云原生（Cloud Native）技术概述
概念
云原生是一套构建和运行应用程序的方法论，它充分利用云计算交付模型的优势，核心目标是实现应用的敏捷、弹性、可扩展和高可用。四大核心支柱：
- 容器化：以Docker为代表，将应用及其所有以来打包成一个标准化的单元，实现环境一致性。
- 动态编排：以Kubernetes为代表，自动化容器的部署、管理、扩展和修复。
- 微服务：将单体应用拆分为一组小的、松耦合的服务，每逢服务独立开发、部署和扩展。
- DevOps和持续交付：通过自动化工具链和文化，实现快速、频繁、可靠的软件交付
中间件（Middleware）的云原生演进
传统中间件（如消息队列、API网关、缓存）在云原生时代发生根本性的变化。
特点：
- 服务化与轻量级：从笨重的单体中间件（如IBM WebSphere）演变为轻量级的、可独立部署的微服务（如Redis，RabbitMQ）
- 容器化：中间件本身被容器化，可以通过Kubernetes进行编排和管理。
- Operator模式：使用Kubernetes Operator来管理有状态应用（如数据库、消息队列），实现运维的自动化（如利用ETCD Operator可完成本分、恢复、升级等复杂操作）。
- Sidecar模式：通过Sidecar容器（如Envoy）将中间件能力（如服务发现、负载均衡、熔断）下沉到基础设施层，对应透明。
代表性技术：
- 服务网格：Istio，Linkerd（集成了服务发现、负载均衡、熔断、限流、观测等所有网络中间件功能）
- 消息队列：Apache Kafka、RabbitMQ、NATS
- API网关：Kong，Apache APISIX，Envoy
- 缓存：Redis，Memcached
无服务器计算 Serverless
Serverless（无服务器计算）是一种原生开发模型，开发者无需关心服务器（底层基础设施）的运维，只专注于编写业务代码，服务器管理、容量规划、扩缩容等工作全部由云平台自动完成。
Serverless应用需要按需使用中间件服务，推动了“数据库即服务”、“消息队列即服务”等托管中间件的变革。
函数计算
函数计算（Function as a Service, FaaS）是Serverless中最具代表的执行模型。
核心概念：
- 事件驱动：函数由特定事件触发执行，例如HTTP请求、消息队列中的消息、文件上传、定时器等。
- 极致弹性：根据请求量毫秒级自动扩缩容，从零实例扩展到成千上万个实例，空闲时自动缩容为零。
- 按需付费：只在中世纪执行函数时按执行时长和资源消耗付费，空闲时不产生任何费用。
优势：降低运维负担、成本优化、开发敏捷
挑战：
- 冷启动延迟：实例从零启动需要时间，可能影响响应速度
- 状态管理：函数本身应是无状态的，状态需要存储在外部的数据库或存储服务中
- 调试和观测：分布式和瞬态的特性使得调试和追踪变得更复杂
代表性技术：
- 公有云服务：AWS Lambda、Google Cloud Functions、Azure Functions
- 开源框架：Knative（基于Kubernetes的Serverless框架）、OpenFaaS
可观测行 Observability
可观测行是指除监控Monitoring外，通过系统外部输出的信息（如日志、指标和追踪）来理解系统内部状态的能力。
三大支柱：
- 日志 Logs：离散的、带时间戳的事件记录，用于记录详细上下文信息，如错误信息，调试信息。云原生工具如ELK Stack，Loki，Fluentd
- 指标Metrics：一段时间内可聚合的数字数据，用于衡量系统性能，如CPU使用率、请求QPS、错误率。云原生工具如Prometheus事实标准、Grafana可视化
- 追踪Traces：记录单个请求在分布式系统中流转的完整路径，用于分析延迟性能瓶颈。云原生工具如Jaeger，Zipkin
关联与协同
云原生技术栈是一个有机整体，容器化和Kurbernetes编排是基石，Serverless提供了最新应用开发范式，现代化中间件提供支撑服务，可观测行保证整个系统稳定、高效运行。
完整的应用生命周期势力：开发者编写一个函数（Serverless），该函数通过API网关（中间件）暴露，调用其他微服务，并将状态写入Redis（中间件），通过OpenTelemetry手机日志、指标和追踪数据，在Promethus和Grafana上展示。