文 山金孝

没有集装箱,就没有全球化;没有云原生,就没有数字化。从大型传统企业到互联网巨头,从百年老店到创业新星,从大政方针到民间资讯,数字化的理念和口号无处不在,全社会数字化觉醒时代已然到来。喧嚣之中,什么是数字化,如何制定数字化战略,数字化战略如何执行与落地,形之如似的文章裹挟并交织着个人或企业的利益与观点,在各种知识传播的领地轮番滚动,大有三天速成、五天见效之势。然而,历史反复证明,一味的概念宣传和口号高呼并不能拯救旧世界的劳苦大众,我们只有看到事物发展背后的逻辑和本质,才能找到新的生产关系和与之相匹配的生产力,如果数字化时代即将带来新的企业生产关系,那么与之相匹配的生产力又是什么?如果数字化能将传统企业带入产业互联网时代,那么改变传统企业现状的技术又是什么?如果云计算即将成为时代大变革发展的通用技术,传统企业的数字化又应当如何走向未来?作为传统企业云原生技术体系建设的系列文章,本文将从数字化转型的逻辑和云原生技术体系出发,来探索这些问题。

回望过去,才能远见未来。只有当我们回溯本源,重新审视软件的价值和意义时,才会发现软件是数字化时代定义一切的根源。软件定义企业数字化,而云原生定义软件,如何理解软件定义与数字化转型之间的底层逻辑,如何在软件定义的世界中,通过以云原生为代表的先进技术,全面释放软件生产力,以软件定义的方式解构和重构传统产业,重塑符合数字化时代的全新生产关系,这是传统企业数字化战略应该看透的本质问题。作为通用技术大变革演进的必然阶段,云原生技术架构的出现不仅是云计算的大升级,更是云计算作为全社会通用技术最可能的终态,云原生以一套技术体系支持任意负载,运行于任意云环境之上,从而解决了大型传统企业多年来的分布式异构基础设施难题。另外,借助云原生边缘计算的东风,传统企业便可就地腾笼换鸟,一跃进入分布式云网边端大一统架构,从而为产业互联网时代的到来提供了云随业动、算力全域覆盖的先进技术架构,进而从底层能力上确保了传统企业在产业互联网时代的领先和主导地位。数字化觉醒时代,产业互联网前夜,传统企业何去何从,如果这是一场跨时代的技术大变革,那么也将是传统产业升级换代的最佳时机,中流击水,不进则退,本文将对以上观点深入阐述。

一、软件定义数字化企业

数字化转型的终态,必将是软件定义一切,而所有数字化企业终将成为软件企业。搁置时下数字化转型万千路径与方法论的喧嚣,聚焦数字化转型背后的本质,其无外乎通过技术手段将运行于底层物理世界的隐性规律,以数字化模型方式显性浮现,从而帮助我们揭示和理解物理世界发生了什么(What happened),以及为何会发生(Why it happened),进而指导我们预判下一步即将发生什么(What will happen)和应该如何应对(How to do),并最终驱动(Action)物理世界向着最佳熵减方向运行的循环过程,即状态感知、实时分析、科学决策和精准执行。而这一循环过程可以简化为:运行中的物理世界—运行规律抽象—规律代码化实现—代码软件化运行—软件不断优化并控制物理世界最佳运行。

简而言之,即是通过数字化手段不断抽象并提取出物理世界的运行规律,进而指导企业生产决策,最终让企业在复杂多变的环境中具备抵抗不确定性的韧性和应对外部突发状况的灵活性,而在整个过程中,贯穿全部流程并起着决定性作用的,正是软件系统。软件本质上是物理世界隐性知识或规律显性化的载体,是事物运行规律的代码化,是一套数据在赛博与物理闭环空间内自由流动、体现人类智慧和主观能动性的规则体系。企业数字化转型,在最终的实现上,就是软件定义新世界和软件重构旧世界的过程,这个过程中,软件对传统产业的渗透重构程度,以及软件的优秀设计、敏捷开发、稳定运行和快速迭代能力,决定了不同数字化企业的差别。

半个多世纪以来,信息技术的发展无外乎两件事:一是通过技术架构的自我变革提升软件系统的开发效率和运行稳定性;二是通过更高级计算机语言的发明和更优秀软件代码的设计来描述和定义物理世界。两件事总结起来:信息技术所有领域自身的变革和发展,都是为了实现“软件定义一切”而服务。不论是在传统的大型机、小型机时代,还是如今的虚拟化、云计算或云原生时代,也无论是古老的Fortran、Cobol、Basic语言,还是云时代的Python、Java和Go语言,其出现和存在的理由,都是为了更好的“软件定义一切”。如果从数字化的角度来看世界,可以客观理性的说,世界高速发展的背后和时代变革发展的底层,正是无处不在的软件。

“软件定义一切”是所有数字化企业的最终归宿和底层逻辑,只有真正理解其中的深层含意,才会真正明白“未来企业都是软件企业”的宿轮,也才能真正明确走向数字化彼岸的道路。对于传统企业的数字化转型而言,只有让“软件定义”渗透至每一个生产制造和流通环节,才能将互联网基因与产业“供给侧”融通在一起,才能从根本上实现对传统产业的解构和重构,也才能为传统行业换装产业升级换代的数字化引擎。相反,如果只是简单将互联网技术或工具应用于传统产业,而不以“软件定义”的形式彻底改造传统产业的基因,那最多只是利用新的技术手段来解决旧世界的问题,这不是转型,更不是变革,只是局部的目标优化,而非全局的模式创新。

辅以新工具,在旧世界的规则体系下循环改造,就如同封建社会下轮番的改朝换代,没有彻底重塑旧世界的生产关系,就算再先进的生产力,也不可能产生民主共和的新世界。因此,以“软件定义”来重构产业,重塑生产关系,才是企业数字化转型最底层的逻辑。数字化转型,需要重塑的是企业全产业链价值创造的过程,而非某个单一环节的效率提升,企业局部场景的自动化和无人化,并不代表企业数字化,最多只是新工具解决旧问题。以重塑经营模式为目标,以软件重定义全价值链为过程,通过解构和重构传统产业,实现传统产业结构的转型升级,这是数字化转型的本质诉求。

二、云原生重塑软件生命周期全流程

软件重构世界,云原生重塑软件。在软件重构世界的同时,支撑软件开发运行的技术架构也在不断的变革和发展,云原生技术的出现,正是这种变革和发展在云计算时代走向极致的象征。关于云原生的定义,业界有不同的认知与理解,主流观点看来云原生是指围绕基础设施、应用架构、开发运维等场景,让软件系统更加弹性、容错可靠、松耦合、易管理可观测,充分释放云计算的优势,提升软件定义和重构世界效率的技术体系,其代表技术包括容器、服务网格(Service Mesh)、不可变基础设施、声明式API和无服务器计算(Serverless)。事实上,云原生并不存在确定性的统一定义,其代表了一种在基础设施云之上,以应用构建为中心的技术和理念趋势。

简而言之,云原生通过一系列先进云技术,将传统软件开发中与业务逻辑实现部分不相关的代码进行剥离(首先,应用的容器化实现了应用与运行环境的解耦;其次,应用的mesh化,实现了应用与网络流量的解耦;最后,应用的serverless化,则实现了应用开发与全部基础设施层的解耦),并将其归入云原生共性基础设施层,从而将开发者从复杂的运行环境中解放出来,进而只需聚焦业务逻辑的软件实现,极大降低了软件开发的复杂度,革命性提升了软件开发部署和运行维护的效率。云原生技术的出现,代表了软件开发和运行效率的革命性变化,云原生再造了“软件定义一切”的流程,而软件对新世界的定义和对旧世界的重构过程,也得到了革命性的重塑。

事实上,从信息化时代开始,作为人类改造和控制物理世界最直接有效的手段,软件早已无处不在。在传统制造业,软件定义正将产品从“一代材料,一代装备”的物理空间,定义到“一代软件,一代装备”的赛博空间,在软件定义的数字孪生世界中生产设备、经营企业,在数字空间感知、决策和控制物理世界,是传统行业数字化转型想要达到的终态。但是,我们也应该认识到,软件产业发展至今,已经形成了自己独有的行业特色和标准体系,基于传统标准体系的软件代码已深刻嵌入到了实体世界,同时软件本身的实现也变得越来越复杂,耗费在软件开发、升级、维护方面的工作量越来越大,软件重构和改造的成本与风险也越来越难以接受,以软件定义的模式去解构和重构传统产业,在旧有技术体系下变得困难重重、步履维艰。渐进式的局部技术创新,已经解决不了时代需求对企业发展的诉求,旧有技术体系下的“软件定义”需要被重新定义,代表了新旧技术架构大迁移的云原生技术应运而生,正在开启软件重定义的新时代。

云计算的出现打破了“软件定义”的旧有规则体系,而蜕化于云计算的云原生技术,则在建立一套全新的“软件定义”标准规范。云计算正在重构传统软件架构体系和商业模式,软件运行的基础设施正从僵化、昂贵的物理设备向高弹性、低成本的云基础设施转移,软件开发从瀑布式向敏捷式发展,软件架构由单体向微服务和无服务器计算架构演化。伴随容器等新一代云原生技术的大规模应用,可解耦、可重构、可移植、可弹性伸缩、可自愈、可敏捷开发和快速部署的软件应用正在渗透至传统产业的生产制造和经营管理环节。通过云原生技术的应用,例如利用容器和微服务的拆分封装能力,可以将传统产业大量的工业技术原理、行业知识、基础工艺、模型工具等规则化、模块化,并封装为可复用的共享云服务组件。同时,利用云原生技术,还可将传统软件架构不断解耦并封装成一个个以微服务形式存在的功能单元,并最终以云服务形式构成一个微服务池。当云平台上积累了大量蕴含着工业技术、知识、经验和方法的共享组件和微服务池时,通过简单、灵活的调用,即可快速实现面向特定场景软件系统的开发与部署,进而便可快速通过全新技术体系下的“软件定义”重构业务流程、再造商业产品、重塑商业模式。而我们对传统产业的解构和重构,在云原生技术体系的驱动下,将得以真正的落地和实现。

软件重构世界,云原生重塑软件;云原生之于软件,正如大水之于大鱼。软件定义下的产业重构,在云原生时代必将如鱼得水,而传统产业的数字化转型之路,在云原生技术的照亮下,正从黑夜走向黎明。

三、云原生是通用技术大变革发展的必然阶段

从历史发展的角度来看,任何一场通用技术的大变革,通常都会经历两个大的发展阶段。第一个阶段,就是这项技术本身的出现、崛起和大发展,以及基于这项技术的新应用和产业链的大发展。第二个阶段,则是通用技术逐渐成熟,并开始被应用到社会各个方面,成为全社会通用的技术基础,并开始全面解构和重构传统产业结构。

以电力革命发展为例,电力发展第一阶段,以爱迪生与特斯拉直流电和交流电的世纪之争为标志,随后发电设备、发电厂、电网、电灯等产品高速发展,最终出现了以通用电气公司为代表的标志性企业,这一阶段,虽然电力本身的制造传输以及围绕电力本身的产业链得到了长足成熟的发展,但是电力仍然未被大范围应用于社会各个行业,蒸汽机仍然是世界前进的引擎。电力发展第二阶段,得益于第一阶段技术本身的成熟发展和应用,电力开始重构蒸汽机牵引下的传统世界,以福特汽车第一条电气化流水生产线为标志,电力被广泛应用于社会各行业,旧世界的冰冷机器开始在电力的驱动下重新焕发新机。蒸汽机时代的过去和电气自动化时代的到来,是电力作为全社会通用技术的象征和标志。

  • 云计算通用技术大变革发展第一阶段

云计算作为继电气自动化革命后,推动全社会向数字化和智能化时代转型升级的又一场通用技术大变革,目前正处于大变革发展第一阶段和第二阶段的交汇点。作为未来数字化和智能化时代的通用技术,云计算从全面普及到2020年间,经历了近十余年的大发展,这是云计算作为通用技术大变革发展的第一阶段。十年间,云计算本身的技术发展从虚拟化到容器化,从容器编排引擎到服务网格,再到无服务器计算迅速发展演化,云服务模式从公有云和私有云之争到混合云、边缘云和分布式云共存,基于云计算的技术和服务理念,诞生了亚马逊AWS、微软Azure、阿里云和腾讯云等以提供云服务为主要业务方向的云计算巨头公司。可以认为,经过第一阶段近十余年的黄金发展期,云计算技术本身,以及基于云计算的创新应用得到了奠定性、长足性的大发展,围绕云计算的商业模式和生态模式也得到了充分验证。同时,第一阶段的大发展,不仅使得云计算改变了数字经济基础设施的建设和供给模式,还在很大程度上影响了人们工作、思考和创业创新的方式,尤其改变和重塑了全世界软件产业的生产及其交付模式,从根本和源头上推动了全社会向数字化和智能化发展的进程。

  • 云计算通用技术大变革发展第二阶段

然而,无论是“互联网+”或互联网下半场,还是产业互联网或企业数字化转型,其核心要义,都是利用以云计算为代表的新一代通用技术对传统产业进行解构和重构,进而实现传统产业结构的升级。2020年的“新冠”疫情,则加速了这一阶段的到来,也即云计算作为通用技术大变革发展的第二阶段。第二阶段的发展并非强调通用技术本身的进化以及配套产业链的完善,而在于聚焦通用技术如何被广泛应用于社会各个方面,如何去解构和重构传统产业。对云计算而言,则是如何以最短路径、最低成本和最简易方式将云能力释放到传统产业,帮助传统行业快速升级重构,实现数字化和智能化。显然,这一问题的答案便是云原生,云原生技术通过方法论、工具集和最佳实践重塑了整个软件技术生命周期,云原生架构对云计算服务方式进行了整体性升级,深刻改变并重塑了整个商业世界的 IT 根基,云原生已成为解决重构传统产业历史之痛的最佳途径。正因如此,云原生也肩负着云计算能否跨越通用技术大变革第二阶段,成为社会各行业真正通用技术的历史使命。换言之,云计算发展至今,已经走出以资源云化为中心的第一发展阶段,并进入以云原生技术为核心,以云原生应用为中心,以云化重构传统产业为使命的通用技术大变革发展第二阶段。

云计算大变革发展第二阶段,也是云原生技术被广泛使用并将带来传统产业结构性升级的阶段。但是,我们也必须正视这将会是一个漫长而痛苦的过程,对传统企业而言,从底层认知到能力现状再到组织结构,都需要痛苦的打破、重构,而且这个过程充满了不确定性,虽然云原生技术的应用可以最大程度的降低重构过程带来的痛苦和不确定性风险,但是重构必然痛苦,同时也无可避让。从行为经济学的角度,人类选择有确定效应:在确定收益和“赌一把”之间,多数人会选择确定收益;与此对应的是反射效应:在确定损失和“赌一把”之间,多数人会选择“赌一把”。在数字经济的新大陆里,传统经营模式、经营理念和系统架构所描述的就是一张旧地图,旧地图找不到新大陆,即使找到也无法生存和注定被淘汰,这是确定的。而利用云原生带来的先进技术手段,对传统产业进行解构和重构,再绘一张新地图,寻找企业增长第二极,虽然这个过程具有一定的风险和不确定性,但是相对于产业原地不动、不重构和不转型所带来的确定性风险,这也是前进道路上唯一可选的正确之路。这个过程中,我们所需要的,是对未来坚定的信念和执着的信仰。当云计算真正向电力一样,成为全社会普适通用的技术基础,今天我们所经历的一切痛苦与不确定,都将岁月封存,过往不恋。向前走,莫回头。

  • 传统企业在通用技术大变革中的现状与未来

就传统企业而言,在云计算大发展的第一阶段,主要是将业务从线下搬迁上云,把业务简单部署和运行在云上,可以称之为on Cloud。云计算发展第一阶段以资源池化为中心,解决了传统IDC时代运维、部署和扩容的难题,但是传统应用单体架构厚重、烟囱式架构等带来的一系列问题仍然存在,云对业务的价值主要停留在资源供给阶段,云的价值未能得到充分发挥。云计算发展第二阶段,伴随传统企业数字化转型的深入,企业开始对传统单体应用和部分商业化应用进行解构和重构,实现业务能力生于云、长于云,由过去的on Cloud进化到in Cloud,企业应用也需要从“面向云的迁移”向“面向云的架构”进化,此时企业需要以应用为中心,基于云原生的技术、架构和服务来构建企业应用,借助全面云原生的基础设施、统一的编排调度,以及服务治理Mesh化和应用开发Serverless化的云原生技术优势,在云计算真正成长为各行业通用技术的同时,将企业的数字化建设和业务智能升级带入全新阶段。

 图1 传统企业上云迁移与云计算大变革发展的两阶段

四、传统企业云原生技术体系建设的价值意义

从通用技术大变革发展必经的两阶段论断来看,云计算在第一阶段自身技术大发展的进程,在2018年后基本划上阶段性的句号,同时以云原生技术为代表的第二阶段大发展所需的核心技术已基本成型。因此,业界普遍认为2019年是云原生技术元年,而2020年则是云原生技术落地元年。云原生技术发展的初期,大中型互联网企业主导云原生产业发展,技术应用快速向垂直行业扩展。时至今日,云原生已非互联网头部科技企业的专属,而是成为新常态,容器化需求从行业头部企业下沉到中小规模企业,从领先企业尝鲜变为主流企业必备,而传统企业,也在数字化转型和云计算变革大发展的双核驱动下,正在成为产业互联网和云原生的主战场。通过技术架构的层层抽象与封装,云原生屏蔽了底层分布式异构基础设施的差异性,封装了上层个性化软件应用的运行时,实现了底层基础设施与上层应用软件彻底性、变革性的大解耦,进而提供了基础设施标准化的能力和软件应用敏捷开发、任意云环境交付运行的能力,在技术发展史上首次统一了基础设施与软件开发交付流程,首次实现了以一套技术体系支持任意软件负载,运行于任意异构云环境之上,软件行业生产力和云计算价值得到史无前例的释放,软件应用的一次开发,无差别幂等运行,以及统一调度和自我愈合成为现实。

云原生将传统企业从异构分布式基础设施横行的窘境中解放出来,并就地迁移至产业互联网时代的云边端一体化架构,赋予了传统企业底层基础架构设施全新的生命力,同时给以了传统企业从技术鄙视链最底层换道超车,跃迁至“产业+科技”型领先企业的极佳机会。从传统企业自身现状和云原生技术本质来看,云原生技术体系对于传统企业最核心的价值意义,主要体现在两个方面:一是以标准化的方式统一了大型传统企业基础设施多年诸侯割据的建设现状,传统企业长久以来信息化建设“形散神亦散”的历史现状得以“腾笼换鸟”,并借助边缘云原生技术实现立而不破的“凤凰涅槃”,技术一体化的集中式管控与个性化场景分布式运行之间的矛盾在历史上首次得到最佳平衡,传统大型企业被诟病多年的分布式孤立异构基础设施架构得以大一统,一体化的技术架构支撑任意应用负载,运行于任意异构基础设施环境上成为现实;二是彻底摆脱底层非业务核心复杂技术平台的束缚,最大化释放了云计算价值,将互联网先进技术理念带入工厂车间,变革性解放了软件生产力,让传统行业的创新以及创新的方向回归业务本质,云原生为传统企业的转型发展带来了最好的时代机遇和最先进的技术引擎,赋予了传统企业转型成为产业互联网时代主导者的底层能力。

4.1、云原生构建异构基础设施与任意软件负载大一统架构

传统企业技术架构的分裂现状与原因

长期以来,由于诸多历史原因和技术架构本身在分与合中的演进,大型多元化传统企业基础设施多以分散建设为主,下属各企业之间拥有彼此独立的技术团队,及其所选用且与本行业密切相关的技术使用栈,多年“诸侯式”的分裂建设致使企业内部从算力资源池到数据生产要素、从操作系统到中间件选型、从流程办公辅助软件到核心生产系统,均呈现出异构多样、杂散而孤立的现状。一言蔽之,便是场景散、系统散、数据散、流程散和组织散的“五散”状态,企业总部与分支机构之间的技术管控“形散神亦散”,总部技术平台一体化集中管控的诉求,与分支机构业务场景复杂多样性化和分散运行之间的实现,形成了鲜明对比,并已成为企业迈向数字化时代的最大包袱和数字鸿沟,而如何化解这种历史包袱,跨域数字鸿沟,实现底层分布式异构基础设施和上层多样化应用负载运行时的统一,是所有大型传统企业在迈向数字化征程前都必须思考和解决的技术架构问题。

相比天然集中式和线上化运营的互联网企业,大型传统企业多以线下分散经营为主,业务及其多元化,场景较为个性化、特殊化,实时性、可靠性、安全性和稳定性要求极高,传统以资源为中心的云计算模式,以及简单的上云迁移并不能、也无法根治传统企业的“五散”问题。就传统企业而言,业务场景的特殊性,以及“隔行如隔山”的个性化需求正是造成大型传统企业长期以来诸侯割据,技术架构难以实现一体化,从而导致企业“五散”现状的根因。从市场竞争的角度,只有个性杨帆,方可百舸争流,但是从技术架构的角度,任何个性化需求都可通过抽象层来实现标准化的满足。尤其在传统企业,“个性化”不应当体现在底层基础设施上,而应表现在上层软件应用的实现和产品的生产制造上,个性化的基础设施对传统企业而言,就像缘木求鱼,终将虚无。产业互联网时代,企业之间的核心竞争,不在基础设施的差异化,而在于代表了企业经营内涵和业务创新的应用软件差异化上。伴随云计算作为通用技术的大发展,企业基础设施终归走向标准化,软件应用才是未来差异化的唯一方向,也才是企业竞争的真正核心。

  • 云原生实现异构基础设施与差异多样化应用负载大一统

事实上,大型传统企业业务场景的多样性,必然决定了算力的层级分散性和异构多样性。从终端到边缘,从边缘到区域,从区域到云端,终端嵌入式算力、离散边缘云算力、中心私有云算力、混合公有云算力,泛在算力随业而生,计算无处不在,不同层级的异构算力之上,又承载着功能各异的多样化应用,离散多样化的异构算力承载着差异化场景下的个性化应用,这便是传统行业的真实写照,而如果不能对离散多样化的异构算力和场景差异化的个性应用进行标准化实现和一体化管理,则传统企业云上云下系统不通、数据不合、算力不聚,以及生产要素诸侯割据的现状也将无法改变,而企业数字化更是无从谈起。云原生技术架构对于大型传统企业数字化转型的意义,就在于其以“快刀斩乱麻”之势,利用标准化的“快刀”切割开“如乱麻”的底层多样化异构基础设施和上层个性差异化的应用,形成云计算的新界面,而这把快刀便是以Kubernetes、容器等新技术为主的云原生操作系统。云原生操作系统以容器镜像封装上层分布式多样化软件和个性差异化场景应用,以Kubernetes屏蔽底层异构基础设施,实现了多样化软件应用在差异化基础设施资源上的统一调度,形成内可包罗万象、外则整齐划一的一体化技术架构,将底层异构基础设施抽象成统一运行时,并且无挑剔承载运行上层多样性和差异化的企业应用,也即向上承载多种工作负载和分布式架构应用,向下封装异构基础设施,屏蔽底层架构差异,向外拓展云计算新边界,形成云网边端一体化架构。以一套技术体系支持任意负载,运行于任意云环境,这才是云计算真正的革命,也是云原生最核心的能力。

 图2 云原生操作系统对异构基础设施和任意软件负载的大一统

  • 云原生大一统对传统企业的价值和意义

基于强大的云原生资源抽象和管理能力,传统企业长期以来相对割裂的计算资源将被整合为一体,真正实现资源池从离散多点到统一资源面,一统企业广泛存在的终端、边缘、区域和中心算力资源,实现企业分布式异构层级资源池的大一统,并在云原生操作系统的统一调度之下,构建覆盖全域业务的巨大弹性算力,这正是云原生为传统企业带来的最大变革。利用云原生这一核心能力,大型传统企业将在历史上首次迎来技术架构的一统,中心化的管理和分布式的运行将以最小成本的付出成为可能,传统行业数字化转型线上集中管理的理想与个性化场景线下分布式运行的现实之间的矛盾,首次次得以兼顾和平衡。因此,云原生对于传统企业而言,其价值与意义不仅仅是技术架构的简单转型升级,也不仅仅是将业务系统由“稳态”改造为“敏态”,更多的是赋予了传统企业由“分”到“统”的变革能力,这种能力是过往不具备的,而这种能力之于企业的意义,就如战乱疮痍时代的七国归一,书同文、车同轨,随后而来的是华夏五千年的文明,云原生之于数字化时代的传统企业,正是“书同文、车同轨”的能力,也是每个传统企业焕发新机,延续生存的底层能力。

4.2 云原生重塑软件系统架构并全面释放软件开发生产力

传统企业软件系统架构现状与原因

与互联网创新型科技公司快速试错、及时调整、小步快跑的业务发展思路不同,传统企业更多关注投入产出比例,创新容错机制相对缺乏或苛刻,“万里长城永不倒”的守旧心态挤压着居安思危的自主创新动力,加之传统软件开发本身的复杂性,及其带来的高投入与产出回报之间的不确定性,致使传统企业在科技创新和软件开发方面的投入长期以来捉襟见肘,与之相对应的现状,是传统企业技术团队缺失,自主力量羸弱,商业系统重重孤岛,技术债务层层高筑,技术架构耦合腐化,企业经营和流程运转构筑于各类商业软件之上,业务开拓与创新寄托于外部开发力量,外包开发甚至主导着企业的信息化和数字化建设,自有技术团队疲于应对基础设施的稳定运行、安全防护和换代升级,行业流行的敏捷开发、快速交付和持续迭代等新一代技术架构驱动下的业务创新,永远是别人家里的先进技术,可见而不可得。ERP、CRM、MES、PLM、SCM等商业巨系统孤岛林立,ESB横向拉通,异构多协议集成转换,名日系统整合、数据打通,实则硬化套牢、千丝万缕、动弹不得,环境突变反映迟钝,基础设施弹性缺乏,技术架构耦合腐化,商业软件画地为牢,系统集成错综复杂,无论是风口抢占、政策调整,还是业务发展主动思变创新,皆是心有余而力不足,所谓传统企业,大抵莫过如此。

  • 云原生重塑企业软件系统架构

一套套曾经引以为豪的商业巨著软件,在数字化时代,正成为企业自我铸造的牢笼桎梏,笼中自娱,其身必僵,庞大僵硬之躯,纵有绝冠当世之才,也不过零乘无穷大,终归是零。多少传统企业正臂高呼“互联网+”转型,又或迷恋引入领军人物,前仆后继奔向产业互联,却又成群结队铩羽而归,终其原因,不过掩耳盗铃,无不唏嘘。内力不破,外力毁之,大凡物种进化,莫过如是。硬化愚笨之躯,必葬于善变多事之秋,唯有深沉的内力与韧性,才是企业于不确定环境中自我变革与进化的原动力,而韧性内力的背后,正是企业定义一切的“软件”能力,以及支撑这种“软件”能力的现代化技术架构。而这种先进技术架构的诞生,已历时半个多世纪,并经历了否定之否定的螺旋发展,才沉淀为今天的云原生。云原生技术架构的出现,赋予了传统企业快捷灵敏、换道超车的极佳机会,从四平八稳矗立远眺的心急如焚,到七十二变自由筋斗的任我随行,在云原生时代,传统企业也能从内而破,守住产业互联网的主场优势。变革性的技术正在推动大变革时代的到来,而云原生的普及,正是大变革时代即将到来的前奏。

事实上,云计算从工业化使用到如今,已经历了十余年的迅速发展,然而对于大多数传统企业,大量应用使用云的方式仍然停留在传统IDC时代:虚拟机当成物理机使用,应用数据文件保存,传统的应用打包与分发,自带大量三方技术组件,未经架构改造的线下应用原封不动搬迁云端,线下纠缠不清的系统群迁移云端依旧如故,如此等等,不一而足。虽然对于如何使用云技术,没有绝对的对与错,但是在云时代如果不能充分利用云的强大能力,不能从云技术中获得更高的可用性与可扩展弹性能力,也不能利用云提升应用从开发到发布和运维的效率,那么即使把传统企业全部搬迁上云,也不过新工具处理老问题,系统臃肿僵化、软件开发效率低下、应用发布标准不一、系统运行错综复杂、烟囱孤岛林立的旧问题依然得不到实质性的改变。而所有这些问题都指向一个共同点,那就是云时代需要一个更亲近于云的技术架构,来帮助企业更好地利用云计算优势,充分释放云计算的技术红利,让业务更敏捷、更低成本的同时又具备更灵活的伸缩性,而这正是云原生架构的使命。

  • 云原生全面释放软件开发生产力

云原生是云技术大变革发展的第二阶段,是云计算的再升级,也是更进一步云计算形态的体现,其追求最大化利用云技术模式,通过重塑整个软件生命周期,充分发挥云计算的生产力。从技术的角度,云原生对软件生命周期的重塑,除了以标准化交付方式极大提升软件交付效率和降低运维成本,还在于变革性改善了当今应用的开发模式。通常而言,应用软件由业务代码(实现业务逻辑的核心代码)、三方软件(如三方依赖的业务库和基础库)以及处理非功能特性的代码(如高可用性、弹性、安全性、可观测性、灰度等)三部分组成。而从现实角度来看,只有业务代码才能对业务带来真正的价值,另外两个部分只是为了确保业务代码的正常运行而存在的附属物,但是随着软件规模的增大、业务模块的增多和分布式复杂性的增强,当今软件的构建正在变得越来越复杂,对专业开发者的要求也越来越高,而开发者对“附属物”的关注度甚至超越对核心业务代码的投入度,尤其在传统企业,理解和掌握这些“附属物”本身的内在逻辑,通常意味着较高的技术门槛和投入产出之间的不确定性,而这也成为传统企业宁可外购外包受制于人,也不愿自主开发陷入不确定性的主要原因。云原生架构相比较传统架构前进了一大步,通过最大程度的借助云计算的优势,将云应用中的非业务代码部分进行最大化的剥离,并将三方软件以服务化方式进行调用,使得应用中原有大量非功能特性下沉至基础设施平台并由其接管,从而减少业务代码开发人员对复杂技术的关注范围,进而更加聚焦到核心业务逻辑的实现上,使业务逻辑摆脱底层支撑性非功能实现依赖的同时,具备轻量、敏捷、高度自动化的特点。

图3 云原生技术体系最大化释放软件生产力

4.3 云原生标准化基础设施并全面屏蔽与封装技术复杂性

云原生抽象并标准化复杂基础设施

严格意义上,在IT技术栈中,业务代码以下部分都是非功能特性实现。为了让业务代码的开发、交付和运行简单高效,灵活自如,云原生技术架构在物理服务器和应用代码之间做了层层抽象,从虚拟化、云管平台、虚机,到容器、编排引擎、服务网格、无服务器计算框架,时至今日,应用以下,已是沧海。为了实现物理设备到应用代码之间的抽象,整个技术架构的演化历时了半个多世纪,每一层的抽象,都是一部波澜壮阔的技术革命史,都曾掀起全球范围的热潮后又归于平静,而每一层抽象的内部,都曾经历了先进技术新生与灭亡的交织进化,最终才沉淀出最能释放人类生产力的先进技术栈,每一层抽象都代表了开源社区的精神信仰和持续不断的努力贡献,同时也意味着极其复杂技术逻辑的标准化过程,当同时兼具最先进技术理念与最复杂技术逻辑的技术架构抽象层不断叠加,带给用户的将是冰火之歌,艰难决策。云原生技术最伟大的意义,就在于将历经半个多世纪沉淀下来,代表了人类最先进生产力的技术架构,以一种最简洁高效的方式呈现给用户。

  • 云原生屏蔽封装复杂技术架构

云原生技术架构对底层极其复杂的基础设施和运行时进行了有史以来最彻底的封装,进而实现了业务逻辑代码与非功能性基础设施的变革性解耦,软件定义下的业务创新得以在云原生架构上任意驰骋。长久以来,传统企业对互联网科技公司一路奔袭的先进技术垂涎三尺,羡慕不已,却又囊中羞涩,迫于有限投入下的人才技术体系,眼看执耳者一路碾压降维攻击,纵然四面楚歌,却也只能望洋兴叹。云原生技术架构的出现,以标准化和平台化的方式封装了先进技术背后的复杂性,为传统企业打通了技术代沟之间的隧道,让所有开发者站在了同一起跑线,处于原始技术时代的传统企业,在云原生隧道的连通下,得以换道超车,追平互联网企业的技术阵营,以低成本的投入,享受到最前沿的技术红利。

图4 云原生技术架构屏蔽底层基础设施复杂性

 

五、总结

云原生是云计算作为通用技术大变革发展的第二阶段,是云计算的再升级,也是真正意义上的云技术革命。云原生正从头部互联网企业快速扩展落地到传统垂直行业,并在加速推动整个软件产业从基于自有、封闭的技术体系,走向标准、开源开放的云技术体系。云原生以复杂技术架构的标准化抽象和屏蔽封装能力,重塑了软件全生命周期流程,最大化释放了软件生产力和云计算技术红利,并在技术发展史上首次实现了一套技术体系支持任意负载,运行于任意云环境。长久以来,传统企业所面临的分布式异构基础设施满目疮痍和个性多样化上层应用特殊运行的现状,在云原生时代的云边端一体化技术架构和云原生操作系统统一调度能力之下,首次得以实现大一统,传统企业也将从诸侯割据的大混乱时代平滑跃迁至云随业动、弹性算力全域覆盖的一体化技术架构时代。

产业互联网时代,是“产业”时代而非“互联网”时代,得产业者得天下,产业是灵魂,互联网只是平台或工具。传统企业拥有产业先天优势,掌握着与产业密切相关的设计、工艺、流程和制造环节,拥有丰富的行业知识和经验方法。传统企业如能充分利用云原生技术带来的时代红利,为企业注入科技基因,重塑企业“产业+科技”形象,则在产业互联网时代,便能指点江山,主导沉浮。

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