云原生2.0架构 白皮书 以云原生的思维践行云原生构建万物互联的智能世界从业界首次提出云计算迄今为止的十多年历程中，全球正在从面向个人消费者的开放式移动 互联以及面向企业、行业、政府的封闭 IT的两极化时代，稳步迈向万物互联、数字化、智能化， 各领域应用和业务统一走向云端的新时代，在这几乎影响到全社会、全行业、国民经济乃至日常 生产生活方方面面的数字化转型过程中，多样化的云部署形态：无论公有云、私有云，以及行业云、政务云等，无不通过云服务为载体，将云计算、大数据、人工智能、物联网等技术有机整合在一起，为企业提供一站式的“云原生”数字化底座引擎，从而使得企业 IT信息系统的开发者 和运维者可以从繁重的非业务平台开发与维护的技术细节中解放出来，以更低的学习成本接入并使用云服务的能力，真正聚焦于业务本身，进而将企业业务的创新能力、经营优化与决策能力，乃至生产力水平带上一个新的台阶。 就云原生而言，其初衷更多是将弹性按需、水平扩展、高可靠高冗余、状态与应用分离等关 键云架构属性特征以架构设计模式以规范参考架构及方法论的形式总结提炼出来，从而为企业应用的云化架构重构改造提供指引。后来 CNCF云原生开源社区的诞生，通过 K8S容器使得计算资 源的轻量化、小型化，以及应用服务的集成打包封装等，逐步成为标准化、模块化的技术选择，与此同时云原生的方法论、工具集，以及全栈云原生参考架构等方面，也在 CNCF云原生社区中 得到了进一步的定义与分解。虽然 CNCF等开源社区的系列云原生开源技术，比之前的“抽象设 计模式”更进了一步，为企业 IT业务架构在无修改整体搬迁上云的基础上，进一步展开更深度的 云原生架构重构与改造，从而为最大限度地释放云的技术与商业红利提供了“技术组件与平台”，序言然而要真正支撑完整的企业全栈 IT的重构，仅仅依赖容器化平台来承载企业自己开发的业务逻辑， 以解决云原生应用的部署态及运行态弹性可靠性，及无单点高可靠、高可用问题，仍然是远远不 够的，为进一步提升企业核心业务处理及 AI创新应用的端到端开发态效率，突破传统垂直 IT架 构的数据层的扩展性瓶颈能力， 解决大集中云资源池难以支撑时延敏感应用及数据主权隐私保护，DevOps开发流水线工具集、去中心化架构的分布式中间件、分布式数据库、云边端及多云协同 架构、乃至普惠 AI开发平台，无一不是未来全栈云原生重构所必须依赖的“基本要素”。由此， 华为云通过自身在云原生开源社区的贡献与引领，云原生架构、全栈云原生服务产品的持续创新开发，以及支撑千行百业客户上云的实践经验，在业界已有的云原生系列概念与开源技术基础上，首倡提出了“云原生 2.0”的理念与框架体系，旨在通过这本白皮书向华为云的生态伙伴及企业行 业客户阐述自己对企业云化、数字化转型的系统化思考、建议与展望。 云原生 2.0，代表了云计算下个十年的发展趋势，即是云原生 1.0的平滑延续，更为即将到来 得全行业数字化经济时代定义了标准化、开放式、可高效批量复制的“智能世界云底座”参考架构与事实标准，各位开发者、架构师、以及技术管理决策者们，让我们一起迎接并尽情拥抱云原生2.0时代的到来，共同引领云原生 2.0产业走向更加美好和生机勃勃的未来！编写说明 编写单位：华为云 编写组成员 华为云 顾炯炯 雷晓松 黄 毽 张 琦 吴清辉 张 煜 伍华涛 李 昆 文 震 龙 江 郭奉民 朱冠宇 彭立勋 傅 飞 俞 岳 曾正阳 刘丙真 曹宗南 怀宝兴 顾震宇 胡红山 胡 巍 王显雷 李善航 唐金根 兰修文 禹英轲第一章 云原生概念与技术的历史 / 001 1.1 云原生的定义，什么是云原生（Cloud Native）？ / 002 1.2 云原生 1.0的技术特征 / 006 1.3 云原生 1.0的典型架构模式 / 008 1.4 云原生 1.0面临的挑战 & 云原生 2.0 / 015 第二章 云原生 2.0的技术及架构特征 / 022 2.1关键特征一：分布式云 / 023 2.1.1趋势与需求 / 023 2.1.2关键特征与架构原则 / 024 2.2关键特征二：应用驱动基础设施 / 031 2.2.1趋势与需求 / 031 2.2.2关键特征与架构原则 / 032 2.3关键特征三：混合部署，统一调度 / 037 2.3.1趋势与需求 / 037 2.3.2关键特征与架构原则 / 037 2.4 关键特征四：无服务器化（Serverless） / 040 2.4.1 趋势与需求 / 040 2.4.2 关键特征与架构原则 / 041 2.5关键特征五：存算分离 / 044 2.5.1趋势与需求 / 044 2.5.2关键特征与架构原则 / 045目录目录2.6关键特征六：数据治理自动化 / 046 2.6.1 趋势与需求 / 046 2.6.2 关键特征与架构原则 / 047 2.7关键特征七：基于软总线的异构集成 / 048 2.7.1趋势与需求 / 048 2.7.2关键特征与架构原则 / 048 2.8关键特征八：可信、平民化 DevOps / 052 2.8.1趋势与需求 / 052 2.8.2关键特征与架构原则 / 052 2.9关键特征九：多模态可迭代行业 AI / 055 2.9.1趋势与需求 / 055 2.9.2关键特征与架构原则 / 057 2.10关键特征十：全方位立体化安全 / 061 2.10.1趋势与需求 / 061 2.10.2关键特征与架构原则 / 062 第三章 华为云云原生 2.0架构设计模式 / 067 3.1华为云原生架构设计方法 （Huawei Cloud Native Architecting Methodology） / 068 3.1.1 企业数字化战略 – 云原生技术架构的根本驱动力 / 069 3.1.2 业务可持续发展 – 云原生技术架构的直接驱动力 / 070 3.1.3 架构设计视角 – 云原生技术架构本身 / 070 3.1.4组织变更视角 / 073 3.1.5工程变革视角 / 074 3.1.6架构持续演进闭环 / 075 3.2 企业云原生架构的可持续演进与迭代能力：基于服务开发服务 / 075云原生 2.0架构白皮书3.3 华为云云原生 2.0的典型架构设计模式 / 076 3.3.1分布式云设计模式 / 076 3.3.2极致性价比驱动的软硬协同架构设计模式 / 082 3.3.3多元算力统一资源池架构设计模式 / 084 3.3.4 无服务器化（Serverless）架构设计模式 / 085 3.3.5存算分离架构设计模式 / 091 3.3.6 数据治理自动化架构设计模式 / 094 3.3.7基于软总线异构集成的架构设计模式 / 099 3.3.8 可信、平民化 DevOps架构设计模式 / 101 3.3.9多模态可迭代行业 AI架构设计模式 / 105 3.3.10全方位立体式安全防护架构设计模式 / 113 第四章 华为云云原生 2.0典型案例实践 / 142 4.1 长沙政务云 / 143 4.2 梦饷集团 / 1444.3 上海 12345热线 / 146 4.4 顺丰科技 / 1484.5 新潮传媒 / 1504.6 一汽红旗 / 1524.7 国网信通 / 1544.8 江苏财政 / 1554.9 深圳巴士 / 1564.10 信义玻璃 / 158 第五章 未来趋势展望 / 160目录001 云原生 2.0架构白皮书第一章 云原生概念 与技术的历史 002业界关于云原生的概念，最早出现在 2010年，由应用集成中间件厂商 WSO2提出，其关于 云原生关键特征的提炼与描述包括： ●分布式、动态连接：云化应用与中间件需支持多个共享配置及共享会话状态，且并行运行的 节点，另外不能假设云化应用是一种单一语言开发的，因此各云化应用之间要支持动态按需连接（与具体开发语言无关）。 ●弹性：也即云化应用与中间件的分布式子节点应能根据系统的动态负载情况，进行按需的实例伸缩，包括调用云基础服务 API启停虚机镜像。 ●多租户：云化应用与中间件的多租方式有 2类，1类为物理多租，另 1类为逻辑多租；前者 靠将应用实例复制多份 VM或容器来实现，而后者则倡导“云化应用与中间件”内生的逻辑 多租户隔离，一般建议云化应用和中间件在可能的情况尽量使用逻辑多租，因为其在满足多租能力需求的同时，占用相比物理多租更少的资源。 ●自服务：自助式业务发放及管理对于最大化发挥云系统的效率至关重要，租户弹性账号内如果完全依赖管理员进行一切