今天，云計算已經(jīng)無處不在，數(shù)字世界也成為了我們的“棲身”之所，而過去幾年，一個名為“云原生”的概念更成為了云計算領(lǐng)域的熱門詞匯。
早在Gartner的2020年報告中就已顯示，已有50%的傳統(tǒng)老舊應(yīng)用被以云原生化的方式改造；到2022年，將有75%的全球化企業(yè)將在生產(chǎn)中使用云原生的容器化應(yīng)用。在企業(yè)上云的趨勢下，我們正在看到越來越多的企業(yè)和開發(fā)者開始把業(yè)務(wù)與技術(shù)向云原生演進。
當然，盡管云原生技術(shù)受到了市場的“追捧”，但其復(fù)雜性卻是一個突出的問題——它意味著企業(yè)與之相關(guān)的傳統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)、應(yīng)用開發(fā)方式、應(yīng)用部署和維護方式都要做出全新改變，由此才能真正釋放出云原生的價值，而這也延伸出了諸如微服務(wù)開發(fā)、容器自動編排、DevOps開發(fā)運維、CI/CD持續(xù)集成/交付等新的方式，因此如何更好地把握這些新技術(shù)和新理念，可以說也成為了當下企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中又一大全新的挑戰(zhàn)。
在此背景下，作為全球領(lǐng)先的科技企業(yè)，戴爾科技集團不僅率先使用了云原生技術(shù)構(gòu)建DevOps平臺，特別是其旗下的戴爾中國卓越研發(fā)集團更是在DevOps領(lǐng)域取得了一系列的最佳實踐。在此基礎(chǔ)上，戴爾科技集團還打造出了滿足企業(yè)現(xiàn)代化混合云與容器云基礎(chǔ)架構(gòu)——戴爾科技DevOps就緒的超融合解決方案，更好地支持了企業(yè)CI/CD，降低了開發(fā)與交付的復(fù)雜性、極大的提升了效率，為企業(yè)應(yīng)用現(xiàn)代化的轉(zhuǎn)型和升級提供了有力的支撐。
從這個角度來說，戴爾科技在DevOps領(lǐng)域的最佳實踐+就緒的超融合方案，為更多中國企業(yè)通過擁抱DevOps實踐，讓企業(yè)運營更快、更智能，并持續(xù)交付更高質(zhì)量的應(yīng)用，更快地邁入云原生時代筑牢了堅實的基礎(chǔ)。
解讀云原生時代應(yīng)用研發(fā)新模式
業(yè)界公認的“云原生”概念是Pivotal公司的Matt Stine于2013年首次提出，然后被一直沿用至今并發(fā)揚光大。在Matt那里，他把云原生理解為一系列云計算技術(shù)和開發(fā)管理方法的合集，包括DevOps、持續(xù)交付、微服務(wù)(MicroServices)、敏捷基礎(chǔ)設(shè)施(Agile Infrastructure)和12要素(The Twelve-Factor App)等等。
可以說，云原生從一開始就不是一項技術(shù)或一個產(chǎn)品，而是一種系統(tǒng)化的方法論和技術(shù)的集合。同樣，只有滿足“上云”特征，或者說專門面向“云”設(shè)計的應(yīng)用，才可以稱之為云原生應(yīng)用。
與此同時，伴隨著“云原生”概念落地的，則是一系列相關(guān)的容器技術(shù)。其中，在云原生概念提出的2013年，Docker也正式發(fā)布。對于開發(fā)者來說，Docker就如同用集裝箱貨輪來運輸貨物一樣，效率又高、同時它的部署靈活性也比虛擬機更好，一經(jīng)發(fā)布就成為極為流行的開源容器發(fā)布工具。
2014年，kubernetes（K8s）項目由google發(fā)布。在容器和Docker誕生之后，開發(fā)者自然而然需要工具來管理這些容器和容器化引擎，而K8s正是用來管理云平臺中多個主機上的容器化的應(yīng)用，讓部署容器化的應(yīng)用簡單和高效。
2018年，CNCF云原生基金會正式對“云原生”給出了定義，其背后的代表性技術(shù)則包括容器、服務(wù)網(wǎng)格、微服務(wù)、不可變基礎(chǔ)設(shè)施和聲明式API等——可以這么簡單理解，在云原生和容器技術(shù)的普及中，Docker實現(xiàn)了容器的可移植、輕量化、虛擬化，語言無關(guān)，大大降低了容器技術(shù)的使用門檻；而K8s則相當于安排容器發(fā)布的管家，解決了容器編排的全周期管理，就如同集裝箱貨輪上的船長一樣。正是這一特性，也讓K8s成為了應(yīng)用上云的可移植性等問題，真正成為了云原生技術(shù)的基石。
那么，什么是微服務(wù)和服務(wù)網(wǎng)格呢？所謂“微服務(wù)”，與之對應(yīng)的主要是以傳統(tǒng)的以系統(tǒng)為單位進行部署的單體架構(gòu)，與之相比，微服務(wù)架構(gòu)就是以獨立的組件為單位進行部署，是用戶可以感知最小功能集。微服務(wù)具有小而專的特性，使得開發(fā)、測試、更新效率提高，進而實現(xiàn)敏捷的開發(fā)。同樣，服務(wù)網(wǎng)格( Service Mesh )是指用以處理服務(wù)與服務(wù)之間通信的基礎(chǔ)設(shè)施層，它解決了K8s在微服務(wù)的連接、管理和監(jiān)控方面的短板，為K8s提供更好的應(yīng)用和服務(wù)管理，成為微服務(wù)的輔助技術(shù)。
隨著云原生，容器、微服務(wù)等技術(shù)的落地和普及，傳統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)模式同樣也面臨著重構(gòu)，而這也催生出了DevOps開發(fā)模式。“DevOps”一詞是“Development開發(fā)”和“Operations運維”兩個詞的組合，中文一般譯為“開發(fā)運維一體化”。DevOps可以看作是開發(fā)、技術(shù)運營和質(zhì)量保障三者的交集，促進之間的溝通、協(xié)作與整合，從而提高企業(yè)開發(fā)周期和效率。
特別是在云原生時代，DevOps的引入為企業(yè)的應(yīng)用開發(fā)帶來幾個方面的全新價值，即動態(tài)的流水作業(yè)、迭代的開發(fā)進程、交互的協(xié)作模式。具體來說，從DevOps的流程實踐上看，總體來說其流程可以分為需求對接和應(yīng)用設(shè)計、敏捷開發(fā)和持續(xù)測試以及最終測試和上線運 維等三個階段，其核心是由開發(fā)人員和測試人員主導(dǎo)的敏捷開發(fā)和持續(xù)測試階段。
其中，借助Scrum或Kanban等工作流方法的指引和一系列持續(xù)構(gòu)建、持續(xù)集成、持續(xù)測試以及持續(xù)發(fā)布工具，企業(yè)的IT團隊能夠高效率地開發(fā)通過微服務(wù)架構(gòu)解耦的程序模塊，并及時、持續(xù)地與用戶方面進行對接，對各個模塊的研發(fā)質(zhì)量和成果進行實時把控。在通過最終的集成和測試之后軟件得以部署上線，此后開發(fā)人員能夠借助應(yīng)用容器化封裝帶來的統(tǒng)一環(huán)境之便，與運維人員一起對軟件的運行質(zhì)量進行監(jiān)控、為用戶提供支持服務(wù)，并繼續(xù)根據(jù)市場需求進行版本更迭的進一步開發(fā)工作。由此可見，DevOps的引入，真正能夠讓開發(fā)和運維部門的協(xié)作由此變得更加簡單和高效。
可以看到，云原生的容器、微服務(wù)等技術(shù)的普及，為DevOps的落地提供了很好的前提條件，也成為了保證企業(yè)的軟件開發(fā)實現(xiàn)DevOps開發(fā)和持續(xù)交付的關(guān)鍵應(yīng)用。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)DevOps和持續(xù)交付，已經(jīng)成為云原生技術(shù)價值不可分割的內(nèi)涵部分；而有效地利用云原生技術(shù)和引入DevOps開發(fā)流程，將為企業(yè)在全面云化時代保持競爭力打下堅實的基礎(chǔ)。
戴爾科技集團DevOps最佳實踐
早在幾年前，戴爾數(shù)字部門（Dell Digital）在公司內(nèi)部進行了一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)，公司開發(fā)人員大約只有20%的工作時間用來編寫代碼。其余大部分時間，則是在處理管理任務(wù)，如配置基礎(chǔ)設(shè)施、運行質(zhì)量和安全掃描，以及將代碼投入生產(chǎn)這些“低價值”工作上。于是在2016年，戴爾數(shù)字部門開始構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的自動化，并在次年推動整個組織正式采用DevOps開始真正的變革。
其中，戴爾中國卓越研發(fā)集團就是DevOps變革的“受益者”。據(jù)戴爾中國卓越研發(fā)集團高級主管軟件工程師管俊介紹，他的團隊主要負責戴爾超融合VxRail產(chǎn)品的研發(fā)，隨著戴爾不斷加大對VxRail的投入，在研發(fā)領(lǐng)域也遭遇了規(guī)模化后所帶來的全新挑戰(zhàn)。
“最初我們團隊的產(chǎn)品研發(fā)主要還是基于單體程序的方式，大部分流程所需要的工具都是托管在其他地方，交付方面也非常簡單，當時只需要一臺虛擬機，就可以完成從代碼倉庫到交付的流程，但為了應(yīng)對越來越激烈的市場競爭，我們希望能夠以更快的速度實現(xiàn)更多的功能，能夠把更新的補丁等及時交付給企業(yè)客戶，因此我們在研發(fā)VxRail產(chǎn)品時，也開始以微服務(wù)架構(gòu)和DevOps來重塑我們的工作。”管俊說。
微服務(wù)架構(gòu)對軟件工程效能的影響是“顯而易見”，具體體現(xiàn)在研發(fā)中需要更多的代碼倉庫來托管代碼，同時還要配置CI/CD的交付過程，這也會帶來更復(fù)雜的集成流水線和交付流水線，而作為工程效能團隊，就需要服務(wù)更多的項目，更快地響應(yīng)更多項目在交付上的需求。另一方面，在DevOps的實踐中，管俊也發(fā)現(xiàn)，一旦產(chǎn)品業(yè)務(wù)的復(fù)雜度提升10倍，那么DevOps的業(yè)務(wù)復(fù)雜度往往會提升20倍，因此唯有借助云原生技術(shù)去構(gòu)建DevOps平臺，才能打破這種“困局”。
管俊認為，云原生技術(shù)中有幾大特性可以為DevOps平臺的構(gòu)建起到“打底”的作用：一是微服務(wù)，微服務(wù)最大的屬性就是自治，這意味著企業(yè)在開發(fā)過程中可以獨立快速的完成演進，同時每一次變動也不會造成非常大的波動范圍，非常適合應(yīng)用研發(fā)的“小步快跑”；二是容器，借助容器技術(shù)的好處是，能夠提供一致性和移動性，能夠顯著降低研發(fā)和運維方面的成本負擔；三是，自動化，能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施即代碼，非常方便應(yīng)用開發(fā)的上線，擴展和遷移等場景；最后是容器編排，它在工作負載的調(diào)度、伸縮、網(wǎng)絡(luò)連通性和升級支持方面都有極大的幫助。因此，借助云原生技術(shù)，企業(yè)的DevOps平臺可以實現(xiàn)最大化的實現(xiàn)“靈活性、擴展性和維護性，非常適合戴爾中國卓越研發(fā)中心這種需要應(yīng)對項目多，產(chǎn)品復(fù)雜，戰(zhàn)線長等產(chǎn)品研發(fā)的團隊。
當然，DevOps平臺的構(gòu)建并不是“一蹴而就”的，戴爾中國卓越研發(fā)中心在具體實踐中也面臨著三大挑戰(zhàn)，而經(jīng)過不斷地探索與實踐，管俊的團隊也總結(jié)出三個方面的經(jīng)驗：
首先，是DevOps平臺的技術(shù)選型方面，隨著云原生技術(shù)的快速爆發(fā)，對研發(fā)團隊而言，技術(shù)的豐富性也給DevOps平臺的構(gòu)建工作帶來全新的挑戰(zhàn)。為此，戴爾提煉出了兩大原則，第一大原則就是要考慮成本，這其中既又學(xué)習(xí)成本，也有安裝接入成本，但最重要的是維護成本；第二大原則是堅持代碼主義，即“一切代為代碼”是DevOps的工程實踐核心。
其次，是DevOps平臺的持續(xù)集成和發(fā)布方面，在這方面關(guān)鍵的要點則包括幾個部分，其中“一鍵發(fā)布”和“頻繁發(fā)布”是關(guān)鍵，這樣才能更好、更快的上線新的需求和新的業(yè)務(wù)場景；同時要堅持“吃自己的狗糧”，這意味著團隊要主動的、積極的體驗自身產(chǎn)品；最后是平臺要能夠?qū)崿F(xiàn)“快速回退”，這樣即使出現(xiàn)一些小問題，也能夠迅速回退到上一個版本，避免更多問題的產(chǎn)生。
最后，對DevOps平臺的全方位觀測方面，云原生非常重要的一個實踐就是觀測，傳統(tǒng)運維非常關(guān)注底層，關(guān)注服務(wù)是否存活。但云原生時代，大家更關(guān)注服務(wù)如何存活如何被消費，這樣企業(yè)才能從技術(shù)上和業(yè)務(wù)上，得到一個全面而真實的數(shù)據(jù)反饋，這些數(shù)據(jù)不只是運維數(shù)據(jù)，也包括運營數(shù)據(jù)，而基于數(shù)據(jù)不斷地迭代和優(yōu)化，對應(yīng)用開發(fā)十分重要。
在具體的實踐中，戴爾中國卓越研發(fā)中心采用了“Prometheus”的監(jiān)控技術(shù)棧。作為CNCF云原生基金會“畢業(yè)”的項目，“Prometheus”具有非常全面、可擴展的監(jiān)控能力，而且運維非常友好，通過簡單的埋點與配置，就可以幫助研發(fā)團隊實現(xiàn)對各個DevOps服務(wù)狀態(tài)的“監(jiān)控”；借助“Prometheus”，監(jiān)控1000多個不同指標、保存超過365天的歷史數(shù)據(jù)等等任務(wù)，變得輕而易舉。
經(jīng)過三年多的努力，目前戴爾中國卓越研發(fā)中心基于DevOps平臺取得了不錯的成績，整個研發(fā)組織擴展到了2倍以上，團隊人員實現(xiàn)了翻倍的增長，管理的代碼倉庫增加了60倍；交付流水規(guī)模增長了10倍；同時整個研發(fā)架構(gòu)也從過去的一臺虛擬機+工具/腳本的模式，轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄶?shù)據(jù)中心+100多個微服務(wù)的全新服務(wù)模式，不僅顯著提高了研發(fā)的效能、提高了軟件產(chǎn)品的質(zhì)量以及用戶的滿意度，更為戴爾中國卓越研發(fā)中心大規(guī)模的應(yīng)用研發(fā)提供了充足的保障。
DevOps就緒的超融合解決方案
值得一提的，基于自身在DevOps的最佳實踐，戴爾科技集團也打造出了DevOps就緒的超融合解決方案——該方案借助VMware Tanzu，它能夠支持企業(yè)的DevOps團隊輕松訪問開源和API驅(qū)動的軟件工具，為裸機、容器化和虛擬化環(huán)境中的現(xiàn)代應(yīng)用程序提供無縫集成；本機啟用的基礎(chǔ)架構(gòu)即代碼（laC）支持GitOps實踐，能夠自動跟蹤代碼更改，推動DevOps通過IT自動化實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源的無縫調(diào)配，以及部門間的協(xié)作共贏，可以說方案的“靈活性”使DevOps團隊能夠在云原生環(huán)境中按需部署、測試、對資源進行擴縮容，從而簡化整個應(yīng)用生命周期管理。
戴爾科技集團企業(yè)級云計算及超融合架構(gòu)師劉磊表示，戴爾科技DevOps就緒的超融合解決方案具有非常鮮明的特色，它的整個底層硬件體系架構(gòu)是構(gòu)建在戴爾科技VxRail超融合平臺之上；同時整個軟件棧又構(gòu)建在VMware生態(tài)之上，因此它可以幫助企業(yè)打造基于Kubernetes容器和容器云的基礎(chǔ)架構(gòu)，能夠讓企業(yè)可以更加快速的、方便的、靈活的管理和調(diào)度Kubernetes的集群環(huán)境。
“今天，VxRail不僅僅是一款超融合的產(chǎn)品，更是完美耦合戴爾和VMware生態(tài)的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。”劉磊說，它的優(yōu)勢和價值主要體現(xiàn)在以下幾個維度：
第一，是完整的戴爾科技和VMware的生態(tài)，以及緊偶爾的超融合數(shù)據(jù)中心解決方案，具備完整的數(shù)據(jù)中心功能；第二，能夠?qū)崿F(xiàn)硬件平臺、超融合平臺和虛擬化平臺的單一界面的統(tǒng)一管理；第三，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化、安全和方便的軟件更新，幫助企業(yè)實現(xiàn)全生命周期的管理；第四，具備多元化的數(shù)據(jù)保護解決方案；第五，“靈身定制”的VCF on VxRail，能夠幫助企業(yè)建立安全穩(wěn)定的私有云和混合云架構(gòu)，數(shù)據(jù)也顯示VxRail具備6個9的高可靠性，在極端測試環(huán)境中曾連續(xù)4個季度“無停機”，此外IDC的數(shù)據(jù)還證明其較傳統(tǒng)的超融合能夠降低92%的宕機時間等；最后，它還是與VMware唯一共同開發(fā)的超融合架構(gòu)，是運行VMware生態(tài)的最佳基礎(chǔ)平臺，最大化實現(xiàn)虛擬機粒度的數(shù)據(jù)保護與數(shù)據(jù)安全策略。
而所謂的“VMware生態(tài)”，則體現(xiàn)在企業(yè)可以通過VMware Tanzu、VMware Cloud Foundation（VCF）、以及VMware最新推出的多云管理產(chǎn)品組合VMware Aria，徹底打通不同公有云、私有云、邊緣云和企業(yè)本地數(shù)據(jù)中心的環(huán)境，為用戶提供真正具有一致性的企業(yè)級技術(shù)架構(gòu)，真正幫助企業(yè)在整個Kubernetes旅程中進一步提高開發(fā)者的生產(chǎn)力，實現(xiàn)從構(gòu)建到生產(chǎn)的端到端安全，以及大規(guī)模的安全多云運營。
也正因此，戴爾科技DevOps就緒的超融合解決方案，真正能夠保證企業(yè)在完整的VMware生態(tài)之下去構(gòu)建一個管理更加方便，更具有彈性的，性能更好的，運行更為穩(wěn)定安全的一個Kubernetes商業(yè)運行環(huán)境，幫助企業(yè)快速地實現(xiàn)DevOps的變革。
全文總結(jié)，隨著云原生時代的到來，DevOps這種全新的軟件開發(fā)模式不僅提高了軟件開發(fā)的效率和最終產(chǎn)品的表現(xiàn)，更是數(shù)字化企業(yè)協(xié)作及共享文化的體現(xiàn)和應(yīng)用。而在此過程中，戴爾科技集團不僅“躬身踐行”DevOps變革，并基于此打造出了DevOps就緒的超融合解決方案，無疑能夠更好地支持混合云、自動化、邊緣、DevOps及更多細分應(yīng)用場景，全面滿足企業(yè)構(gòu)建DevOps一體化云平臺的需求，并為千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供更為健壯的基礎(chǔ)架構(gòu)支撐，其價值可謂“不止于眼下，更關(guān)乎未來”。
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