云原生數(shù)據(jù)是什么

在歸納出云原生數(shù)據(jù)的最終定義前，我們先看一看它的各個(gè)方面是如何定義的。首先，CNCF（見(jiàn)網(wǎng)址列表?xiàng)l目[13]）對(duì)云原生的定義是：

云原生技術(shù)支持在公有云、私有云和混合云等新型動(dòng)態(tài)環(huán)境中構(gòu)建并運(yùn)行可彈性伸縮的應(yīng)用。云原生的代表技術(shù)包括容器、服務(wù)網(wǎng)格、微服務(wù)、不可變數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和聲明式API。

這些技術(shù)能構(gòu)建具有高度彈性、易于管理和便于觀測(cè)的松耦合系統(tǒng)。結(jié)合云原生技術(shù)和可靠的自動(dòng)化手段，工程師就能輕而易舉地對(duì)系統(tǒng)做出多項(xiàng)重大變更，并預(yù)測(cè)變更結(jié)果。

注意上述定義描述了云原生的目標(biāo)狀態(tài)、理想特征及具體的代表性技術(shù)。根據(jù)CNCF的官方定義可以總結(jié)出，相比其他類型的應(yīng)用部署，云原生應(yīng)用在數(shù)據(jù)處理方式上的部署存在顯著區(qū)別。接下來(lái)，讓我們深入了解一下這些特性。

可擴(kuò)展性

如果服務(wù)能夠根據(jù)一定的資源量輸出一定的工作量，那么增加資源量就意味著增加了該服務(wù)可執(zhí)行的工作量?？蓴U(kuò)展性描述了服務(wù)通過(guò)增加資源量來(lái)完成更多工作的能力。在理想情況下，如果提供無(wú)限的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)資源，那么服務(wù)就能無(wú)限擴(kuò)展。對(duì)數(shù)據(jù)而言，這意味著無(wú)須停機(jī)就能完成擴(kuò)展。傳統(tǒng)系統(tǒng)在增加資源量時(shí)需要一段維護(hù)時(shí)間，在此期間必須關(guān)閉所有服務(wù)。但對(duì)云原生應(yīng)用而言，停機(jī)維護(hù)是不可接受的。

彈性

可擴(kuò)展性指通過(guò)增加資源量來(lái)滿足需求，而彈性則意味著可以在不需要相關(guān)資源時(shí)將其釋放。圖1-2展示了可擴(kuò)展性和彈性的對(duì)比。彈性基礎(chǔ)設(shè)施也稱按需使用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。在私有數(shù)據(jù)中心等受限環(huán)境中，為了共享有限的資源，彈性顯得非常重要。如果云基礎(chǔ)設(shè)施是按照使用的資源量進(jìn)行收費(fèi)的，那么使用彈性可以避免為不需要運(yùn)行的服務(wù)付費(fèi)。對(duì)數(shù)據(jù)管理而言，這意味著能夠回收存儲(chǔ)空間并優(yōu)化對(duì)存儲(chǔ)空間的使用。例如，將舊數(shù)據(jù)移動(dòng)到成本較低的存儲(chǔ)層。

自愈性

系統(tǒng)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種糟糕的情況，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)如何應(yīng)對(duì)呢？具備自愈性的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施可以重新路由流量、重新分配資源并維持相應(yīng)的服務(wù)水平。隨著部署的分布式應(yīng)用規(guī)模越來(lái)越大，技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜，自愈性在云原生應(yīng)用中也越來(lái)越重要。如果沒(méi)有自愈性，那么可能需要在凌晨3點(diǎn)起床處理故障。對(duì)數(shù)據(jù)而言，這意味著要能檢測(cè)到數(shù)據(jù)問(wèn)題，如數(shù)據(jù)缺失問(wèn)題和數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題等。

可觀測(cè)性

你是否遇到過(guò)設(shè)備出故障而自己卻沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控的情況？不幸的是，多數(shù)人不僅遇到過(guò)，情況還可能更糟。分布式應(yīng)用是高度動(dòng)態(tài)的，每項(xiàng)服務(wù)的可見(jiàn)性對(duì)于維持服務(wù)水平至關(guān)重要。因?yàn)榉?wù)之間的相互依賴導(dǎo)致故障場(chǎng)景變得十分復(fù)雜，所以可觀測(cè)性是構(gòu)建云原生應(yīng)用的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)系統(tǒng)中常見(jiàn)的卷需要使用有效的方法來(lái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的流量和狀態(tài)。在大多數(shù)情況下，問(wèn)題預(yù)警能幫助運(yùn)維人員避免會(huì)付出巨大代價(jià)的宕機(jī)問(wèn)題。

基于上述所有定義，我們嘗試給出一個(gè)完整的定義：

云原生數(shù)據(jù)可以讓組織采用云原生應(yīng)用方法而非傳統(tǒng)的人力、流程、技術(shù)全面整合，實(shí)現(xiàn)彈性擴(kuò)縮容，提高可觀測(cè)性和自愈性。容器化數(shù)據(jù)、聲明式數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)API、數(shù)據(jù)網(wǎng)格和云原生數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（將自身構(gòu)建為云原生應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)、流式傳輸和分析技術(shù)）都體現(xiàn)了這一點(diǎn)。

為了使應(yīng)用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施與應(yīng)用的其余部分保持一致，需要集成自動(dòng)擴(kuò)容、彈性和自愈性，需要通過(guò)API解耦服務(wù)，加快開(kāi)發(fā)速度，還需要有能力觀測(cè)整個(gè)應(yīng)用技術(shù)棧，以便做出關(guān)鍵性的決策。簡(jiǎn)而言之，應(yīng)用和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)形成一個(gè)整體。