云原生微服务 头豹词条报告系列

云原生微服务行业分类 云原生微服务是一种设计框架的思维，可以按照不同的服务方式和适用场景进行分类。按照服务类型，云原 生微服务可以从底层基础设施到末端产品应用的阶梯式方式进行分类，分别从底层基础设施搭建、平台运行层、业务逻辑应用层、以及数据服务层四大场景进行微服务的拆分；按照适用场景，云原生微服务在高规模且业务复 杂的企业、SaaS、混合云、和企业上云的场景适用性较高。 按照服务类型，云原生微服务可以切分为基础设施服务、平台服务、应用服务、以及数据服务。 1.基础设施服务：包括计算、存储和网络等基础的资源服务；2.平台服务：平台运行层面上的容器编排、API网关、服务注册与发现、与服务监控；3.应用服务：业务逻辑层面上的用户管理、订单管理、和支付处理；4. 按照服务层次分类 数据服务：数据处理层面上的数据库、缓存、消息队列、数据仓库。 1.企业规模较大、系统复杂：微服务需要进行大量前期基础设施的投资，当企业业务发展达到了一定的复杂性，微服务可以提升研发和交付的效率，满足增长需求；2.软件即服务(SaaS):SaaS具有高度场景化、关注用户体验和短流程的特点。用微服务架构提供SaaS服务，可以更贴合SaaS的定制开发、可配置、多租户、高性能、伸缩性的特质；3.混合云/多云架构应用管 理：混合云的各项服务相互响应必须满足松耦合、API控制、和负载均衡等管理基础技术，其性质天然与微服务架构契合；4.IT架构云端迁移：相比于单体架构，微服务架构能够以更高的效率进行云端迁移。企业数字化转型和业务上云的高速发展是微服务架构普及的重要驱动因素。 云原生微服务分类 按照使用场景分类 商业收费模式 云原生微服务的商业收费模式主要包含按需付费、订阅制、和企业级定制三种 1.按需付费：这是一种灵活的收费模式，客户可以根据实际使用的资源（如计算、存储、网络等）来支付 费用。这种模式通常适用于具有波动性需求的企业，可以在不需要时避免不必要的成本；2.订阅制：在这种收费模式下，客户需按月或年付费，通常包含一定量的资源和服务。订阅制可以降低客户的长期成本， 并为云服务提供商提供更稳定的收入；3.企业级定制：针对大型企业和政府客户，云服务提供商可能会提供定制化的解决方案和收费模式。这种模式通常涉及更高级别的技术支持、服务协议和安全保障。 下游应用痛点 云原生微服务下游的应用的痛点主要包括缺乏完善统一的服务管理能力、缺乏标准化规范指引、和缺乏成熟的应用案例。 根据下游客户的调研，微服务技术应用的主要痛点有以下几点：1.52%的企业用户认为使用的平台缺少完善统一的服务管理能力，微服务的监控状态很难实现；2. 49%的企业用户认为微服务拆分缺乏标准化的规 范指引；3. 44%的企业用户现有组织架构下业务微服务改造难度大；4. 36%的企业用户认为缺乏典型的成熟案例导致采用微服务框架的效率低，交付难度大。 未来技术发展趋势 云原生微服务技术未来的发展趋势主要是由以Spring Cloud为代表的侵入式设计架构向Istio非侵入式的转移 云原生微服务未来的发展趋势主要是由以Spring Cloud为代表的侵入式设计架构向Istio非侵入式的转移的观点，主要有以下两个原因的支撑：1.更灵活的微服务治理方式：侵入式架构需要开发人员在代码中嵌入 大量的框架代码来实现微服务治理功能，这导致了微服务架构的紧耦合性和低灵活性。相比之下，非侵入式的Istio架构将微服务治理功能从应用代码中分离出来，使得开发人员可以更加灵活地选择和配置所需的 微服务治理功能。2.更高效的微服务网络通信：侵入式架构需要每个微服务都嵌入框架代码来实现网络通信和负载均衡等功能，这会导致每个微服务都需要花费额外的计算资源和网络带宽来处理这些任务，从而 影响微服务架构的性能。相比之下，非侵入式的Istio架构使用了一系列的代理来实现微服务网络通信和负载均衡等功能，这些代理可以集中管理和优化微服务网络通信，从而提高了微服务架构的性能和可靠性。 云原生微服务发展历程 随着云计算业务量的增长，传统架构暴露出性能瓶颈，微服务架构逐渐应运而生。微服务架构的发展经历了 以下几个阶段：微服务1.0：基于SOA架构，通过前后端分离、后端无状态改造和模块化切分，提高了业务承载力。微服务2.0：在微服务1.0的基础上，提高了扩展性和稳定性，通过Nacos Server制作的聚合推送、压缩推送 和业务中台微服务架构，支持异地多活的2.0微服务体系。微服务3.0：实现跨域互通和平滑上云，通过业务域切分、服务列表切分等方式，支撑百万实例微服务架构的演进。微服务4.0：采用无服务器技术，通过Serverless、 Service Mesh和AI技术实现更高效地计算，简化开发和运维。未来微服务架构的趋势是Mesh深化，继续下沉分 布式能力，形成强大的开箱即用的多运行时微服务。 [4 微服务1.0 2009~2014 基于容器和SOA的微服务拆分，实现了应用的无状态化、模块化、和前后端分离。 随着云计算业务量的不断增大，传统单体胖应用+硬负载的架构逐渐暴露出性能瓶颈。应用服务除了需要实现业务逻辑以外，还需要额外的自行解决寻址、通讯、容错等微服务的基础能力。庞大的业务 量导致微服务架构1.0不堪重负。A企业通过基于SOA架构的Server Based的解决方案，孵化出了可以支撑业务微服务拆分的技术体系。通过实现前后端分离、后端无状态改造，以及模块化切分成功打 造可以增加业务承载力的微服务1.0架构。 微服务2.0 2015~2018 基于Kubernetes和业务中台的微服务架构，实现了应用水平扩展、异地多活和业务复用。相比1.0，2.0提高了微服务架构的稳定性。 微服务2.0架构的最大价值在于提高了扩展性和稳定性。虽然1.0已经可以在平时完成负载的任务，但是由于双十一无法应对双十一的流量冲击。随着双十一商家投入的资金愈发加大，任何不稳定的问题 都会造成巨额的损失，因此需要提高微服务架构的扩展性和稳定性。A企业通过在Nacos Server上制作的聚合推送和压缩推送，以及新式的业务中台微服务架构打造了支撑异地多活的2.0微服务体 系，让阿里的业务可以按照IDC级别的水平扩展，成功解决了单点资源负载上限的问题，从技术层面支撑了业务的高速增长，实现了十万例微服务架构的演进。 微服务3.0 2018~2022 微服务4.0 微服务4.0是指在云原生架构的基础上，利用Serverless、ServiceMesh实现更高效、智能、和自动化的微服务开发与运维。微服务4.0基于多运行时微服务的架构，实现无服务的微服务架构并降低资 源使用率。进一步提高扩展能力和灵活性。 自AWS Lambda出现之后，微服务开始采用无服务器技术来补充微服务的框架，以无虚拟机或容器 的形式降低运行所需要调用的资源数量。微服务4.0通过三点实现更高效的计算：1.使用Serverless技术，让开发者无需关心底层资源和运维细节，只需关注业务逻辑；2. 使用Service Mesh技术，让微服务之间的通信和治理变得更加透明和简单；3. 使用AI技术，让微服务能够自动感知环境变化与实现自动化的优化和调整。随着Serverless和云原生思想的深化，未来微服务架构的趋势是Mesh深化， 应用需要的分布式能力会继续下沉，形成强大的开箱即用的多运行时微服务。 [4] 1：https://developer.… 2：头豹研究院、阿里云 云原生微服务产业链分析 云原生微服务上游的构成包括各类的微服务技术底层基础设施部件，包括网络设备供应商、存储设备供应 商、微服务集成环境、社区等；中游的构成主要由两部分组成：微服务底层基础设施通用型平台（提供基础设施 运算服务），以及微服务综合性咨询及软件供应商（提供应用具体实施方案）；下游的构成以各类对系统和应用 程序有需求的业务为主，例如电子商务平台、金融交易系统、游戏开发、物流跟踪系统等。 云原生微服务行业的上游的集中度高，以公有云为例，CR10占据了市场超85%的份额，CR3占据超50%的份额。上游的高集中度导致中游的云原生微服务中游企业的议价能力较弱，成本相对不可控，增加运营的风险。 云原生Serverless行业的下游的发展日渐成熟，一方面，Spring Cloud为代表的侵入式微服务设计架构完善性愈发高，行业案例众多，超80%的上云企业已经采用或计划采用微服务架构；另一方面，以Istio为代表的非侵 入式微服务设计近年来热度持续攀升，原因是相比于侵入式，非侵入式对业务代码的改动更少，使用门槛更低， 产业链上游 生产制造端 硬件厂商和微服务框架技术开发商 上游厂商 阿里云计算有限公司 中科曙光国际信息产业有限公司 紫光展锐（上海）科技有限公司 查看全部 产业链上游说明 中国云原生微服务行业的上游部分为微服务提供了底层基础设施的支撑，是行业的关键组成部分。上游的主要构成包括：云计算基础设施提供商、网络设备供应商、存储设备供应商、服务器供应商、操 作系统供应商、微服务集成开发环境、微服务代码管理工具、以及微服务开源技术与社区。从上游的微服务开源项目与社区的市场活跃度分析，目前Github的微服务开源项目最活跃的前五名分别为 Spring Cloud Alibaba（70,900活跃度），Spring Cloud Netflix（38,800活跃度），Spring Cloud Gateway（18,600活跃度），Spring Boot（17,800）活跃度，以及Spring Cloud Config （11,700活跃度）。从这份榜单来看，可以看到以Spring Cloud为主体的侵入式微服务设计架构目前还是市场的主流，Istio等非侵入式的框架尽管有诸多好处，但其设计框架的成熟度和稳定性还需要 一定的时间发展。从上游的云计算的市场现状分析，目前中国云计算服务模式由公有云、私有云、以及混合云组成。其中，2022年公有云的市场份额达到44.6%，私有云的市场份额为35.9%。混合云的 市场份额为19.5%。公有云仍是现在众多用户的主要选择，主要原因是无需担心底层运维、成本相对 较低，对中小规模企业更为友好。混合云虽然目前仍是最少选择的服务种类，但近年来增速迅猛，2022年的市场规模同比增长54.4%。主要原因是混合云技术的成熟导致企业可以以更低的成本灵活 运用两种服务方式，从而达到整体降低成本的目的。 中 产业链中游 品牌端 云原生微服务通用型平台 中游厂商 产业链中游说明 中国云原生微服务通用型平台供应商主要以互联网厂商和云服务厂商为主，提供基于服务网格技术的 容器运行及管理的能力，不包含针对下游的微服务应用和下游需求理解。中国领先的云原生微服务通 用型平台供应商有阿里云、华为云、亚马逊云、以及腾讯云。云原生微服务的通用型平台主要以提供微服务的基础架构设计及运算平台为主，涉及较少下游具体的业务和解决方案。从提供的功能角度分 析，这类厂商主要提供注册发现、服务治理、配置管理等高性能和高韧性的企业级云服务功能，通过提供容器及编排服务、消息代理、性能测试等工具实现企业微服务应用的快速开发和高可用运维。这 类企业通常为云计算基础设施的大厂，拥有强大的资金背景和技术底层实力，为云计算各项技术提供技术底座的支撑。 品牌端 云原生微服务综合服务供应商 中游厂商 埃森哲（中国）有限公司 金蝶云科技有限公司 东软集团股份有限公司 查看全部 产业链中游说明 中国云原生微服务综合服务厂商包括两大类型：1.综合型咨询服务实施提供商。这类企业的业务重点在于为企业提供微服务架构定制化的设计和实施方案，并贯穿方案开发落地以及后期运维的全栈式服 务。2.微服务应用软件提供商。这类企业为下游的企业用户提供基于微服务设计架构的软件应用产品，基于企业现有的IT机构，以全局的方