“云原生”(Cloud Native)一詞在 2019 年被技術(shù)界廣泛使用，但是卻沒有關(guān)于這個詞一個特別明確的定義。主要的困惑在于，“云原生”與您的應用程序部署到的環(huán)境幾乎沒有關(guān)系，該術(shù)語同樣適用于私有云和公共云。該術(shù)語更多的是指應用程序和體系結(jié)構(gòu)的特征。

在 Cloud Native Computing Foundation (CNCF 云原生計算基金會) 對該術(shù)語的最新定義中我們可以找到一些相關(guān)信息：

云原生技術(shù)使組織能夠在現(xiàn)代、動態(tài)環(huán)境(例如公共云，私有云和混合云)中構(gòu)建和運行可擴展應用程序。容器、服務(wù)網(wǎng)格、微服務(wù)、不變的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和聲明性API 就是這種方法的例證。

這些技術(shù)使松散耦合的系統(tǒng)具有彈性，可管理性和可監(jiān)控。結(jié)合強大的自動化功能，它們使工程師能夠以最小的工作量頻繁且可預測地進行重大的更改。

那么，存儲是云原生意味著什么呢?簡而言之，它必須以與云原生生態(tài)系統(tǒng)中其他所有事物相同的動態(tài)，API 驅(qū)動的方式運行。有兩個相關(guān)的指標可以確定一個存儲系統(tǒng)是否云原生，它們是：

• 是否專為 Kubernetes 打造
• 是否兼容亞馬遜的 S3 API

下面我們將更詳細地解讀這些指標。

云原生存儲是對象存儲

現(xiàn)代應用程序體系結(jié)構(gòu)基于對象存儲，默認情況下，S3 是云的 API 語言。因為對象存儲是唯一一種旨在處理云本機應用程序生成的數(shù)據(jù)量的存儲，并且提供公司可以負擔得起的價格以及用戶期望的速度運行 —— 它在現(xiàn)代存儲中占主導地位。與塊文件存儲系統(tǒng)相比，對象存儲的其他屬性包括出色的分發(fā)特性，更好的彈性和更高的可用性。

這都是云原生應用程序期望的屬性。

Amazon S3 API 是對象存儲的事實上的標準，每個對象存儲軟件供應商都宣稱自己對 S3 API 兼容。AWS S3 實際上是二進制兼容的。適用于所有的場景，要么完全不適用。

也就是說，S3 API 基本上可以滿足絕大多數(shù)的場景，其中包括你可能不會想到的極端情況。這是開源軟件具有顯著優(yōu)勢的領(lǐng)域?？紤]到應用程序、操作系統(tǒng)和硬件體系結(jié)構(gòu)的規(guī)模和多樣性，可以表明他們已經(jīng)看到了大多數(shù)極端情況，而且能很好的滿足這些場景。

這對應用程序創(chuàng)建者來說很重要，因為你需要針對那些供應商來測試你的應用程序。而開源使您可以輕松評估和測試供應商的方案，如果測試通過，很可能是云原生的。如果不是，則不是。

專為 Kubernetes 設(shè)計

“云原生”的第二個標準是使用利用外部容器編排平臺的分布式架構(gòu)。這意味著架構(gòu)必須對 Kubernetes 友好。在容器編排方面，Kubernetes已經(jīng)是顯而易見的行業(yè)贏家，因此將其構(gòu)建為與 Kubernetes 協(xié)同工作對于將存儲解決方案視為云原生是至關(guān)重要的。

存儲對 Kubernetes 友好意味著什么?我們認為有六個主要標準。

1. 讓 Kubernetes 編排存儲節(jié)點

Kubernetes 是一個功能強大的編排器，可用于處理計算和存儲編排。像 MinIO 這樣的真正云原生存儲方案與 Kubernetes 集成在一起，允許操作員使用 Kubernetes 界面管理存儲，而 Kubernetes 可以處理從存儲提供到卷放置的所有事務(wù)。

2. 多租戶

多租戶允許多個客戶使用一個應用程序的單個實例，如果實施正確，則可以減少運營開銷，降低成本并降低復雜性，尤其是在規(guī)模方面。但是，這也需要嚴格的資源隔離，以便多個用戶可以訪問計算資源或存儲資源，而不會影響其他用戶。真正的云原生存儲解決方案將提供足夠的資源隔離，以確保多租戶架構(gòu)安全，高可用性和高性能。

在對象存儲世界中，意味著 Kubernetes 基礎(chǔ)架構(gòu)需要隔離和管理存儲租戶。如果 Kubernetes 沒有管理基礎(chǔ)架構(gòu)，那么它并不是真正的云原生平臺。這使那些具有 CSI 或 Operator 集成功能的設(shè)備供應商失去資格。

3. 輕巧

除非存儲系統(tǒng)非常輕巧并且能夠與應用程序堆棧打包在一起，否則多租戶是不可能的。如果存儲系統(tǒng)占用太多資源或包含太多API，則無法在同一基礎(chǔ)架構(gòu)上打包許多租戶。

4. 可擴展

可擴展性是云原生系統(tǒng)的關(guān)鍵屬性之一。Kubernetes 的優(yōu)點之一是它已在各種規(guī)模上得以驗證。Kubernetes 也可用于管理存儲擴展，但前提是基礎(chǔ)存儲系統(tǒng)與 Kubernetes 集成，并且將存儲供應和取消功能移交給 Kubernetes。

5. API 驅(qū)動

通常，Kubernetes 和云原生系統(tǒng)的核心原則之一是通過自動化來盡可能多地進行管理。為了使存儲系統(tǒng)真正成為云原生，它必須通過 API 與 Kubernetes 集成，并允許動態(tài)的、由 API 驅(qū)動的編排。

6. 用戶空間

最后的考慮也許是最困難的。為了使對象存儲解決方案成為云原生，它必須完全在用戶空間中運行且沒有內(nèi)核依賴性。這不是大多數(shù)對象存儲系統(tǒng)(尤其是硬件設(shè)備)構(gòu)建的方式。但是，如果您想對存儲進行容器化并將其部署在任何 Kubernetes 集群上，則必須遵守這些限制。根據(jù)定義，這意味著需要內(nèi)核修補或具有專用硬件的解決方案將不是云原生的。

結(jié)論

盡管在某種程度上很簡單，但這兩個要求“云原生”狀態(tài)的標準實際上在實踐中非常困難。公共云對象存儲供應商在對抗它們方面做得很好。實際上，如果 Google 是 Kubernetes 的源頭，而 Amazon 是 S3 的源頭，則確實可以期望他們這樣做。私有云對象存儲供應商要通過這些測試要困難得多。雖然有些人聲稱與S3兼容，但仔細檢查卻發(fā)現(xiàn)并非如此。對于絕大多數(shù)傳統(tǒng)廠商來說，Kubernetes 根本就不在他們的基因范圍之內(nèi)，甚至常常不在計劃之列。因為這里面困難重重。

而 MinIO 是專為云原生工作負載而構(gòu)建，設(shè)計時就考慮了 Kubernetes ，并遵循 Kubernetes 的方式。MinIO 與 S3 兼容，但也可以與 Google、Azure 或私有云一起使用，從而使多云和混合云成為可能。

高性能的云原生對象存儲是獲得云原生應用程序所需的性能、可靠性和可伸縮性的唯一方法。