CNCF 2020云原生应用调查报告：容器应用率自2016年增长300%

目前，CNCF社区正持续发展，用户对开源技术的应用也越来越突出。这是CNCF第八次对云原生应用的采用情况进行调研。此次调研，CNCF收到了来自社区共计1324份有效样本，来自欧洲、北美、亚洲等主要地区，其中有30%以上是5000人规模以上企业，60%以上为100人规模企业和组织。从被调研对象来看，其中绝大多数为企业IT部门/组织，主要岗位包括SRE/DevOps工程师（43%)、软件架构师(35%)和后端开发人员(23%）。

调研核心要点：

1. 在生产中应用容器的比例从去年的84%增长到今年的92%，相比2016年增长了300%。

2. 生产中应用Kubernetes的比例从去年的78%增长到今年的83%。

3. CNCF托管的所有项目中，相比上一年投入应用的项目至少有50%的增长。

4. 82%的受访者在生产中应用CI/CD（持续集成和持续交付）。

5. 30%的受访者在生产中应用无服务架构（serverless）。

6. 27%的受访者在生产中应用服务网格（service mesh)，相比去年增长了50%。

7. 55%的受访者在生产中的容器中运行有状态应用程序（stateful application）。

以下为雷锋网 (公众号：雷锋网) 编译：

一、云计算

结论：公有云仍是主流，但私有云在不断增长。

公有云仍是如今最主流的数据中心改造路径，其应用率从去年的62%略有增加到64%；私有云或本地部署应用率从45%增加到52%；混合云从去年的38%略有下降到36%。多云在今年是一种新的策略，其应用率在26%。

Kubernetes和云原生工具的可移植性，使得不同云之间的切换变得更加简单。不过多云策略的提升，并不完全能解释混合云应用率下降的原因。

二、代码

结论：版本发行周期加快，但自动化能力却有所下降。

软件发行的比例从去年的27%上升至29%。其中，以周为发行周期最为常见（26%）。一些因素推动了这一趋势的发展，如云原生技术在生产中不断投入应用；企业组织构建了更先进的IT基础设施；以及新冠疫情的影响，迫使企业需要跟上数字化的需求。

53%的受访者几乎每天都要对代码进行check in，80%的人也会做到每周进行几次check in。

这或许意味着许多企业组织由于设置周期的复杂性，而不打算直接跳到自动化阶段，或者企业希望保持对应用某些方面的控制。

当涉及硬件等设备时，比如虚拟机和裸金属服务器的数量，无论是拥有5000台以上的企业还是拥有5台以下的企业数量都在增加，这表明：新的采用者已经进入生态系统，而此前应用了容器部署的企业正持续追加新的硬件设备。

三、容器

结论：在生产中应用容器已是常态。

今年，92%的受访者表示在生产中部署了容器技术。其中，95%的企业在PoC、测试和开发环境中应用容器，同比上一年均有所增加。这可能意味着企业正准备测试新的用例或增加更多的工作负载。

同时，运行容器的企业数量也有所增加。其中，61%的企业应用容器数量超过了250，同比去年仍有所增加。

• 容器挑战

部署和应用容器的挑战有很多，其中最为迫切的是容器技术的复杂性和工程师文化问题。排名第三的是安全问题（占32%），其次还有存储、缺乏培训、监测、网服务网格等问题。

四、Kubernetes

结论：Kubernetes仍是容器构建的核心关注点。

今年，91%的受访者应用了Kubernetes，其中有83%已经投入在生产环境中。这一比例相比上一年的78%和2018年的58%，表现出了持续稳定增长的趋势。

其中，2至5个仍然是最常见的生产集群数；11个以上生产集群的比例也在逐年增加。

随着Kubernetes技术的投入应用，其生态也在不断扩张。2020年8月，Kubernetes发布了1.19版本。根据DevStats看板上的数据，从2020年4月至8月期间，有382家公司和2400多人向Kubernetes社区捐献代码。

为此，指导委员会推出了一个名为Kubernetes.dev的网站，它以贡献开源代码的文档、资料和项目信息都收集起来。

• 隔离Kubernetes集群

命名空间（Namespaces）仍是隔离Kubernetes集群的最主流方法。无论是个人还是企业组织，同比上一年都有所增长。

• Kubernetes安装环境

Kubernetes应用最多的安装环境分别是：Minikube（37%）、On-Prem Kubernetes（31%）和Docker Kubernetes（29%）。其中，On-Prem的比例在今年所有上升。

• 自动弹性伸缩工作负载

今年，绝大多数受访者（71%）计划换成自动弹性伸缩的无状态应用，一部分受访者（34%）计划用任务/队列处理应用，还有一部分（33%）计划运行有状态的应用。

五、CNCF项目情况

结论：项目应用量增加了50%。

CNCF目前拥有70多个项目，包括13个毕业阶段和21个孵化阶段的项目。

其中，Kubernetes（83%）、Prometheus（69%）和Helm（67%）是生产中应用最多的毕业项目；ETC（62%）、CNI（40%）和gRPC（35%）则是生产中应用最多的孵化项目。

沙箱阶段的项目应用率猛增了238%。其中，生产中应用最多的项目是Flux（8%）、OpenEBS（8%）和网络服务网格（7%）；受到最多评估的项目则是OpenTelemetry（20%)、Service Mesh Interface(14%)和OpenMetrics(14%）。

六、云原生工具

结论：CI/CD和存储工具被广泛应用，而无服务、服务网格和服务代理正在增长。

• 持续集成和持续交付（CI/CD）

CI/CD对于自动化构建、测试和部署应用程序至关重要。CI/CD作为DevOps的一个重要方面，在生产中得到了广泛应用。

大约82%的受访者在生产中应用CI/CD；10%的仍在评估阶段；4%的则计划在未来12个月内运行CI/CD。

CI/CD应用最为频繁的三个工具分别是：Jenkins（53%）、GitLab（36%）和GitHub Actions（20%）。

连续交付（CD）是CNCF终端用户技术雷达图（基于社区用户经验来评估云原生技术的指南）中的一项主题。根据雷达图能够发现，Flux和Helm无疑是CD最广泛采用的工具。

• 监测、日志记录和跟踪

监测、日志记录和跟踪往往被混淆为观察和分析IT环境的可置换工具，但每个工具都有其独特用途。这也要求其有从不同维度分析问题的能力。不同的工具在不同的技术环境和集成下具备不同的优势，这也意味着监测、日志记录和跟踪工具同时应用时将具备强大的作用。

CNCF的第二张终端用户技术雷达图，正是专注于这一特征。根据雷达图能够发现，50%以上的公司会应用五种或五种以上的工具，三分之一的公司甚至有应用十种以上工具的经验。同时，这些工具往往都是开源的，比如Prometheus、Grafana、Elastic、Jaeger、OpenTelemetry等等。

七、无服务

在过去的几年里，无服务计算——应用服务层或函数计算来动态配置和部署云环境的计算负载，已经开始占有一席之地。

从目前看，不到30%的受访者在生产中应用无服务技术；21%的正在评估无服务，还有14%的计划在未来12个月进行应用。

大多数应用无服务技术的受访者（60%）会应用托管平台；13%的应用可安装软件，22%的会二者兼用。

无服务托管平台排名前三的分别是亚马逊的Lambda（57%）、Google云函数（27%）和Azure函数（24%）；可安装软件应用排名前三的分别是Knative（27%）、Open FaaS（10%）和Kubeless（5%）。

• 服务网格

服务网格（Service Mesh）是一个专用的基础架构层，保障服务之间的通信快捷、安全和可靠。

去年，18%的受访者在生产中应用了服务网格；47%还在评估中。到了今年，生产中应用服务网格这一数字占比增长到27%；23%的还在评估中；另外有19%的受访者计划在未来12月内应用。

• 服务代理

服务代理（Service Proxy）通过对微服务之间的交互进行管理，以确保应用性能达到峰值。它可以用来简化数字化转型和云原生架构的运营。

今年37%的受访者在生产中应用服务代理；有12%正在评估服务代理；另外有13%计划在未来12个月内应用服务代理。

• 存储

近年来云原生存储已呈爆炸式增长，其衍生产品已扩展到包括集中式、分布式和超融合架构等。

在最开始的一段时间，容器往往被用来运行无状态的微服务应用，以保证其灵活性和便捷性。然而，如今的数据表明：只有22%的受访者在生产中运行无状态应用；55%的运行有状态应用；22%还在评估中；11%计划在未来12个月内应用。

• 云原生的优势

对于那些在生产中应用容器和云原生项目的企业而言，其中有51%将其最大的优势归结为改进的可伸缩性和更短的部署时间；44%则归结为改进的可用性。这一结果与上一年相比稍有不同。 （雷锋网编译雷锋网）

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