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阿里云发布云原生架构白皮书
2020-7-21    点击量:

     阿里云发布云原生架构白皮书从挑战与机遇的角度,对云存储行业的未来趋势做了综述。阿里云智能基础产品事业部高级研究员蒋江伟表示,“阿里云原生架构经验来自于过去数年实际场景的积累,这些经验可以帮助不同企业系统化解决所面挑战,在本书的加持下,企业可以更大幅度的提升架构灵活性,降低大流量型业务的研发成本和技术门槛,也让架构具备更高的可用性。”面对“如何将云技术更好地跟各行业业务相结合”这一难题,阿里云在总结自身实践经验的同时,积极与各行业架构师、开发者共同探讨、提炼更加贴合行业场景,满足业务所需的云原生架构。

阿里云发布云原生架构白皮书

    1、云不仅仅是基础设施
    根据咨询机构Forrester的相关报告,越来越多的企业出于成本等方面的考虑,开始在云端实现备份、深度归档、灾备等功能,这将进一步加大公共云存储的使用量。随着云技术的深入发展,云已经远远超过IT基础设施的范畴,渐渐演变成所有IT技术创新的中心。云已经贯穿新型芯片、新型数据库、自驱动自适应的网络、大数据、AI、物联网、区块链、量子计算等整个技术链路,同时又衍生了无服务器计算、云原生软件架构、软硬一体化设计、智能自动化运维等全新的技术模式。
    云正在重新定义一切。广义的云,正在源源不断地将新的技术变成触手可及的服务,成为整个数字经济的基础设施。包括5G基建、特高压、大数据中心、新能源汽车充电桩、城际高速铁路和城际轨道交通、人工智能、工业互联网为代表的新型基础设施(简称“新基建”),本质上是信息数字化的基础设施,而云计算则是基础设施数字化的重要支撑,能支撑传统产业向网络化、数字化、智能化方向发展的信息基础设施,也必将成为“新基建”的核心所在。因此,加强科技创新基础设施建设的意义,不言而喻。当下,阿里云正在全力投入到数字经济“新基建”的建设中,阿里巴巴技术能力将源源不断输送给全社会。促进数字经济的发展是阿里云的重要使命,未来还将继续支持政府、组织、企业的信息基础设施建设。在这个过程中,云存储产品将不断积极推动各行各业加速向数字化、网络化、智能化方向快速发展。
    2、数据智能赋能产业升级
    过去十年,在数字化浪潮的机遇下,阿里云将智能技术应用到城市管理、政府服务、企业数字化转型等领域,已经成为数字经济时代的智能化基础设施。数据是否上云,是否带动业务增长、是否通过数据智能驱动业务模式升级是包括互联网、金融、汽车、运营商等在内的数据密集型行业需要思考的问题。目前,阿里巴巴集团正将其独特的数字化转型方法论,通过阿里云向全社会开放、为全社会服务。以在线协同办公产业举例,随着产业互联网、5G、AI时代的到来,以钉钉为代表的在线协同办公软件行业将驶入发展的快车道,成为企业高效协同运作的助推器,而云计算将成为这个助推器的重要燃料,为包括钉钉在内的众多应用提供包括弹性扩容、跨省容灾、多租户管理以及传输加速等功能在内的稳定、安全的基础设施服务,用更为智能的方式赋能产业的全面升级。
    3、从“建云”走向“用云”
    2019年10月份国务院发展研究中心发布的《中国云计算产业发展白皮书》指出,在产业发展趋势方面,预计2023年政府和企业上云率将超过60%,上云深度将有较大提升。此外,根据IDC发布的《IDCFutureScape:全球云计算2020年预测——中国启示》,到2024年,55%的中国企业将通过采用特定行业的SaaS应用和平台来降低企业应用定制的成本和复杂性。
    2020年伊始,新型冠状病毒肺炎疫情爆发,对国民经济生活造成了极大影响。此次疫情爆发后,云计算企业全力支撑各地政府部门业务,助力各级政府快速建设疫情信息管理、疫情智慧等系统,紧密配合政府各部门利用云计算、大数据等技术进行疫情防控。以往政府部门大多采用自建数据中心的模式搭建政务云基础,容易出现资源利用率低下、偏重硬件投资、应用程度难以达到预期等问题,而在此次疫情的影响下,政府部门与云计算企业通过紧密合作建立了信任。可以预见,此次疫情过后,越来越多的行业将更多地通过购买服务的方式来降低支出,提高运行维护能力,将越来越多的核心应用系统迁移上云,同时从硬件基础建设转向平台与软件应用建设,“以购代建”将被越来越多的行业所接受,实现从“建云”向“用云”的快速转变。
    4、需要持续应对数据安全的挑战
    2018年欧盟颁布的《通用数据保护条例》(GDPR)堪称史上最严厉、最翔实的一部保护用户数据安全的法律。2020年1月起,美国加州的消费者隐私法案(CCPA)也正式生效,该法案将对所有和美国加州居民有关的数据商业行为进行监管。国内在2019年以来也加快了数据保护的立法速度,《数据安全管理办法(征求意见稿)》、《儿童个人信息网络保护规定》、《互联网个人信息安全保护指南》、《个人信息和重要数据出境安全评估办法》、《密码法》等陆续出台。

    随着世界各国法律法规的相继推出,数据安全保护的重视程度逐渐加深。在采集、应用、存储过程中,数据安全保护和隐私保护不再是可选项。此外,黑客及病毒的攻击也对数据安全带来极大挑战。软件厂家以及云服务提供商需要不断增强对勒索软件的检测,防止备份数据的再次感染,并不断优化现有架构,以保护云和边缘位置中的应用程序以及主数据中心的安全。同时,反勒索软件技术需要从检测和预警已经发生的攻击发展为在入侵之前就可以识别恶意代码,保证备份数据不可修改和删除。

阿里云发布云原生架构

    从“压迫感”到“掌控感”的力量转变
    在云计算高速发展的时代背景下,体会到数字化业务竞争所带来的强烈“压迫感”后,大量企业纷纷走上数字化转型之路。数字化转型使企业中大量原有业务不得不开始数字化演进。然而,数字化转型对业务结构、技术储备、用户体验等都有更为严苛的要求,要求技术具备更快的迭代速度与更灵活的敏捷性,业务上线速度从按周计时,缩短到小时级别;每个月上线业务量从“几十个/月”提升到“几百个/天”。
    云时代下,企业需要新技术架构,使之更好地利用云计算优势,让业务更敏捷、成本更低、可伸缩性更强。而云原生架构的应用意义正在于此。数据显示*,2020年,超过50%的全球组织在生产环境中运行容器化应用程序,到2022年将超过75%。在中国*,截止到2018年底,已有96%的IT企业在生产环境部署容器化应用。云原生正逐步成为企业数字化转型的“最短路径”。
    当前,不同企业在不同技术发展阶段对于云原生架构的认知不尽相同,这导致企业建设云原生架构的探索成本不同程度的增加,甚至数字化转型的早夭。今天,阿里云根据自身积累多年的云原生技术、产品和上云实践,提出完整云原生架构的设计原则、解决方案以及最佳实践,帮助企业找到数字化转型“最短路径”,完成从“压迫感”到“掌控感”的主被动力量转变,加速实现IT能力提升,打好降本增效组合拳。
    多维度评估业务云原生架构成熟度
    为了改变行业/企业在云时代应用落地过程中蒙眼摸索的局面。阿里云在本书中明确了云原生架构定义:从技术的角度,云原生架构作为基于云原生技术的架构原则与设计模式的集合,旨在将云应用中的非业务代码部分进行最大化剥离,让云设施接管应用中原有的大量非功能特性(如弹性、韧性、安全、可观测性、灰度等),使业务不再有非功能性业务中断困扰的同时,具备轻量、敏捷、高度自动化的特性。
    值得一提的是,为了进一步帮助企业落地云原生架构,阿里云以自身实践以及大量客户服务经验为核心,形成独有的云原生架构设计方法——ACNA(AlibabaCloudNativeArchitecting)。ACNA作为「4+1」架构设计流程,「4」代表架构设计关键视角,包括企业战略视角、业务发展视角、组织能力视角和云原生技术架构视角;「1」代表云原生架构持续演进闭环,并提出云原生架构成熟度模型帮助企业评估业务段云原生成熟度。
    ACNA将云原生化分割成服务化能力(Service)、弹性能力(Elasticity)、无服务器化程度(Serverless)、可观测行(Observability)、韧性能力(Resilience)、自动化水平(Automation)六个不同维度(SESORA),每个评估维度设立ASNA-1至ASNA-4四个不同等级并依次计作0至3分,同时设立零级、基础级、发展级、成熟级四个不同成熟等级。云原生架构成熟度模型的提出,对企业云原生化现状、能力和发展路径不清晰等问题,给出评估与优化方向,帮助企业走上数字化转型“最短路径”。阿里云智能基础产品事业部研究员丁宇表示,“未来十年,云计算将无处不在,像水电煤一样成为数字经济时代的基础设施,云原生让云计算变得标准、开放、简单高效、触手可及。如何更好地拥抱云计算、拥抱云原生架构、用技术加速创新,将成为企业数字化转型升级成功的关键。”
    分布式数据库PolarDB-X
    基于云原生一体化架构设计,阿里云自研的分布式数据库PolarDB-X可支撑千万级并发规模,专注解决海量数据存储、超高并发吞吐、大表瓶颈以及复杂计算效率等瓶颈问题。PolarDB-X也是阿里巴巴核心系统正在使用的数据库。PolarDB-X连续多年稳定支撑了天猫双11,在1秒钟内系统负载增加了135倍情况下依然保持稳定,峰值TPS达8700万次,但成本仅为传统数据库的1/6。
    阿里云还发布了基于云原生的云平台可信解决方案,分别适用于公共云和专有云。可信计算技术是通过保障云平台之上业务系统和应用的关键代码和数据不被篡改,从而来确保系统和应用运行在一个可信的状态。同时可信技术还通过硬件保护系统信任根给上层应用提供更高的安全性,从而帮助用户打造更好的零信任网络。
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