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云原生是后云計算時代的新型技術(shù)體系，它指的是專門面向云環(huán)境應(yīng)用部署和運行的設(shè)計思路及行為方式組合。云原生規(guī)范了“用云”的架構(gòu)模式與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提供了相應(yīng)的工具，把云計算真正變成日常生活中的“水電煤”。云原生的發(fā)展已經(jīng)從面向應(yīng)用開發(fā)邁入注重應(yīng)用交互體驗的階段，可以幫助企業(yè)構(gòu)建彈性可靠、松耦合、易管理可觀測的應(yīng)用系統(tǒng)，更快更好地助力傳統(tǒng)企業(yè)培育數(shù)字化競爭能力。從技術(shù)特征來看，云原生架構(gòu)具備以下典型特征：極致的彈性能力，可實現(xiàn)秒級乃至毫秒級的彈性響應(yīng)；打破邊界的可拓展性，實現(xiàn)按需自動拓展；極強的自愈能力，具有高度自動化的分發(fā)調(diào)度調(diào)諧機制與應(yīng)用故障重建機制；大規(guī)?？蓮?fù)制能力，可實現(xiàn)跨區(qū)域、跨平臺甚至跨服務(wù)商的規(guī)?；瘡?fù)制部署；揭開黑盒的可觀測性，提供系統(tǒng)級、組件級、應(yīng)用級的觀測；低成本性，帶來更加靈活、低成本、高資源利用率的用云模式。云原生應(yīng)用與傳統(tǒng)應(yīng)用的對比如表1所示。
總而言之，云原生以其獨特的技術(shù)特征契合了云計算發(fā)展的本質(zhì)需求，最大程度發(fā)揮了云的優(yōu)勢，極大釋放了云的紅利。因此，在未來一段時間內(nèi)，以云原生為技術(shù)內(nèi)核重構(gòu)IT架構(gòu)將是大勢所趨，這也將成為我國企業(yè)未來5-10年提升核心競爭力的關(guān)鍵之一。
從理論上來說，云原生不是一個產(chǎn)品，而是一套技術(shù)體系和一套方法論，也是一種文化、一種潮流，是云計算的必然導(dǎo)向。云原生提供了軟件架構(gòu)設(shè)計的新思想，不僅使軟件用上云，而且最大化發(fā)揮云的能力。一般認(rèn)為，云原生的理論基礎(chǔ)包括兩個基本方面：一是不可變基礎(chǔ)設(shè)施，即可以在不同環(huán)境中遷移，避免因基礎(chǔ)設(shè)施的變化導(dǎo)致應(yīng)用中斷，保障應(yīng)用的可靠性與穩(wěn)定性；二是云應(yīng)用編排理論，即將應(yīng)用程序劃分為多個容器，每個容器都運行在自己的進(jìn)程中，并使用容器網(wǎng)絡(luò)來管理進(jìn)程之間的通信，從而保障應(yīng)用的資源隔離與可拓展性。這兩個理論基礎(chǔ)是云原生應(yīng)用的核心，也是實現(xiàn)云原生架構(gòu)的基礎(chǔ)。云原生具體包括容器、微服務(wù)、服務(wù)網(wǎng)格、自動化部署等技術(shù)。容器是一種輕量級的虛擬化技術(shù)，通過內(nèi)置的管理機制簡化了應(yīng)用程序的部署、運維和擴展過程；微服務(wù)是一種架構(gòu)模式，將應(yīng)用程序拆分為多個獨立的服務(wù)，每個服務(wù)都運行在獨立的進(jìn)程中，并使用輕量級通信協(xié)議進(jìn)行通信；服務(wù)網(wǎng)絡(luò)通過在服務(wù)之間插入一個專門的代理層，實現(xiàn)應(yīng)用程序的橫向擴展和縱向深度優(yōu)化；自動化部署是一種軟件開發(fā)范式，通過自動化工具和流程確保應(yīng)用程序的快速部署與環(huán)境適應(yīng)。這些技術(shù)及其特性對物流企業(yè)上云都有著強大的賦能能力。如果把云資源比作電力資源，物流業(yè)務(wù)系統(tǒng)比作用電的終端設(shè)備，那么云原生就相當(dāng)于供電系統(tǒng)，它只需配備一個規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的“插頭”，便可使物流業(yè)務(wù)系統(tǒng)能夠即插即用的使用云資源。
在物流企業(yè)應(yīng)用云原生技術(shù)的理論研究方面，中國信息通信研究院相關(guān)課題組（2023）認(rèn)為物流、智慧交通、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及生物醫(yī)療等是云原生可能率先廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域，物流行業(yè)通過云原生化改造將會重塑IT基礎(chǔ)架構(gòu)，基礎(chǔ)設(shè)施效能將提升至新高度。
在實踐探索上，由于物流業(yè)是支撐國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)、建設(shè)現(xiàn)代化強國的重要支撐、實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的重要領(lǐng)域，因此國家高度重視物流業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，發(fā)布多項政策引導(dǎo)其走向云端化、智慧化。商務(wù)部等9部門在《商貿(mào)物流高質(zhì)量發(fā)展專項行動計劃（2021-2025年）》中提出，推動現(xiàn)代信息技術(shù)與商貿(mào)物流全場景融合應(yīng)用，提升物流全流程、全要素資源數(shù)字化水平，支持傳統(tǒng)物流設(shè)施數(shù)字化、智能化升級改造。在國家政策扶持下，物流企業(yè)一方面以內(nèi)部研發(fā)力量推進(jìn)“上云用數(shù)賦智”行動，另一方面與國內(nèi)頂尖科技企業(yè)展開合作。國內(nèi)頂尖科技企業(yè)投入大量人才、資金與設(shè)備研究云原生技術(shù)與應(yīng)用，紛紛進(jìn)入賽道推出了一系列云原生產(chǎn)品體系或解決方案，在行業(yè)中起到標(biāo)桿作用。其中，阿里云原生、華為云原生、騰訊云原生等最具影響力和代表性。
2020年被視為中國市場云原生大規(guī)模落地的元年，云原生廣泛走入非互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)視野，其中也包括物流企業(yè)。據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)云原生使用率已達(dá)到70%，傳統(tǒng)大企業(yè)為10%左右。中國信息通信研究院調(diào)研發(fā)現(xiàn)，2021年國內(nèi)企業(yè)已在核心業(yè)務(wù)中使用云原生技術(shù)的比例達(dá)到15%，次核心業(yè)務(wù)、非核心業(yè)務(wù)的使用比例分別達(dá)到32%與41%。在物流領(lǐng)域，中通聯(lián)合青云Qing Cloud共同探索包括物流車管理在內(nèi)的邊緣場景領(lǐng)域的創(chuàng)新，致力于打造物流行業(yè)的云原生最佳實踐；順豐快遞搭載華為云平臺，通過Dev Ops的升級來實現(xiàn)業(yè)務(wù)敏捷；中國郵政基于云原生理念與技術(shù)，自主研發(fā)新一代企業(yè)級技術(shù)中臺，應(yīng)用于業(yè)財一體化平臺、車管平臺、成本庫、戰(zhàn)略績效等近20個郵政關(guān)鍵系統(tǒng)，積極打造面向未來的數(shù)智化優(yōu)勢；阿里云則深度介入到圓通、貨拉拉、滿幫等多家物流企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，實時計算、車貨匹配等物流技術(shù)都依靠云原生再次賦能。由此可見，云原生正重構(gòu)物流企業(yè)的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，其將引領(lǐng)智慧物流的前進(jìn)方向，成為驅(qū)動物流業(yè)務(wù)增長的新引擎、新動能。
后云計算時代云原生技術(shù)在物流企業(yè)中的具體應(yīng)用路徑如下：
數(shù)據(jù)庫是智慧物流數(shù)據(jù)底盤的重要載體。物流企業(yè)面臨著呈指數(shù)級遞增的海量存儲，物流業(yè)務(wù)在每一秒中都會產(chǎn)生新數(shù)據(jù)，且有更多的熱點和突發(fā)流量帶來挑戰(zhàn)，使得傳統(tǒng)的商業(yè)數(shù)據(jù)庫越來越難以滿足和響應(yīng)快速增長的業(yè)務(wù)訴求。云原生提供了解決方案，主要依托湖倉一體的數(shù)據(jù)治理架構(gòu)。“湖倉一體”是數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)湖之后的新一代架構(gòu)演化，既能發(fā)揮數(shù)據(jù)倉庫的成長性與企業(yè)級能力，也能發(fā)揮數(shù)據(jù)湖的靈活性與生態(tài)豐富性，既能處理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也能處理半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的各類數(shù)據(jù)，既能支持報表，也能支持機器學(xué)習(xí)與人工智能相關(guān)用例。得益于云原生的容器化部署、面向微服務(wù)和動態(tài)管理的能力，湖倉一體架構(gòu)將更加健壯，更加具備通用性，很好地適用了物流場景中數(shù)據(jù)量的爆發(fā)、數(shù)據(jù)更迭的速度以及數(shù)據(jù)類型的異化。云原生和分布式是未來數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展方向，數(shù)據(jù)庫將向物流企業(yè)提供更多的行業(yè)特色能力與解決方案，完善物流核心價值鏈，同時進(jìn)一步加大創(chuàng)新和開放力度，用領(lǐng)先的數(shù)字技術(shù)服務(wù)實體經(jīng)濟。在實踐中，目前阿里云已推出國內(nèi)首個云原生關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，也是國內(nèi)首個基于存儲與計算分離架構(gòu)的云原生數(shù)據(jù)庫，已全面應(yīng)用于零售、電信、物流、金融等多個行業(yè)。2022年，韻達(dá)與阿里云攜手成立“智慧物流數(shù)據(jù)庫創(chuàng)新應(yīng)用中心”，共同探索推進(jìn)分布式數(shù)據(jù)庫在智慧物流核心系統(tǒng)中的深度應(yīng)用，不僅有利于解決物流運營中遇到的數(shù)據(jù)庫存儲和訪問瓶頸等行業(yè)技術(shù)難題，而且還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫建設(shè)和維護(hù)成本的大幅下降。全球知名咨詢公司Gartner指出，云將主導(dǎo)數(shù)據(jù)庫市場的未來，到2022年75%的數(shù)據(jù)庫將被部署或遷移至云平臺。數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)湖與湖倉一體的優(yōu)劣勢如表2所示。
我國物流成本高、效率低的問題一直比較突出。據(jù)中物聯(lián)發(fā)布的《2021年全國物流運行情況通報》顯示，2021年我國社會物流總費用16.7萬億元，同比增長12.5%，整體呈上升趨勢，占GDP的比重下降至14.6%，該數(shù)據(jù)相比歐美等發(fā)達(dá)國家10%以下的占比，還有較大發(fā)展空間。云原生可為物流企業(yè)降本增效，至少表現(xiàn)在以下幾點：
第一，容器作為云原生中最重要和不可或缺的技術(shù)，2020-2025年容器市場復(fù)合增長率將超過40%。容器云應(yīng)用具有敏捷、彈性、可移植性的核心價值，可以顯著降低物流企業(yè)的用云成本。容器具有更強大的開發(fā)拓展能力、更靈敏的彈性計算能力以及更統(tǒng)籌的資源調(diào)度能力，可在不同環(huán)境下隨時構(gòu)建、裝載和運行。一臺服務(wù)器可部署多個容器，容器占服務(wù)器資源更少卻在啟動和運行速度上更快，IT使用效率的提升大大降低了成本。基于容器的方案極大降低了遷云復(fù)雜度，使物流企業(yè)可以更快遷移到云上標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)。而且，原本物流企業(yè)在上云用云上缺乏概念認(rèn)知與能力部署，不得以將大量時間與精力用于相關(guān)的團(tuán)隊組建、平臺搭設(shè)、系統(tǒng)調(diào)試、監(jiān)控運維中，花費了不必要的成本。而云原生可改善這一狀況，通過底層技術(shù)復(fù)用、開發(fā)流程可視化等方式，減少企業(yè)對基礎(chǔ)IT資源的關(guān)注，使其在IT基礎(chǔ)資源調(diào)用、模型編寫和測試優(yōu)化、模型和應(yīng)用封裝、應(yīng)用交付及運維等領(lǐng)域更具成本效率優(yōu)勢。中國信息通信研究院的一項調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，云原生技術(shù)在“提升資源利用率以節(jié)約成本”方面最受用戶認(rèn)可，高達(dá)九成用戶將其視為云原生的最大價值所在。物流企業(yè)通過容器技術(shù)可使企業(yè)交付效率提升3-10倍，使之更快迭代產(chǎn)品并降低業(yè)務(wù)的試錯成本。
第二，不單單降低用云成本，云原生對物流各層面的優(yōu)化都有利于降本增效。如我國物流業(yè)在網(wǎng)絡(luò)布局上存在不合理問題，或過于稠密，或過于松散，運輸規(guī)劃也不夠科學(xué)，重復(fù)運輸、倒流運輸、對流運輸、過遠(yuǎn)運輸、返程或啟程空駛等現(xiàn)象仍然存在，進(jìn)一步加劇了物流企業(yè)的運營成本（
物流業(yè)務(wù)中的安全問題體現(xiàn)在多個層面，而云原生能夠全方位提供安全保障。
第一，物流數(shù)據(jù)的安全。物流產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)可能被遺失、篡改、攻擊等，上云之后也面臨更多未知的安全問題。對此，“云原生安全”的概念應(yīng)運而生，它不僅解決云計算普及帶來的安全問題，更強調(diào)以原生的思維構(gòu)建云上安全建設(shè)、部署與應(yīng)用。物流企業(yè)在云原生安全理念的指導(dǎo)下，將安全能力內(nèi)置于云平臺中，實現(xiàn)云化部署、數(shù)據(jù)聯(lián)通、產(chǎn)品聯(lián)動，充分利用安全資源并降低安全解決方案使用成本。數(shù)據(jù)安全分類治理、數(shù)據(jù)安全審計、敏感數(shù)據(jù)處理、密鑰管理系統(tǒng)、憑據(jù)管理系統(tǒng)等云原生數(shù)據(jù)安全產(chǎn)品保障云上數(shù)據(jù)安全可靠，有效抵御云上網(wǎng)絡(luò)威脅。如申通與阿里云合作，物流數(shù)據(jù)做到異地備份，數(shù)據(jù)歸檔高可靠、低成本、存儲無限，系統(tǒng)穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)安全性大幅提升。
第二，物流活動的安全。物流活動牽涉人員多、物料多、環(huán)節(jié)多，保持穩(wěn)定與暢通需經(jīng)受考驗。云原生較強的可觀察性有利于提升業(yè)務(wù)穩(wěn)定性，通過服務(wù)狀態(tài)、系統(tǒng)健康度、接口調(diào)用情況、異常的實時警告等實現(xiàn)可視化及預(yù)警化，結(jié)合業(yè)務(wù)健康監(jiān)測啟用容器級別的異常自動恢復(fù)，及時規(guī)避業(yè)務(wù)風(fēng)險。如菜鳥在阿里云原生的賦能下，從云安全、云資源、業(yè)務(wù)架構(gòu)等多個維度進(jìn)行風(fēng)險評估、資源優(yōu)化和監(jiān)控保障，使之擁有應(yīng)對海量突發(fā)流量的能力，保障在各種條件下業(yè)務(wù)的常態(tài)化推進(jìn)。韻達(dá)隨著業(yè)務(wù)規(guī)模的快速擴張，對如何更穩(wěn)定、安全地支撐業(yè)務(wù)運行提出更高要求。于是，韻達(dá)與阿里云展開深度合作，構(gòu)建了基于云原生技術(shù)的業(yè)務(wù)中臺架構(gòu)，推動核心業(yè)務(wù)向數(shù)字化、在線化、智能化全面演進(jìn)。整個基礎(chǔ)設(shè)施層包括了企業(yè)級分布式應(yīng)用服務(wù)EDAS、應(yīng)用實時監(jiān)控服務(wù)ARMS、消息隊列Rocket MQ以及容器服務(wù)ACK，在基礎(chǔ)設(shè)施層上搭建了業(yè)務(wù)中臺，包括訂單中心、分單中心、用戶畫像、交易中心以及能力注冊、能力擴展、質(zhì)量管理等，共同支持了前端快遞的業(yè)務(wù)板塊，包括供應(yīng)鏈、冷鏈、同城等業(yè)務(wù)。云原生技術(shù)滿足了韻達(dá)對IT規(guī)劃的新要求，一方面敏捷高效地支撐業(yè)務(wù)，提高了基礎(chǔ)能力與商業(yè)能力，實現(xiàn)快速響應(yīng)市場、最大程度減少運維成本以及靈活地迭代更新；另一方面提升了面向業(yè)務(wù)全景的監(jiān)控能力，實現(xiàn)對故障的極速定位與復(fù)原。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，韻達(dá)業(yè)務(wù)中臺的外圍能力每天光API調(diào)用量近5億次，推送音訊記錄約有十多億音訊量，有些外圍能力復(fù)用率達(dá)到70%。很多業(yè)務(wù)線應(yīng)用都依賴于業(yè)務(wù)中臺提供的能力，如果系統(tǒng)出問題可快速定位與修復(fù)，保障了大規(guī)模業(yè)務(wù)的平順運行。
第三，物流從業(yè)者的安全。物流離不開司機等從業(yè)者，由于職業(yè)特性，他們往往面臨一定的職業(yè)危害因素。云原生也可提供新型的防護(hù)措施。如阿里云在數(shù)字孿生底座配合下，給物流司機和車輛提供車道級導(dǎo)航服務(wù)，不僅提升高速貨運效率，更能降低交通事故率。阿里云打造的安全智控平臺，希望通過主導(dǎo)安全以及對司機的關(guān)懷和服務(wù)，拉動政府政策支持并帶來一些有效激勵，促進(jìn)物流業(yè)更好地實現(xiàn)數(shù)字化發(fā)展，讓司機在運輸中體驗更好。
整體而言，物流行業(yè)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)較為陳舊，面對如今千萬級的日訂單處理量、TB級的日數(shù)據(jù)處理量顯得尤為乏力。業(yè)務(wù)暴增帶來的挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在：面對雙11、618等電商大促活動，系統(tǒng)應(yīng)用程序擴展成本高、難度大，甚至投入昂貴的成本也難以及時擴容；資源利用率低，電商大促帶來的業(yè)務(wù)高峰具有明顯的錯峰特征，物流全環(huán)節(jié)的多系統(tǒng)流量存在顯著的波峰波谷特征；系統(tǒng)運維難度高，微小改動可能“牽一發(fā)而動全身”，系統(tǒng)錯誤隔離性差，一個錯誤可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)宕機；用戶體驗差，由于業(yè)務(wù)響應(yīng)周期長等因素，用戶需求得不到滿足，滿意度低。據(jù)易觀智庫調(diào)研顯示，52.2%的消費者在物流速度上存在“更快”的訴求，27.2%的消費者則在送貨后的服務(wù)上存在“更豐富”的訴求。
總之，云原生為解決電商大促、業(yè)務(wù)激增下的物流問題提供了方案。通過容器、微服務(wù)、Devops等云原生核心能力，物流企業(yè)可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載動態(tài)變化決定算力供給，實現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用按需彈性與高可用。在業(yè)務(wù)爆發(fā)式增長的時候，云原生對資源的需求做到開箱即用。持續(xù)集成交付等工具鏈提升了業(yè)務(wù)自動化程度，從資源申請、環(huán)境準(zhǔn)備、測試預(yù)發(fā)到故障修復(fù)實現(xiàn)一站式解決，在無人介入狀態(tài)下提升業(yè)務(wù)整體相應(yīng)效率。應(yīng)用微服務(wù)化改造，將應(yīng)用程序代碼拆分運行在多個進(jìn)程之中，簡化研發(fā)運維，降低系統(tǒng)錯誤帶來的負(fù)面影響。用戶端能夠享受更便捷、敏捷、智能的物流服務(wù)，“更快、更豐富”的訴求得到滿足。例如，京東以京東云為技術(shù)基石，面對購物狂歡節(jié)引發(fā)的流量洪峰，通過廣泛運用云原生技術(shù)，不僅全鏈路保障數(shù)智化社會供應(yīng)鏈，更保障了消費者獲得“絲滑”體驗?；谠圃軜?gòu)，京東云運行著全球最大的容器集群，通過京東云混合多云操作系統(tǒng)云艦對資源進(jìn)行綜合調(diào)度。在平穩(wěn)支撐京東萬億級交易的同時，實現(xiàn)混部節(jié)點的CPU平均使用率提升2倍，每年節(jié)省成本達(dá)數(shù)億元。
云原生定義了下一代云計算，逐步成為企業(yè)加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)高效創(chuàng)新的最佳方案。云原生的行業(yè)應(yīng)用不斷擴容，現(xiàn)階段的應(yīng)用相對集中在電信、電網(wǎng)、金融等信息化基礎(chǔ)本身較好的企業(yè)。在物流企業(yè)的應(yīng)用，無論是理論研究還是實踐探索，均處于“摸石頭過河”的階段，但應(yīng)用前景廣闊。一方面，云原生應(yīng)用到物流企業(yè)具有堅實的理論基礎(chǔ)，其技術(shù)特性與物流特性的契合度很高；另一方面，物流企業(yè)可在實踐中通過多條路徑將云原生技術(shù)落地，可應(yīng)用云原生架構(gòu)湖倉一體新型數(shù)據(jù)庫，可應(yīng)用云原生解決物流成本高難題，可應(yīng)用云原生保障物流業(yè)務(wù)的安全穩(wěn)定，也可應(yīng)用云原生應(yīng)對電商大促下的物流激增現(xiàn)象。由此可見，未來云原生在物流領(lǐng)域的深度應(yīng)用值得期待，物流企業(yè)必將從資源云化到業(yè)務(wù)云化，最終趨于全面云原生化，真正發(fā)揮云的價值，革新物流生態(tài)，使物流更好地服務(wù)國家經(jīng)濟、服務(wù)消費者。
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