CNCF2020云原生應用調(diào)查報告 公有云仍是最主流數(shù)據(jù)中心改造路徑

目前，CNCF 社區(qū)正持續(xù)發(fā)展，用戶對開源技術(shù)的應用也越來越突出。

這是 CNCF 第八次對云原生應用的采用情況進行調(diào)研。此次調(diào)研，CNCF 收到了來自社區(qū)共計 1324 份有效樣本，來自歐洲、北美、亞洲等主要地區(qū)，其中有 30% 以上是 5000 人規(guī)模以上企業(yè)，60% 以上為 100 人規(guī)模企業(yè)和組織。

從被調(diào)研對象來看，其中絕大多數(shù)為企業(yè)IT部門 / 組織，主要崗位包括 SRE/DevOps 工程師(43%)、軟件架構(gòu)師 (35%)和后端開發(fā)人員 (23%)。

調(diào)研核心要點：

在生產(chǎn)中應用容器的比例從去年的 84% 增長到今年的 92%，相比 2016 年增長了 300%。

生產(chǎn)中應用 Kubernetes 的比例從去年的 78% 增長到今年的 83%。

CNCF 托管的所有項目中，相比上一年投入應用的項目至少有 50% 的增長。

82% 的受訪者在生產(chǎn)中應用 CI/CD(持續(xù)集成和持續(xù)交付)。

30% 的受訪者在生產(chǎn)中應用無服務架構(gòu)(serverless)。

27% 的受訪者在生產(chǎn)中應用服務網(wǎng)格(service mesh)，相比去年增長了 50%。

55% 的受訪者在生產(chǎn)中的容器中運行有狀態(tài)應用程序(stateful application)。

一、云計算

結(jié)論：公有云仍是主流，但私有云在不斷增長。

公有云仍是如今最主流的數(shù)據(jù)中心改造路徑，其應用率從去年的 62% 略有增加到 64%;私有云或本地部署應用率從 45% 增加到 52%;混合云從去年的 38% 略有下降到 36%。多云在今年是一種新的策略，其應用率在 26%。

Kubernetes 和云原生工具的可移植性，使得不同云之間的切換變得更加簡單。不過多云策略的提升，并不完全能解釋混合云應用率下降的原因。

二、代碼

結(jié)論：版本發(fā)行周期加快，但自動化能力卻有所下降。

軟件發(fā)行的比例從去年的 27% 上升至 29%。其中，以周為發(fā)行周期最為常見(26%)。一些因素推動了這一趨勢的發(fā)展，如云原生技術(shù)在生產(chǎn)中不斷投入應用;企業(yè)組織構(gòu)建了更先進的IT基礎設施;以及新冠疫情的影響，迫使企業(yè)需要跟上數(shù)字化的需求。

53% 的受訪者幾乎每天都要對代碼進行 check in，80% 的人也會做到每周進行幾次 check in。

這或許意味著許多企業(yè)組織由于設置周期的復雜性，而不打算直接跳到自動化階段，或者企業(yè)希望保持對應用某些方面的控制。

當涉及硬件等設備時，比如虛擬機和裸金屬服務器的數(shù)量，無論是擁有 5000 臺以上的企業(yè)還是擁有 5 臺以下的企業(yè)數(shù)量都在增加，這表明：新的采用者已經(jīng)進入生態(tài)系統(tǒng)，而此前應用了容器部署的企業(yè)正持續(xù)追加新的硬件設備。

三、容器

結(jié)論：在生產(chǎn)中應用容器已是常態(tài)。

今年，92% 的受訪者表示在生產(chǎn)中部署了容器技術(shù)。其中，95% 的企業(yè)在 PoC、測試和開發(fā)環(huán)境中應用容器，同比上一年均有所增加。這可能意味著企業(yè)正準備測試新的用例或增加更多的工作負載。

同時，運行容器的企業(yè)數(shù)量也有所增加。其中，61% 的企業(yè)應用容器數(shù)量超過了 250，同比去年仍有所增加。

部署和應用容器的挑戰(zhàn)有很多，其中最為迫切的是容器技術(shù)的復雜性和工程師文化問題。排名第三的是安全問題(占 32%)，其次還有存儲、缺乏培訓、監(jiān)測、網(wǎng)服務網(wǎng)格等問題。

四、Kubernetes

結(jié)論：Kubernetes 仍是容器構(gòu)建的核心關注點。

今年，91% 的受訪者應用了 Kubernetes，其中有 83% 已經(jīng)投入在生產(chǎn)環(huán)境中。這一比例相比上一年的 78% 和 2018 年的 58%，表現(xiàn)出了持續(xù)穩(wěn)定增長的趨勢。

其中，2 至 5 個仍然是最常見的生產(chǎn)集群數(shù);11 個以上生產(chǎn)集群的比例也在逐年增加。

隨著 Kubernetes 技術(shù)的投入應用，其生態(tài)也在不斷擴張。2020 年 8 月，Kubernetes 發(fā)布了 1.19 版本。根據(jù) DevStats 看板上的數(shù)據(jù)，從 2020 年 4 月至 8 月期間，有 382 家公司和 2400 多人向 Kubernetes 社區(qū)捐獻代碼。

為此，指導委員會推出了一個名為 Kubernetes.dev 的網(wǎng)站，它以貢獻開源代碼的文檔、資料和項目信息都收集起來。

命名空間(Namespaces)仍是隔離 Kubernetes 集群的最主流方法。無論是個人還是企業(yè)組織，同比上一年都有所增長。

Kubernetes 應用最多的安裝環(huán)境分別是：Minikube(37%)、On-PremKubernetes(31%)和 Docker Kubernetes(29%)。其中，On-Prem 的比例在今年所有上升。

今年，絕大多數(shù)受訪者(71%)計劃換成自動彈性伸縮的無狀態(tài)應用，一部分受訪者(34%)計劃用任務 / 隊列處理應用，還有一部分(33%)計劃運行有狀態(tài)的應用。

五、CNCF 項目情況

結(jié)論：項目應用量增加了 50%。

CNCF 目前擁有 70 多個項目，包括 13 個畢業(yè)階段和 21 個孵化階段的項目。

其中，Kubernetes(83%)、Prometheus(69%)和 Helm(67%)是生產(chǎn)中應用最多的畢業(yè)項目;ETC(62%)、CNI(40%)和 gRPC(35%)則是生產(chǎn)中應用最多的孵化項目。

沙箱階段的項目應用率猛增了 238%。其中，生產(chǎn)中應用最多的項目是 Flux(8%)、OpenEBS(8%)和網(wǎng)絡服務網(wǎng)格(7%);受到最多評估的項目則是 OpenTelemetry(20%)、Service Mesh Interface(14%)和 OpenMetrics(14%)。

六、云原生工具

結(jié)論：CI/CD 和存儲工具被廣泛應用，而無服務、服務網(wǎng)格和服務代理正在增長。

CI/CD 對于自動化構(gòu)建、測試和部署應用程序至關重要。CI/CD 作為 DevOps 的一個重要方面，在生產(chǎn)中得到了廣泛應用。

大約 82% 的受訪者在生產(chǎn)中應用 CI/CD;10% 的仍在評估階段;4% 的則計劃在未來 12 個月內(nèi)運行 CI/CD。

CI/CD 應用最為頻繁的三個工具分別是：Jenkins(53%)、GitLab(36%)和 GitHubActions(20%)。

連續(xù)交付(CD)是 CNCF 終端用戶技術(shù)雷達圖(基于社區(qū)用戶經(jīng)驗來評估云原生技術(shù)的指南)中的一項主題。根據(jù)雷達圖能夠發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)lux 和 Helm 無疑是 CD 最廣泛采用的工具。

監(jiān)測、日志記錄和跟蹤往往被混淆為觀察和分析IT環(huán)境的可置換工具，但每個工具都有其獨特用途。這也要求其有從不同維度分析問題的能力。不同的工具在不同的技術(shù)環(huán)境和集成下具備不同的優(yōu)勢，這也意味著監(jiān)測、日志記錄和跟蹤工具同時應用時將具備強大的作用。

CNCF 的第二張終端用戶技術(shù)雷達圖，正是專注于這一特征。根據(jù)雷達圖能夠發(fā)現(xiàn)，50% 以上的公司會應用五種或五種以上的工具，三分之一的公司甚至有應用十種以上工具的經(jīng)驗。同時，這些工具往往都是開源的，比如 Prometheus、Grafana、Elastic、Jaeger、OpenTelemetry 等等。

七、無服務

在過去的幾年里，無服務計算——應用服務層或函數(shù)計算來動態(tài)配置和部署云環(huán)境的計算負載，已經(jīng)開始占有一席之地。

從目前看，不到 30% 的受訪者在生產(chǎn)中應用無服務技術(shù);21% 的正在評估無服務，還有 14% 的計劃在未來 12 個月進行應用。

大多數(shù)應用無服務技術(shù)的受訪者(60%)會應用托管平臺;13% 的應用可安裝軟件，22% 的會二者兼用。

無服務托管平臺排名前三的分別是亞馬遜的 Lambda(57%)、Google 云函數(shù)(27%)和 Azure 函數(shù)(24%);可安裝軟件應用排名前三的分別是 Knative(27%)、Open FaaS(10%)和 Kubeless(5%)。

服務網(wǎng)格(Service Mesh)是一個專用的基礎架構(gòu)層，保障服務之間的通信快捷、安全和可靠。

去年，18% 的受訪者在生產(chǎn)中應用了服務網(wǎng)格;47% 還在評估中。到了今年，生產(chǎn)中應用服務網(wǎng)格這一數(shù)字占比增長到 27%;23% 的還在評估中;另外有 19% 的受訪者計劃在未來 12 月內(nèi)應用。

服務代理(Service Proxy)通過對微服務之間的交互進行管理，以確保應用性能達到峰值。它可以用來簡化數(shù)字化轉(zhuǎn)型和云原生架構(gòu)的運營。

今年 37% 的受訪者在生產(chǎn)中應用服務代理;有 12% 正在評估服務代理;另外有 13% 計劃在未來 12 個月內(nèi)應用服務代理。

近年來云原生存儲已呈爆炸式增長，其衍生產(chǎn)品已擴展到包括集中式、分布式和超融合架構(gòu)等。

在最開始的一段時間，容器往往被用來運行無狀態(tài)的微服務應用，以保證其靈活性和便捷性。然而，如今的數(shù)據(jù)表明：只有 22% 的受訪者在生產(chǎn)中運行無狀態(tài)應用;55% 的運行有狀態(tài)應用;22% 還在評估中;11% 計劃在未來 12 個月內(nèi)應用。

對于那些在生產(chǎn)中應用容器和云原生項目的企業(yè)而言，其中有 51% 將其最大的優(yōu)勢歸結(jié)為改進的可伸縮性和更短的部署時間;44% 則歸結(jié)為改進的可用性。這一結(jié)果與上一年相比稍有不同。

關鍵詞： 云原生 應用 調(diào)查報告