Kubernetes已進入成熟期,而云原生時代則剛剛開始

自2014年起,Kubernetes(縮寫爲K8s)項目已經經歷了近6年的快速發展,從2014年6月的0.1版本,到2015年7月的1.0,再到當前剛剛發佈的1.18,近20個大版本的演進,所有核心功能特性已經趨於穩定。

K8s在生產使用已經成爲主流,CNCF 2019最新使用調查報告的數據顯示,目前84%的用戶已經在生產環境中使用K8s,生產環境中容器部署規模超過1000的比例是34%,其中超過5000的大規模應用比例是19%,這三個數字對比2018年都有5%~10%以上的提升。

5年蓄力容器市場爲何依舊不慍不火

從各方面來看,Kubernetes項目都已經進入了成熟期。其實,早在K8s 1.9版本之後,K8s的應用層API已經趨於穩定,後繼版本聚焦重點已經從核心應用功能轉向認證、安全、運維、資源等支撐類功能,更多是優化與補充。

自17年起Docker、Mesosphere、Pivotal等曾經K8s的對手們紛紛宣佈支持K8s,K8s一統容器行業成爲容器標準,而後自18年起,K8s社區的貢獻活躍度已經在逐步下降,去年甚至“K8s is boring”的聲音也在Kubecon等各雲原生會議中被提出。這是任何一個開源項目發展到成熟期的必然結果。

而從另一方面來看,容器市場則仍處於噴發前夕。從IDC 2019年底發佈的中國軟件定義計算市場趨勢報告來看,雖然IDC預測容器市場在未來五年的複合增長率平均在56.1%,遠超整個計算基礎設施軟件市場24.8%的複合增長率,且容器在互聯網、金融、AI等部分行業已經規模落地,大批頭部企業已經基於容器構建新一代企業基礎設施平臺,但2019年容器在計算基礎設施軟件市場中的整體佔比仍不到10%。

K8s容器生產環境落地率突飛猛進
而容器市場則仍處於噴發前夕

這其中的原因,除了技術成熟與落地週期上的自然規律之外,也有很大程度上是因爲企業在落地容器技術時所面臨的各種問題與挑戰。

經過數年的發展,當前業界對容器及雲原生技術所能帶來的好處已經普遍達成共識,包括簡化運維、多環境交付一致性、降業務運營成本、縮短TTM促進業務創新*等等,不過在實際落地過程中,企業仍在多個方面存在着顧慮與挑戰,比如:

  • 現有的開源K8s容器技術在應對除微服務架構(Micro-Service Architecture)應用之外的傳統企業業務時,仍或多或少地存在着一些問題,典型如現有的容器網絡、存儲、監控、調度、運維、安全等方面。

  • 開源K8s容器平臺在非功能性指標上與企業對IT基礎設施的要求之間所存在的GAP,典型如集羣規模、數據面計算/網絡/存儲性能、多種企業組網模式支持、業務安全與權限管控模型、高可靠/高可用方案、集羣資源利用率等。

  • 開源K8s容器平臺在企業新業務場景下缺少相應的成熟解決方案,典型如邊緣計算、混合雲多雲、人工智能/深度學習、大數據應用等,割裂的基礎設施平臺層會增加企業IT運維與運營難度與成本。

  • 除上述問題之外,由於容器是一套全新的技術體系,企業IT管理者還需要考慮落地過程中對企業現有研發與IT流程的衝擊、引入新技術方案的複雜度、對企業業務現有的SLA指標的衝擊、使用門檻與人員技能培訓等方面。

雖然K8s項目已經成熟
但企業落地容器技術仍面臨着許多問題與挑戰

新基建或成容器市場井噴點

2020中國“新基建”政策的提出,又給企業帶來了新的機遇與挑戰。

“新基建”根據數字化程度可以劃分爲三個層次,其中處於最內核的“數字基建”由5G、大數據、人工智能、物聯網、雲計算等信息化、數字化支柱型產業組成。作爲整個新基建產業的基座,數字基建對企業基礎設施平臺提出了更高的要求,簡單可以總結爲高產能、高智能、泛在計算三方面:

1、高產能:企業基礎設施需要支撐企業業務快速開發與上線,縮短研發週期,促進創新,並且能夠具備簡化運維甚至免運維、自運維的能力,將企業人員從繁重運維工作中解脫出來,投入到業務快速創新中去。並且,企業基礎設施能夠基於業務量的需求自動彈性,自適應地滿足企業業務訴求,大幅提升企業生產效率。

2、高智能:企業業務信息化、數字化程度提高的同時也帶來了大量的數據,所有企業都需要具備數據運營的能力。基礎設施平臺需要提供高效、及時、充足的數據計算能力支撐企業智能化運營,爲企業的大數據、AI類應用提供專用的更高性能、更低成本的異構算力,助力企業智能化轉型。

3、泛在計算:5G帶來了通信上的革命,低時延、高吞吐、海量連接的泛在網絡使得未來企業的業務從數據中心逐步外延到任何場所。智能化的邊緣節點、大規模/高效的邊雲協同計算框架結合泛在網絡將企業業務拉近到計算所需要的任何地點,雲、邊、端的協同會給企業業務創新帶來新的機遇。

“新基建”給企業基礎設施平臺
提出了更高的要求

構建完整雲原生技術體系迎接市場爆發

目前的這些新挑戰與新需求則並不是單一的Kubernetes項目能夠覆蓋的,也不僅僅是容器技術所能夠解決的。

好在K8s從誕生時就自帶的平臺屬性,以及良好的架構設計,使得基於K8s容器可以構建起一整套可以解決上述問題的“雲原生”技術體系。雲原生社區圍繞着K8s平臺南向與資源基礎設施層的對接、北向與客戶業務場景的結合兩個方向上衍生出豐富的生態:

  • K8s北向提供了容器、集羣、服務、應用、配置、租戶、網絡、存儲、策略等等一系列的標準化原子接口,使得多種多樣的上層行業場景可以基於自身的應用領域來按需組合使用,並可以通過K8s靈活的CRD(Custom Resource Definitions)機制來面向行業擴展、二次開發相關功能,從而方便地解決企業業務容器化改造、新業務完整技術方案設計、企業流程化方案設計與實施等方面的問題。

  • K8s南向抽象了面向各類運行環境的標準化接口,比如容器運行時的CRI(Container Runtime Interface)、容器網絡的CNI(Container Network Interface)、容器存儲的CSI(Container Storage Interface),以及各類專用設備與芯片的Device Plugins等,使得企業能夠基於自身對性能、安全、高可用、高可靠等關鍵業務SLA指標的訴求,選取合適的業務運行環境技術體系,將多樣化的企業業務運行環境歸一到K8s平臺統一管理。

  • K8s易擴展、易管理、天然分佈式的架構使得K8s從Cloud Native雲原生應用領域快速滲透到多種水平應用領域,包括企業級服務化應用平臺、大數據應用、人工智能與機器學習、邊緣計算、混合雲與多雲基礎架構等,這使得K8s成爲一個統一的企業多業務應用平臺基座成爲可能。由Istio、KubeEdge、Volcano、KubeFed爲代表的多個K8s上層生態項目分別在服務化平臺、邊緣計算、AI/大數據/批量計算、混合雲/多雲等領域發揮着越來越積極的作用,成爲雲原生社區新的發展方向。

  • 5G、AI、物聯網等新興技術對高算力、海量帶寬與連接、海量數據管理能力提出越來越高的要求,業務運行環境所需的數據面技術已經進入“軟硬一體化”的時代,以硬件加速、硬件卸載、專用芯片、異構計算爲代表的各類軟硬加速技術也逐漸與K8s容器相結合,爲多種應用場景提供強勁的性能與高安全、高可靠,比如AWS EKS容器服務全面支持Graviton2 ARM服務器、AI的Inferentia推理芯片,Google GKE容器服務全面支持Cloud TPU專用AI芯片,以及華爲雲容器推出的鯤鵬雲容器、昇騰AI容器。

圍繞着K8s容器所構建的雲原生技術棧
幫助企業解決上述一系列問題與挑戰

Kubernetes項目已推動容器技術生態進入成熟期,而容器及其所代表的雲原生行業則剛剛進入加速期,存在着巨大的發展空間。

451 Research預測,2022年容器市場有望突破43億美金,而由容器所帶動的整個雲原生市場則是超過百億美金規模。華爲雲作爲國內最早進入雲原生技術領域的廠商,一直在引領容器與雲原生行業的產品與解決方案創新。

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