news 2026/4/2 5:39:23

软考必知:云原生架构全景图

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张小明

前端开发工程师

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软考必知:云原生架构全景图

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云原生架构是基于云原生技术的架构原则与设计模式集合,核心是剥离应用的非业务代码,将弹性、韧性、安全等非功能特性交由云设施接管,最终让业务摆脱非功能性中断困扰,实现轻量、敏捷与高度自动化

云原生计算基金会(CNCF)对 云原生的定义:

  • • 云原生技术有利于各组织在公有云、私有云和混合云等新型动态环境中,构建和运行可弹性扩展的应用。

  • • 云原生的代表技术包括容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式 API

云原生vs云计算

注意区分云计算和云原生的

对比维度

云计算

云原生

概念

通过互联网提供计算资源(包括服务器、存储、网络、软件等)的按需使用和交付模式,用户无需了解底层技术细节,只需根据自身需求获取和使用资源。

一种构建和运行应用程序的方

法,利用容器、微服务、服务网格、自动化运维等技术,使应用程序能够充分利用云计算的优势,实现高可扩展性、高弹性、高可靠性和高效运维。

核心目标

提供灵活的计算资源

,实现资源的池化和按需分配,降低企业的IT成本,提高资源利用率。

构建能够在云环境中高效运行、易于扩展和维护的应用程序,提升应用的敏捷性和竞争力。

技术架构

通常基于虚拟化技术,将物理资源虚拟化为多个逻辑资源,供不同用户或应用使用。包括基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、软件即服务(SaaS)等不同层次的服务模型

以容器化、微服务架构为核心,结合服务网格、自动化运维、弹性伸缩等技术,强调应用的分布式和去中心化。

【Why】解决的问题

烟囱式架构问题:传统单体应用或“烟囱式”系统,部署复杂、升级困难、技术栈固化;

资源利用率低:采用静态资源分配,高峰期资源不足,低峰期资源闲置;

扩展性差:难以应对突发流量,水平扩展复杂且缓慢;

交付缓慢:开发、测试、运维部门割裂(部门墙),交付流程漫长,无法快速响应市场变化。

【How】核心内容


容器化技术:核心基石

ps:这部分是重点,后续方才会单独讲解,掌握了容器化和k8s,基本上云原生核心就理解了。

(1)容器化(以Docker为代表):将应用及其依赖打包为镜像,实现 “一次构建、到处运行”,保障环境一致性,是云原生的基础。

(2)Kubernetes(k8s)容器编排事实标准:负责容器的部署、管理、扩展和故障恢复,核心能力包括:

  • • 多副本冗余机制:分布在不同节点,提升可靠性;

  • • 健康检查与自动迁移:节点故障时,Pod自动迁移至健康节点;

  • • 弹性伸缩:水平伸缩(HPA)基于负载动态调整Pod副本数量;垂直伸缩(VPA)依据Pod资源使用情况自动调整容器资源请求和限制;

  • • 自动化部署与回滚:实现快速、安全的发布,出现问题时可一键回滚,适配可靠性、高并发场景及微服务架构。

7大核心原则

这部分先有个印象,后续方才在讲解具体的落地过程,会重复对应的原则。


7大核心架构模式

这部分是重点了,每个架构模式后续方才都会重点讲解。


DevOps文化:自动化原则的核心体现

这部分放到运维系列,一起讲解。

通过CI/CD流水线(如Jenkins、GitLab CI)实现代码提交、构建、测试、部署全自动化,打通开发(Dev)和运维(Ops)流程,提升交付效率。

DevOps = Development + Operations,旨在打破开发与运维的壁垒,通过自动化工具链和文化变革,实现软件交付的快速、可靠、协作

DevOps是一种强调开发团队与运维团队之间紧密协作与沟通的文化、方法和实践

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