クラウドネイティブの進歩は開発者にさらなる可能性をもたらす

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背景

クラウド ネイティブは、クラウド コンピューティングの発展の必然的な産物であり、その継続的な成長は決して偶然ではありません。

2021 年のクラウド ネイティブはどのようになり、どのような新しい変化をもたらすのでしょうか? Alibaba Cloud Container Service の R&D ディレクターである Yi Li 氏は最近、Alibaba Cloud Developer Conference で「クラウド ネイティブ アプリケーションの新たな境界」と題する講演を行いました。同氏は、クラウド ネイティブは開発者に 3 つの利便性を提供すると述べました。アプリケーション インフラストラクチャのメンテナンスが「ゼロ」、アプリケーション アーキテクチャの最新化に対する抵抗が「ゼロ」、デジタル世界と物理世界の間の境界が「ゼロ」です。

クラウドネイティブ: クラウドから生まれた

クラウドネイティブはクラウドのために生まれたテクノロジーです。開発者に根ざし、最大限のクラウド価値を提供します。

CNCF 2020 State of Developers Report によると、現在、世界中で 470 万人を超える開発者がクラウド ネイティブ テクノロジーを使用しており、バックエンド開発者全体の 36% を占めています。開発者はクラウドネイティブ変革の主な原動力となっています。

アプリケーションインフラストラクチャのメンテナンスは「ゼロ」

コンテナやサーバーレスなどのクラウドネイティブ テクノロジーは、コンピューティング インターフェイスの向上と複雑さの低減を継続しており、開発者はインフラストラクチャではなくビジネス イノベーションに集中できるようになり、R&D の効率が大幅に向上します。

Alibaba Cloud は、国内で最も豊富なクラウドネイティブ製品を開発者に提供し、企業がインフラ構築ではなくビジネスイノベーションに集中できるように支援します。企業は、コンテナ サービス、機能コンピューティング、サービス メッシュを通じてインターネット ベースのアプリケーション アーキテクチャを実現できます。これを基に、クラウドネイティブ データベース、クラウドネイティブ AI、クラウドネイティブ ビッグデータなどの製品は、企業がビジネス プロセスのデジタル化とインテリジェンス化を加速するのに役立ちます。

アプリケーション アーキテクチャの近代化における摩擦ゼロ

マイクロサービスやメッシュなどのアプリケーションの最新化を通じて、新たなメリットをもたらし、ビジネス開発のニーズをより適切に満たしたいと考える企業が増えています。ただし、新しいテクノロジーは既存のアプリケーション アーキテクチャにも大きな影響を与えます。クラウドネイティブテクノロジーを使用することで、既存のアプリケーションアーキテクチャをスムーズかつ段階的にアップグレードできます。

既存のアプリケーションを最新化する場合、開発者はモノリシック アプリケーションを分散型マイクロサービス アーキテクチャに分割する必要があります。 Spring Cloud や Dubbo などのマイクロサービス アーキテクチャは、SDK コード ライブラリの形式でアプリケーションにサービス ガバナンス ロジックを組み込みます。しかし、このアーキテクチャにはいくつかの問題があります。

侵入性:マイクロサービス フレームワークでは、サービス ガバナンス機能の実装とライフサイクルはビジネス ロジックと結合されます。サービス ガバナンス機能の変更や拡張には、アプリケーションの再構築と展開が必要となり、アップグレードとメンテナンスのコストが増加します。

実装バインディング:マイクロサービス フレームワークのコード ベースは通常、特定の言語で実装されるため、多言語の異種システム間の統合をサポートすることは困難です。
そのため、コミュニティは、アプリケーションのビジネス ロジックをサービス ガバナンス機能から分離するサービス メッシュ アーキテクチャを提案しました。サービス ガバナンス機能は独立したサイドカー プロセスで実行され、独立して展開されます。ネットワーク傍受により、サービス検出、トラフィック管理、可観測性、セキュリティ、およびアプリケーションに対して透過的なその他の機能を実現できます。

前述の侵入性と拘束性の問題が解決され、具体的な利点は次のとおりです。

複雑さが分散されます:サービス ガバナンスはインフラストラクチャに分散され、独立して進化できます。これにより、開発者はビジネス アプリケーション自体にさらに集中できるようになります。
ゼロ侵入:ゼロトラスト セキュリティや可観測性などの高度な機能を、コードを変更することなく実現できます。
多言語サポート:複数のプログラミング言語とプログラミング フレームワークを透過的にサポートできます。
では、マイクロサービスとサービス メッシュはどちらか一方であり、両方を同時に得ることはできないということでしょうか?サービス メッシュを変革しながら、既存のマイクロサービス アーキテクチャと互換性を保ち、共存させるにはどうすればよいでしょうか。

コミュニティの努力により、サービス メッシュとマイクロサービスをうまく組み合わせて、エンタープライズ マイクロサービス アーキテクチャのスムーズな進化をサポートできます。

Alibaba Cloudが提供するマネージドサービスメッシュASM

Dubbo 通信プロトコルをサポートし、グレースケール リリース、カナリア リリース、ロスレス オフラインなどの機能を宣言的にサポートします。
Alibaba のオープンソース Nacos サービス登録センターを使用すると、Mesh アプリケーションとマイクロサービス アプリケーションのサービス登録と検出を統一的にサポートできます。 Nacos 2.0 はパフォーマンスが 10 倍向上し、大規模なサービス メッシュ アプリケーションを効果的にサポートします。
Apache Dubbo 3.0 では、プロキシレス方式でサービス メッシュをサポートするプロキシレス モードも検討されています。プロキシレス モードでは、サイドカーを必要とせずに、サービス メッシュの UDPA プロトコルを通じて Dubbo アプリケーションのトラフィック管理を直接実現できます。このアプローチにより、ネットワークの遅延とリソースのオーバーヘッドがさらに削減されます。
サービス メッシュは仮想マシン アプリケーションのデプロイメントのサポートも強化し、レガシー アプリケーションのスムーズなアップグレードを実現します。

本稿では、東風日産を例に、同社のサービスグリッド移行への道のりを紹介します。まず、そのデータ サービスは Python や Java などのさまざまな言語で開発されています。 Java アプリケーションは Dubbo マイクロサービス フレームワークを使用し、Python はサービス呼び出しに REST/HTTP を使用するため、統合されたサービス ガバナンス機能が欠けています。 2つ目は、仮想マシンやコンテナ化されたデプロイメントなど複数の方式が共存しており、コンテナアーキテクチャへの完全な移行を望んでいることです。

ASM サービス グリッドを使用すると、仮想マシンまたはコンテナーにデプロイされているかどうかに関係なく、Python/Java アプリケーションをサービス グリッドに追加して、統一された宣言的な方法でサービス ガバナンスを実装できます。その中で、既存の Dubbo マイクロサービス アプリケーションとグリッド内のアプリケーションは、Nacos 登録センターを統一的に使用してサービス登録と検出を実装し、既存のアプリケーション アーキテクチャの互換性を維持できます。

デジタル世界と物理世界の間に境界はない

デジタル イノベーションは業界に深く浸透し、物理世界とデジタル世界を統合して革新的なビジネス価値を実現する必要があります。クラウド、エッジ、エンドの統合コンピューティングがトレンドになっています。昨日の Alibaba Cloud Summit では、クラウド開発の将来の方向性として、複数のコアを持つ 1 つのクラウド、複数の形式を持つ 1 つのクラウド、クラウドと AIoT の組み合わせが概説されました。この方法でのみ、ユビキタス コンピューティングをサポートできます。コンテナに代表されるクラウド ネイティブ テクノロジーは、その俊敏性、軽量性、移植性により、次世代の分散クラウド アプリケーションにとって最も重要なキャリアになります。

物流はデジタルイノベーションの典型的なシナリオです。これは、人、商品、機械、車両という 4 つの次元を中心に展開され、大量のデータ処理やインテリジェントなスケジューリングなどの複雑なビジネス シナリオが含まれます。 Shentong Express を例に挙げると、同社は毎日何億もの荷物の輸送、運送、配達に携わっています。デジタル技術は物流サプライチェーンの最適化において重要な役割を果たします。 STO Expressは、Alibaba Cloudのエッジコンテナ製品をベースに、クラウド・エッジ・エンド全体を統合したアーキテクチャを備えた物流クラウドPaaSプラットフォームを構築しました。

PaaS プラットフォームは、中央クラウドでの分散リソースのスケジューリングとアプリケーション管理、ビッグデータ処理、インテリジェント分析を担当します。
全国の保管センターに設置されたエッジクラウドノードとIoTデバイスを組み合わせ、宅配便サービスのコアプロセスをサポートします。スキャンや検証などの操作をローカルで完了できるため、レイテンシが短縮され、クラウドへの依存度が軽減されます。

このアーキテクチャにより、企業はコストを 30% 削減し、安定性を 99.9% から 99.95% に向上させることができます。日常の業務をサポートするだけでなく、ダブルイレブンなどのビジネスピークにも簡単に対応できます。

Cainiao Logistics Cloud PaaS は、Alibaba Cloud のエッジ コンテナ サービス ACK@Edge を使用して、コンピューティングが分散化された後の分散リソースのスケジューリング、アプリケーション管理、自律的な運用と保守などの課題を解決します。その背後にある中核技術は、CNCF サンドボックス プロジェクトとなった Alibaba Cloud のオープンソース OpenYurt プロジェクトです。

エッジ コンピューティングは、分散コンピューティング能力、異種リソース、弱いネットワーク接続などの技術的な課題に直面しています。 OpenYurt は、Kubernetes 上に構築されたクラウド エッジ共同コンピューティング フレームワークであり、エッジ アプリケーション管理、エッジ自律自己修復、エッジ コンピューティング電力管理などのコア機能を備えています。

さらに、OpenYurt は、標準化とオープン性を重視し、ネイティブ K8 での非侵入的な実装を主張しています。過去2年間で、OpenYurtはCDN、Youku、Cainiao、Industrial Brain、City Brainなどの業界で導入され、AgoraやKuaishouなどの顧客もサポートしてきました。

クラウドがエンタープライズインテリジェンスの頭脳であるならば、IoT デバイスは物理的な世界とのやり取りを可能にする目と手です。 K8s を使用して大規模な分散デバイスの管理の複雑さを軽減すると、分散アプリケーションと IoT デバイスの統合管理とより優れたコラボレーションを実現できます。クラウド ネイティブと IoT を組み合わせることで、イノベーションの大きな機会が生まれます。

VMware と連携してクラウドネイティブの IoT エコシステムを構築し、オープンソース コミュニティを集めて共同で現場標準を作成します。

Alibaba Cloudのコンテナサービス責任者であるYi Li氏とVMware China R&D CenterのR&DディレクターであるLu Guang氏は、両者が「クラウドネイティブエッジコンピューティング」の分野で技術戦略協力に達したことを共同で発表した。彼らは、将来的にオープンソースコミュニティの力を活用して、エッジクラウドネイティブエコシステムの構築を加速し、クラウドエッジ統合プロセスを共同で推進し、より多くの企業がデジタル変革とアップグレードを全面的に受け入れるのを支援したいと考えています。

OpenYurt コミュニティと Linux Foundation 傘下の EdgeX Foundry コミュニティは、共通の理想とビジョンに基づき、エッジ コンピューティング、IoT、クラウド ネイティブの分野で緊密に協力していきます。一方で、クラウドネイティブ方式を通じて IoT 分野のデバイス管理モデルを再定義し、デバイスツイン機能を実現します。一方、EdgeX Foundry の成熟したテクノロジー エコシステムを活用して、クラウド ネイティブ アプリケーションがさまざまな IoT プロトコルやデバイスをサポートできるようにします。

Alibaba Cloud のオープンソース プロジェクト OpenYurt と、VMware が共同で開始し、中国のコミュニティが維持しているオープンソース プロジェクト EdgeX Foundry が緊密な協力関係を結びました。これにより、企業やエッジ ビジネス開発者は、K8s に変更を加えることなく、クラウド、エッジ、エンド向けの統合された共同 IT アーキテクチャを簡単に構築できるようになります。 Edge X Foundry (EdgeX) は、「プラグアンドプレイ」のオープンソース IoT Edge プラットフォームとして、さまざまなプロトコルを使用するさまざまなメーカーのデバイスをサポートします。同時に、OpenYurt はネイティブ プラグインを通じて Kubernetes をエッジ シナリオに拡張し、すべてのアップストリーム Kubernetes 機能をサポートできます。

また、会議では「Alibaba Cloud クラウドネイティブアーキテクチャプラクティス」が正式に公開されたことも発表されました。本書は、クラウド ネイティブが実際のビジネスにどのように貢献するかを、技術的および商業的観点から分析した書籍です。これは、Alibaba Cloud Intelligent Cloud Native Application Platform チームの経験をまとめたものであり、Alibaba Cloud Intelligence 社長兼 DAMO Academy 学長の Zhang Jianfeng 氏、Alibaba の最高技術責任者 Cheng Li 氏、Alibaba Cloud Intelligent Basic Products Division の責任者 Jiang Jiangwei 氏などの専門家によって共同で推奨されています。

この本は包括的で、クラウド ネイティブでカバーされるテクノロジーとビジネス機能の全体像を提供します。 Alibaba Cloud のクラウド ネイティブ アーキテクチャの方法論と実践的な経験を、設計原則、パターン/アンチパターン、技術的オプション、設計手法、業界事例などのさまざまな側面から包括的にまとめています。