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云原生发展白皮书（2020年）总结

核心内容

云原生是面向云应用设计的一种理念和技术体系，旨在充分发挥云的效能，帮助企业构建弹性、可靠、易管理、可观测的应用系统。本白皮书从云原生的概念、技术生态、产业规模、行业应用及未来趋势等方面，全面分析了云原生的发展现状与前景。

主要观点

• 云原生技术正在成为企业数字化转型的重要驱动力，尤其在人工智能、大数据、边缘计算、5G等新兴领域中展现强大潜力。
• 云原生技术具备极致的弹性能力、服务自治与故障自愈能力、大规模可复制能力等，能够显著提升应用的敏捷性和可靠性。
• 云原生生态正在快速扩张，形成了包括容器、微服务、DevOps、Serverless等在内的完整技术链条。
• 云原生技术不仅推动了企业IT架构的优化，也加速了行业创新应用的落地，如生物医疗、智慧交通、工业互联网和物流等。
• 云原生技术发展趋势包括Kubernetes编排统一化、服务治理Mesh化、应用Serverless化以及从资源云化到业务云化的全面云原生化。

关键信息

一、新机遇下的云原生

• 重新认识云原生：云原生是云应用设计的最佳实践，具备弹性、可靠、易管理、可观测等特征，成为企业构建云上应用的关键技术路径。
• “新基建”推动云原生发展：后疫情时代，企业上云成为共识，云原生技术成为数字基础设施的重要支撑，助力企业实现敏捷、灵活、智能化的业务发展。

二、云原生产业规模与生态

• 产业规模增长显著：2019年我国云原生产业市场规模已达350.2亿元，预计未来几年将快速增长。
• 技术生态日趋完善：云原生技术已从容器、微服务、DevOps等发展到包括底层技术、编排及管理、安全、监测分析、场景化应用等。
• 生态伙伴角色重要：云原生生态中，独立软件开发商、软件集成商和IT服务厂商在推动技术落地和行业应用方面发挥重要作用。

三、云原生热点技术

1. 云原生底层技术

• 云原生服务器：兼顾物理机性能与云管理优势，通过软硬融合提升资源使用效率和系统性能。
• 云原生存储：支持声明式接口，实现存储资源的动态供应和生命周期管理，满足不同业务场景的存储需求。
• 云原生网络：随着Kubernetes的普及，云原生网络技术如CNI、eBPF等不断演进，提升网络性能和安全性。
• 容器技术多元化发展：包括安全容器、Serverless容器、裸金属容器等，满足不同场景下的需求。

2. 云原生编排及管理

• 云原生消息队列：支持微服务架构下的解耦、异步通信和高可靠性，提升系统效率和稳定性。
• 服务网格：提供统一的网络通信、流量控制和安全策略，助力微服务架构的治理和管理。
• 无服务器架构：实现资源的按需分配和自动运维，降低开发与运维复杂度。
• 云原生调度系统：支持多种应用类型（如AI、大数据）和异构资源的统一调度，提升资源利用率。
• 多云容器编排：通过GitOps和集群联邦技术，实现跨云环境的统一管理与调度。
• 有状态应用管理：借助Operator技术，实现对有状态应用的统一管理和生命周期控制。

3. 云原生应用

• 生物医疗：云原生技术可提升基因检测、影像分析等业务的弹性、扩展性和数据处理能力。
• 智慧交通：支持大规模数据处理和边缘资源调度，提升ITS系统效率和安全性。
• 工业互联网：通过容器和Kubernetes，构建灵活、可扩展、高可用的工业应用平台，支持多租户和计量计费。
• 物流：云原生技术可提升业务响应速度、资源利用率和系统稳定性，应对电商大促等业务高峰。

四、云原生价值与应用

• 云原生技术通过标准化、自动化、智能化的方式，提升企业IT系统的效率和安全性。
• 云原生平台的广泛应用，加速了企业上云进程，降低了技术门槛和运维成本。
• 云原生技术推动了业务创新，提升交付效率和用户体验。

五、云原生发展趋势

• Kubernetes编排统一化：Kubernetes成为容器编排的事实标准，支持虚拟机、函数等更多编排对象。
• 服务治理Mesh化：服务网格技术推动传统应用向微服务架构转型，提升治理能力和安全性。
• 应用Serverless化：Serverless架构进一步释放云能力，让用户专注于业务逻辑，提升开发效率。
• 从资源云化到业务云化：云原生技术推动企业从资源层向业务层全面转型，实现全面云原生化。

云原生技术生态图景

• 云原生技术生态涵盖底层技术、编排及管理、安全、监测分析、场景化应用等多个分支。
• 开源技术在云原生生态中扮演重要角色，如Dubbo、TARS、Harbor等，成为推动技术发展的重要力量。
• 云原生安全体系涵盖可信计算、容器平台安全、服务网格安全等，构建全方位的安全防护机制。

附录

• 编写单位：中国信息通信研究院牵头，多家企业参与编写。
• 编写组成员：包括来自阿里云、百度云、腾讯云等企业的技术专家。
• 联系方式：中国信息通信研究院，地址：北京市海淀区花园北路52号，邮编：100191，电话：010-62300072，传真：010-62304980，网址：www.caict.ac.cn。