加适合云的架构, 而云计算也为云原生应用提供较好的基础支撑, 如资源隔离机制、分布式部署、高可用架构等方面, 通过新的架构、技术保障应用系统变得更加健壮, 可以说云原生最大程度发挥了云的优势。

云计算的拐点已至, 云原生成为驱动业务增长的重要引擎。

从技术特征方面来看, 云原生架构具备以下典型特征: 极致的弹性能力, 不同于虚拟机分钟级的弹性响应, 以容器技术为基础的云原生技术架构可实现秒级甚至毫秒级的弹性响应；服务自治故障自愈能力, 基于云原生技术栈构建的平台具有高度自动化的分发调度调谐机制, 可实现应用故障的自动摘除与重建, 具有极强的自愈能力及随意处置性；大规模可复制能力, 可实现跨区域、跨平台甚至跨服务商的规模化复制部署能力。

从应用价值方面来看, 异构资源标准化, 容器技术有效解决了异构环境的部署一致性问题, 促进了资源的标准化, 为服务化、自动化提供了基础。

云原生架构设计原则云原生架构本身作为一种架构, 也有若干架构原则作为应用架构的核心架构控制面, 通过遵从这些架构原则可以让技术主管和架构师在做技术选择时不会出现大的偏差。

技术往往是把“双刃剑”, 容器、微服务、DevOps、大量第三方组件的使用, 在降低分布式复杂性和提升迭代速度的同时, 因为整体增大了软件技术栈的复杂度和组件规模, 所以不可避免地带来了软件交付的复杂性, 如果这里控制不当, 应用就无法体会到云原生技术的优势。

各种系统架构图及其简介1.Spring 架构图Spring 是一个开源框架，是为了解决企业应用程序开发复杂性而创建的。

框架的主要优势之一就是其分层架构，分层架构允许您选择使用哪一个组件，同时为J2EE 应用程序开发提供集成的框架。

Spring 框架的功能可以用在任何J2EE 服务器中，大多数功能也适用于不受管理的环境。

Spring 的核心要点是：支持不绑定到特定J2EE 服务的可重用业务和数据访问对象。

这样的对象可以在不同J2EE 环境（Web或EJB ）、独立应用程序、测试环境之间重用。

组成Spring 框架的每个模块（或组件）都可以单独存在，或者与其他一个或多个模块联合实现。

每个模块的功能如下：∙核心容器：核心容器提供Spring 框架的基本功能。

核心容器的主要组件是BeanFactory ，它是工厂模式的实现。

BeanFactory 使用控制反转（IOC ）模式将应用程序的配置和依赖性规范与实际的应用程序代码分开。

∙Spring 上下文：Spring 上下文是一个配置文件，向Spring 框架提供上下文信息。

Spring 上下文包括企业服务，例如JNDI 、EJB 、电子邮件、国际化、校验和调度功能。

∙Spring AOP ：通过配置管理特性，Spring AOP 模块直接将面向方面的编程功能集成到了Spring 框架中。

所以，可以很容易地使Spring 框架管理的任何对象支持AOP 。

Spring AOP 模块为基于Spring 的应用程序中的对象提供了事务管理服务。

通过使用Spring AOP ，不用依赖EJB 组件，就可以将声明性事务管理集成到应用程序中。

∙Spring DAO ：JDBC DAO 抽象层提供了有意义的异常层次结构，可用该结构来管理异常处理和不同数据库供应商抛出的错误消息。

异常层次结构简化了错误处理，并且极大地降低了需要编写的异常代码数量（例如打开和关闭连接）。

Spring DAO 的面向JDBC 的异常遵从通用的DAO 异常层次结构。

服务器架构演进历程随着互联网的快速发展，服务器架构也在不断演进和完善。

从最初的单一服务器到分布式架构，再到微服务架构，每一次演进都是为了应对不断增长的用户量和复杂的业务需求。

本文将从历史的角度出发，探讨服务器架构的演进历程。

一、单一服务器架构在互联网发展的早期阶段，大多数网站都采用单一服务器架构。

这种架构简单直接，所有的应用程序和数据都运行在一台服务器上。

虽然单一服务器架构容易管理和部署，但是随着用户量的增加，单一服务器很快就会面临性能瓶颈和可靠性问题。

二、集中式架构为了解决单一服务器架构的问题，逐渐出现了集中式架构。

集中式架构将应用程序和数据分离，通过集中式的数据库服务器来管理数据，多台应用服务器来处理用户请求。

这种架构提高了系统的可伸缩性和稳定性，但是随着业务的不断扩张，集中式架构也逐渐显露出一些问题，比如单点故障、性能瓶颈等。

三、分布式架构为了进一步提高系统的可靠性和性能，分布式架构开始流行起来。

分布式架构将系统拆分成多个独立的服务单元，每个服务单元可以独立部署和扩展，通过消息队列或RPC等方式进行通信。

这种架构可以有效地提高系统的可伸缩性和容错性，但是也带来了一些新的挑战，比如服务治理、数据一致性等问题。

四、微服务架构随着云计算和容器技术的发展，微服务架构逐渐成为主流。

微服务架构将系统拆分成多个小的服务，每个服务都可以独立开发、部署和扩展，通过API进行通信。

微服务架构可以更好地支持持续集成和持续部署，提高团队的独立性和灵活性，但是也需要更复杂的部署和监控系统。

五、未来发展趋势未来，随着人工智能、大数据等新技术的不断发展，服务器架构也将不断演进。

容器化、无服务器架构、边缘计算等新技术将会对服务器架构产生深远影响，带来更高的性能、更好的可扩展性和更好的用户体验。

同时，安全和隐私保护也将成为服务器架构设计的重要考虑因素。

总结服务器架构的演进历程是一个不断追求性能、可靠性和灵活性平衡的过程。

从单一服务器到微服务架构，每一次演进都是为了更好地满足不断增长的用户需求和复杂的业务场景。

简单易懂云原生技术架构1.引言1.1 概述概述部分内容：云原生技术架构是近年来迅速发展起来的一种软件开发和交付模式，它能够帮助企业实现高效、可靠和可扩展的应用程序部署与管理。

简单来说，云原生技术架构是一种用于构建和运行云上应用程序的方法论，它倡导将应用程序拆分为小型、独立的服务，并使用容器化来打包和部署这些服务。

云原生技术架构的核心思想是将应用程序设计为一系列的微服务，这些微服务可以独立开发、构建、部署和管理。

而容器化则是云原生技术架构实现的重要手段，它使用容器来隔离应用程序及其依赖，使得应用程序可以在不同的环境中按需部署和运行。

云原生技术架构的设计目标是实现应用程序的弹性、可扩展和可靠性。

通过将应用程序拆分为微服务，并使用容器化来管理和部署这些微服务，可以实现应用程序的高度弹性，即可以根据需求动态伸缩和调度应用程序的资源。

同时，云原生技术架构还提供了一系列的工具和平台来自动化应用程序的构建、测试和部署，大大降低了部署和运维的复杂性，提高了应用程序的可靠性。

总之，云原生技术架构是一种基于微服务和容器化的新型软件开发和交付模式，它能够帮助企业实现高效、可靠和可扩展的应用程序部署与管理。

通过拆分应用程序为小型、独立的服务，并使用容器化来打包和部署这些服务，云原生技术架构能够提供高度弹性、可扩展和可靠的应用程序环境。

同时，云原生技术架构还提供了一系列的工具和平台来简化应用程序的构建、测试和部署过程，使得开发人员能够更专注于应用程序本身的开发和创新。

文章结构部分的内容：文章结构是组织篇章内容、层次和逻辑的框架，有助于读者理解和获取信息。

本文将按照以下结构进行讲解云原生技术架构：1.2 文章结构本文将分为以下几个部分来介绍云原生技术架构：1.2.1 云原生概述首先，我们将对云原生进行概述，介绍云原生的定义、原理和目标。

通过了解云原生的基本概念，读者可以对云原生技术有一个整体的认识。

1.2.2 云原生架构要素接下来，我们将详细介绍云原生架构的各个要素，包括容器化、微服务、弹性伸缩等概念和技术。

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。

架构演进与重构：从单体应用到微服务架构的转变随着互联网的快速发展，越来越多的企业开始意识到传统的单体应用架构已经无法满足业务发展的需求。

单体应用架构存在着诸多弊端，比如开发周期长、部署复杂、可维护性差等问题。

因此，微服务架构作为一种新的架构模式逐渐受到业界关注，并被广泛应用于各大互联网公司。

1.单体应用架构的弊端单体应用架构是最传统的软件架构模式，将整个应用的功能模块都打包在一个单独的应用中。

虽然单体应用在开发初期操作简便、易于部署和维护，但是随着业务的不断扩大，单体应用的弊端也逐渐显现。

首先，单体应用会因为功能模块众多而导致代码庞大复杂，不利于团队协作和快速迭代。

其次，单体应用的部署需要全量发布，一旦出现问题，整个系统都会受到影响，无法对故障进行精确定位和快速修复，影响了系统的稳定性和可靠性。

此外，由于单体应用的技术栈和依赖关系复杂，难以实现技术栈和组件的灵活替换和升级。

2.微服务架构的优势相比于单体应用架构，微服务架构将应用拆分为一组小的、独立的服务单元，每个服务单元都负责一个特定的业务功能。

微服务之间通过接口进行通信，每个微服务可以独立部署、独立扩展、独立升级，各自维护自己的数据存储，能够更好地实现业务的快速迭代和敏捷开发。

此外，微服务架构还能够提高系统的可用性和容错性，当某个服务发生故障时，只会影响到该服务，而不会影响到整个系统。

此外，微服务架构还能够更好地支持跨团队的协作开发，各个团队可以按照业务模块进行分工，提高了开发效率和团队协作能力。

3.从单体应用到微服务架构的转变将单体应用架构转变为微服务架构并不是一蹴而就的过程，需要结合实际业务需求和技术栈进行分析和规划。

首先，需要对现有单体应用进行业务拆分，将功能模块进行划分，确定哪些功能可以独立抽离成为一个微服务。

其次，需要设计系统架构和服务间的通信方式，选择适合的服务注册中心和消息队列等技术组件。

然后，需要梳理服务之间的依赖关系，进行服务治理和容错处理，保证系统在面对故障时的稳定性和可用性。

云原生架构实施路线图【导读】云原生架构体系内容众多，建设做不到一步到位，彼此之间也存在着先后次序相关性，需要通过一系列项目持续完成相关的能力，从而实现云原生融合架构。

本文分享了根据云原生架构体系中技术之间的关系和实际经验，基于“顶层规划+分步实施”的原则，定义为5个步骤的云原生架构实施路线图。

通过本文能够相对深入的理解云原生架构体系，并为企业实际做出顶层规划提供启发。

云原生架构体系内容众多，如果深入到微服务、容器、 DevOps、服务网格ServiceMesh、自服务敏捷基础设施、混沌工程、安全等任何一项内容都有很多的工作需要做。

比如说微服务，一套SpringCloud开发框架就需要很多的学习成本，更别说还有很多其他的框架、方法和思想，比如微服务的拆分领域驱动设计DDD方法等。

云原生这么多的内容做不到一步到位，而且彼此之间也存在着先后次序相关性，它需要通过一系列的项目持续完成相关的能力，从而实现云原生融合架构。

由于云原生架构体系内容众多，需要对其有相对深入的理解并能根据企业实际做出实施顶层规划，然后以分步实施的方法边建设边交付价值，使整个体系建设具备可持续性。

图 1 云原生融合架构实施步骤根据云原生架构体系中技术之间的关系和实际经验，基于“顶层规划+分步实施”的原则，云原生架构实施路线图我们定义为5个步骤：1 . 微服务采用及运行环境容器云平台构建；2 . 服务管理和治理；3 . 持续交付及安全；4 . 自服务敏捷向基础设施建设；5 . 增强生产环境韧性和安全性。

每个实施步骤又可以根据实际建设需要分为若干个子项目，并可能需要多次迭代。

比如说，步骤一微服务采用及运行环境构建，容器云平台建设和系统微服务架构采用可能需要分别以不同的项目立项。

容器云平台作为基础设施平台，可能还需要规划采购服务器、存储、网络设备等，也可能需要根据微服务系统改造进度持续进行采购。

微服务的设计开发就是个持续的过程，可能涉及不同系统的新建或改造重构。

系统技术架构发展历程1. 单体架构：在早期的系统开发中，单体架构是主流的技术架构。

这种架构的特点是将一个系统的全部功能集中在一个单独的应用程序中。

所有的功能模块和业务逻辑都被包含在同一个代码库中，并通过共享数据和状态来实现功能的交互。

单体架构简单直接，易于开发和部署，但当系统规模不断增大时，会变得臃肿复杂，并且不易于维护和扩展。

2. 分层架构：分层架构是在单体架构的基础上进行拆分和重构得到的。

该架构将系统划分为多个逻辑上独立的层次，如表示层、业务逻辑层和数据访问层。

不同层次之间通过明确的接口定义实现相互通信和数据交换。

通过分层架构，系统变得更加灵活和可扩展，同时也便于各种功能模块的独立开发和测试。

3. 服务化架构：随着互联网的发展，系统规模急剧增大，分层架构在满足需求方面逐渐显得不足。

服务化架构应运而生，将一个系统的不同功能拆分为多个独立的服务，每个服务都有自己的独立部署、扩展和管理能力。

服务之间通过定义良好的接口和协议进行通信，实现功能的解耦和灵活性。

4. 微服务架构：微服务架构是服务化架构的进一步演进。

在微服务架构中，一个系统被拆分为多个更加细粒度的服务，每个服务都专注于一个独立的业务功能，并且可以独立开发、测试、部署和扩展。

微服务之间通过轻量级消息传递机制进行通信，从而实现系统的高可用、高性能和弹性伸缩。

5. 云原生架构：云原生架构是近年来发展起来的一种新型技术架构。

云原生架构将系统的设计和开发与云计算环境的特点和优势相结合，用于构建云原生应用。

云原生架构提倡使用容器化部署、微服务架构、自动化运维等技术手段，让应用更加高效、灵活和弹性化。

6. 边缘计算架构：边缘计算架构是为了满足物联网时代应用的需求而提出的一种新型技术架构。

边缘计算架构将计算和存储资源从云端转移到离数据源更近的边缘节点上，以减少数据传输延迟和网络带宽的压力。

边缘计算架构通过将数据处理和业务逻辑放置在边缘节点上，可以提高系统的响应速度和效率。