作者：莫源
云原生技能与降本增效
2020 年，新冠疫情横扫全球，很多的企业罢工、工厂停产、供应链中断，给全球的经济带来巨大的冲击。有 65%的企业开端考虑经过上云的方法提高企业 IT 信息化的才干来应对未来可能呈现的其他体系性危险。而云原生技能作为时下最先进的上云方法，成为了大多数企业进行 IT 信息化转型的最佳挑选。
知名参谋机构 Capgemini 在 2020 年的“Cloud Native Comes of Age”调研成果显现，仅有 15%的企业已经将新运用程序树立在云原生环境，但接下来的三年这个份额将提高到 52%。陈述中，在云原生环境中布置超越 20% 运用的企业被定义为领先者，他们是怎么看待云原生技能呢？
87%的受访企业表明，云原生提高了效率并下降了本钱。84%的受访企业表明，云原生推动了更好的客户体会。80%的受访企业表明，新产品和服务的推行等待时间显着下降。
而在2021年CNCF《FinOps Kubernetes Report》的调研陈述显现，迁移至 Kubernetes 渠道后，68%的受访者表明地点企业核算资源本钱有所增加，36%的受访者表明本钱飙升超越 20%。即便是作为大多数领先者企业共同的降本增效特性，在很多企业进行云原生转型的过程中依旧障碍重重，乃至付出了更多的本钱，为什么已经选用了云原生技能，却仍是离抱负那么悠远？
从一个实在的事例讲起
Raymond 是一家互联网电商的 IT 渠道担任人，在曩昔 2 年的时间里，带领团队将公司一切的事务进行了云原生化改造。Raymond 挑选云原生技能作为渠道架构方法的初衷是十分朴素的，因为以微服务、容器、DevOps 为代表的云原生技能，能够将不同类型的运用进行统一的交给和运维，下降办理本钱；能够经过流水线完成自动化的构建和交给，提高研制速度；能够经过容器技能完成运用之间的资源共享与弹性，下降资源的糟蹋；能够经过不同类型运用间的混部与抢占，进一步压榨集群资源的利用率。
| 事务渠道 | 事务描述 |
|---|---|
| 电商主站 | 周期性事务，工作日白日为低谷，工作日晚上与节假日为顶峰，大促场景下存在激峰流量。 |
| 大数据渠道 | 包括数据湖的即席查询与报表/ETL作业，即席查询首要以Presto为主，作业首要数据研制经过工作流提交；ETL作业首要以Spark离线作业为主。 |
| 微商家渠道 | 多租户SaaS化事务，每个租户独立配额和用量。 |
| 直播渠道 | 周期性事务，工作日白日为低谷，工作日晚上与节假日为顶峰，存在不行预期的峰值流量。 |
| 转码/训练渠道 | 暂时任务，碎片型作业，运转时间较短。 |
Raymond 的团队担任公司五大渠道的安稳运转，依据事务的特性、运维的便捷性、安全的等级、本钱的考量，Raymond 将事务拆分了三个集群：
- 集群 A-主站/转码集群
主站的事务安稳性要求较高，整个集群的规划以静态节点池为主，合作守时弹性的才干在事务顶峰到来之前提前扩容。白日容量较低的时分，经过混部转码事务分时复用集群的空间，从而完成资源效率的提高。
- 集群 B-直播/大数据集
将直播事务和大数据事务放在一个集群中的原因是，无论是数据湖的即席查询、直播事务仍是大数据的 ETL 作业，在单位时间内对核算资源的消耗都是十分大的，可是事务的容量大小存在比较大的随机性，高弹性的场景更适合两者的事务。
- 集群 C-微商家集群
将微商家事务独立放在一个集群内，首要是出于安全性的考虑，阻隔租户数据与事务数据。此外，独立的集群也能够更好地进行本钱核算。
作为十分资深的云原生范畴专家，Raymond 的技能选型、集群的拆分、优化的战略都是无可挑剔的，事务云原生化的榜首个月，安稳又高效，全部似乎都在向着预想中的成果前进着。
“上个月的费用增加了 70%？”，在拿到最新的账单后 Raymond 自言自语百思不得其解，到底是哪里呈现了问题？
企业云原生 IT 本钱办理的难点
从前，Raymond 的团队选用的比较传统、老练的静态企业 IT 本钱办理模型。这种模型的周期一般为月度或许季度，经过资源规划、本钱预算、本钱预算、本钱操控四个阶段的施行，进行 IT 资产的收购，完成企业IT本钱办理的方针。
这种模型的优势是每一次 IT 本钱办理所得出的本钱预算是固定的，从 IT 资产办理的视点来讲是十分友爱的。可是坏处也比较显着，当事务存在容量的频频改变的时分，可能会使本钱预算阶段呈现较大的误差，形成很多的糟蹋。
云原生技能中常用来降本增效的方法，例如：智能调度、弹性弹性、混部、分时抢占等实质上来讲是将资源的独享变成共享，将资源的静态供应变成动态，任何新技能的选用，必然会对已有体系的架构进行改造与优化，而云原生技能架构的引进的动态性改造常常会打破企业中传统的 IT 本钱办理体系，形成 IT 本钱办理的失控。当 IT 本钱办理失控的时分，各种优化的战略也就成为了无根之木。
当 Raymond 测验经过账单来找寻呈现问题的蛛丝马迹的时分，他得到的是一张上百页的月度账单详情，从账单明细中来回溯导致反常费用产生的运用、部分是简直不行能的工作。而 Raymond 遇到的难题，简直是每一个云原生架构的担任人都必须跨过的难题。
那么，是什么导致了企业云原生 IT 本钱办理的困难呢？
- 事务单元与计费单元生命周期的差异
在传统的企业 IT 本钱办理模型中，事务单元和计费单元是存在一定的匹配联系的，例如：一个门户网站，包括两台 ECS，一个接入层网关 SLB，一个数据库 RDS。它的事务单元和计费单元是1对1的，账单即是本钱。
可是，在云原生的场景下，当运用布置在 Kubernetes 等容器集群时，一切的资源是池化的，事务的最小计量单元是一个 Pod，而 Pod 的生命周期与实践产生账单的节点的生命周期是不匹配的。大多数场景下，运用的从头布置，事务的 Pod 就会从头调度到其他的节点之上，这导致了事务单元和计费单元在逻辑、空间、时间三个维度上，都可能无法做到1对1的匹配联系。
这就导致了企业的事务部分想要去衡量、规划、预算一个事务的预算的时分，难以得出具体的成果。
- 动态资源交授予静态容量规划的矛盾
传统的企业 IT 办理模型中，规划/预算与资源交给的联系是静态的。事务部分能够按照月度、季度、年度的周期提交预算，再由 IT 部分进行统一的收购、分配。为了处理静态容量规划模型中资源糟蹋的问题，容器选用了例如：弹性弹性等技能与处理计划。经过动态资源交给的方法，进行容量本钱的操控。
可是，动态资源交给模型在实践的生产中，可能会引进其他的本钱圈套。比较典型的是传统静态规划模型大多会选用包年包月的计费方法，而动态资源交给模型，会混合包年包月与按量付费等多种模型。乃至某些场景下，还会引进 Saving Plan、预留实例券、竞价实例等特殊的付费战略。相比而言，包年包月的计费单价是按量付费等模型的 30-50%左右。当动态交给的资源占比不合理的时分，可能会形成 IT 本钱的很多糟蹋。
此外，传统静态容量规划模型的预算和收购是在一个阶段施行的，这样 IT 本钱办理无需重视本钱的趋势改变。可是当很多的动态资源交给模型施行后，企业的 IT 办理员需求不仅仅重视总的费用改变，还需求重视本钱的趋势，乃至某些场景下需求对费用进行猜测，以保障集群的费用不会呈现非预期的大规模超出预算的现象。
- 企业 IT 本钱办理模型与云原生架构的适配
传统的 IT 本钱办理模型在本钱操控方面，更多的侧重是在增效这个维度，经过提高机器的利用率，减缩下一次容量规划阶段的本钱。而云原生 IT 本钱办理的场景，增效和降本是同时进行的，企业能够经过监控、智能推荐等方法调整资源的配额，完成资源利用率的提高；经过弹性弹性、动态资源交给等方法，完成资源本钱的下降。降本增效同时进行的方法，会大大缩短企业 IT 本钱办理模型的周期，而且对预算办理配额办理、本钱趋势猜测、本钱趋势报警提出更多的要求。
- 不恰当的本钱优化计划乱用的副作用
传统的 IT 本钱办理模型的优化手法相对而言比较单一，一般是经过资源利用率等目标的指导，完成降本增效的意图。而在云原生的场景下，各种各样的优化手法层出不穷。可是，任何的优化计划都会对现有架构的安稳性带来应战，例如：
-
运用弹性弹性时，需求考虑弹性灵敏度与事务流量洪峰的匹配程度；需求考虑缩容时事务的优雅下线；需求考虑是否会造本钱钱黑洞（反常原因形成的很多资源糟蹋，例如：DDOS 时形成的 CDN 资源超量运用）等等。
-
运用大数据弹性供应时，需求考虑集群是否还有闲置资源能够复用；需求考虑暂时数据作业的运转时长是否过长，形成资源的计费模型不合理；需求考虑弹性供应时资源的利用率是否符合预期等等。
实质来讲，云原生场景的优化首要会集在调度/资源的动态性上，经过腾挪、分时、抢占、弹性等手法，完成资源利用率的提高，以及全体集群水位或许总核时本钱的下降。大多数的优化都是针对范畴场景的，企业在进行云原生 IT 本钱优化计划施行之前，需求先衡量和评价架构的改变带来的危险，以及优化计划的预期收益。
上述的四个问题，是每一家企业云原生转型时做 IT 本钱办理都绕不过的障碍，限制了企业进行云原生转型的节奏，也困扰了像 Raymond 等一大批云原生技能的领先者。为了处理上述问题，云原生 IT 本钱办理计划就应运而生。
阿里云企业云原生 IT 本钱办理方
阿里云容器服务与 AWS 并列排名榜首，是全球容器产品最完善的云服务厂商。早在 2006 年就开端在阿里集团内部推进云原生技能的落地，十六年的云原生实践的经验堆集让阿里云对云原生的思考和理解能够更好的赋能给企业，助力企业完成 IT 信息化转型。
近些年，跟着企业上云的加快，云财政办理（FinOps）的概念被越来越多的企业提及与采用，云财政办理（FinOps）是一种云的运营模式，它将体系、最佳实践和文明结合在一起，以提高安排了解云本钱的才干。这是一种为云支出带来财政责任的做法，使团队能够做出正确的事务决议计划。云财政办理（FinOps）增强了 IT、工程、财政、收购和企业之间的协作。它使 IT 能够发展成为专心于利用云技能为事务增值的服务安排。当云原生技能与云财政办理（FinOps）概念交错在一起，就孕育出了云原生IT本钱办理（Cloud Native FinOps）的理念，它是云财政办理（FinOps）概念在云原生场景下的一种演进与进化。
阿里云容器服务推出了企业云原生 IT 本钱办理计划，助力企业在云原生云上的场景下，供给企业 IT 本钱办理、企业 IT 本钱可视化、企业 IT 本钱优化等功用。阿里云企业云原生 IT 本钱办理计划拥有五大中心功用：
中心功用一：独有的云原生容器场景本钱分摊与预算模型
为了处理容器场景下事务单元与计费单元生命周期不共同的问题，容器服务提出了独有的计费与计量相结合的本钱预算模型，并加入费用战略（付费类型、节约计划、代金券、用户扣头、竞价动摇）、分摊因子（CPU、内存、GPU 卡、GPU 显存等）、资源形状（ECS\ECI\HPC）等要素的考量，完成针对Pod维度的本钱预算以及集群占比的本钱分摊。经过账单剖析将集群在一个阶段内的一切资源本钱进行聚合，再合作 Pod 维度的本钱分摊才干完成了完好的云原生容器场景本钱分摊与预算模型。
中心功用二：多维度的本钱洞悉、趋势猜测、根因下钻
支撑集群、命名空间、节点池、运用（label 通配符匹配）四个维度的本钱洞悉，集群维度侧重在云资源的分布、资源本钱的趋势改变、集群水位与糟蹋的比率以及集群本钱费用的趋势与猜测，能够帮忙IT办理员精确判别本钱消费的趋势，避免超越预算的场景；命名空间侧重在费用的分摊，支撑短周期的费用预估以及长周期的本钱分摊，支撑调度水位、资源用量、本钱趋势的相关性剖析，帮忙部分办理员进行本钱预算，下钻剖析本钱糟蹋，提高部分资源利用率；节点池维度侧重在资源本钱规划与办理，经过实例类型、单位核时、调度水位、利用率水位的相关性剖析，帮忙 IT 资产办理员优化资源组合和付费战略。运用（label 通配符匹配）维度侧重在范畴场景本钱优化，例如：大数据、AI、离线作业、在线运用等各种上层运用场景，都能够经过运用维度的本钱洞悉进行实时费用预估以及任务等级的本钱核算。
经过四个维度的本钱洞悉，能够让全场景的本钱优化功用与处理计划都有数据能够支撑，有理有据的进行降本增效。
中心功用三：全场景的本钱优化才干、处理计划的掩盖
针对于不同企业的实践事务场景，阿里云容器服务供给了全场景的资源画像树立、本钱优化才干与处理计划（具体见文末）：
- 弹性弹性
- 混部
- 智能资源画像
- 云原生大数据/AI
- 云原生工作流
此外，企业针对本钱的优化战略，大部分是需求事务场景支撑的，很多场景下还会存在定制化和二次开发。因而，阿里云容器服务的企业云原生 IT 本钱办理计划供给的本钱洞悉才干与上层优化计划完全解耦的，能够经过四个维度的本钱洞悉才干，掩盖全场景的本钱优化手法的衡量与评价。
中心功用四：多集群/多云/混合云全类型云本钱办理才干
多云是现在企业上云的新趋势，不同的云厂商的计费模型存在比较大的差异，例如：国内云服务商常见的包年包月付费方法、国际云服务商常见的信用卡预扣/后付、部分云服务商支撑的节约计划以及预留实例等等。这些都对多如此管平面的本钱剖析才干供给了更多的应战。阿里云容器服务的企业云原生 IT 本钱办理计划经过供给统一的云服务厂商的账单与询价接入与默许完成，支撑干流的云服务厂商、IDC 自建机房的费用数据的接入。并经过共同的云原生容器场景本钱分摊与预算模型进行本钱办理。合作企业级云原生分布式云容器渠道 ACK One（Alibaba Cloud Distributed Cloud Container Platform）完成多如此管、资管统一的操控平面。
中心功用五：企业云原生IT本钱办理的专家服务
企业云原生 IT 本钱办理不仅仅是一个产品才干或许处理计划，更是一种云原生年代的企业IT办理、安排流程、文明的演进。阿里云容器服务团队联合阿里云天基团队，经过阿里如此资管家供给完好的 FinOps 理念掩盖的产品及专家服务。
阿里如此资管家作为国内经过《面向云资源的财政运营才干通用老练度模型》评价的云产品，帮忙企业落地：本钱流程办理、本钱洞悉、本钱优化、本钱运营等，助力企业树立云原生全体 IT 本钱渠道，加快企业全面云化后的 IT创新与 IT 决议计划。
回到实在的场景中去
面对 Raymond 的窘境，要怎么经过阿里云容器服务供给的企业云原生 IT 本钱办理计划来进行本钱优化呢？
过程一：Raymond 先经过集群的本钱剖析才干，检查集群的本钱趋势与本钱预算的差异，能够来得出本钱反常的开始结论。
| 集群名称 | 是否超出预算 | 超出预算份额 |
|---|---|---|
| 集群 A-主站/转码集群 | 是 | 5% |
| 集群 B-直播/大数据集群 | 是 | 140% |
| 集群 C-微商家集群 | 否 | -9% |
依据集群的费用状况能够看出，主体的糟蹋是在集群 B。那么，接下来能够首要针对集群 B 进行下钻剖析。
过程二：检查集群的费用构成，确认优化方向与下钻战略。
在这个集群中，能够看到核算资源是费用的主体构成，那么能够将问题下钻问题的方向导向资源利用率以及核时单价本钱的视点来进行进一步的剖析。
过程三：检查集群的资源利用率状况以及核时单价本钱
从集群的调度水位上来看达到了 78%，是一个比较抱负的状况，既有一定的空间持续调度又不至于过于糟蹋。从实践的资源运用率来看，只要 3%的实在用率，阐明资源存在已分配可是未充沛运用的场景。此外，从节点池的核时单价上来检查，其间一个包括竞价实例的节点池的单价迫临按量付费的单价，这阐明挑选的竞价实例的规格存在不合理的现象，形成单位核时的价格过高。
过程四：下钻运用维度，定位问题运用
经过命名空间维度能够定位到有部分的命名空间有显着的波峰波谷的容量改变，且容量扩容后，资源的利用率并没有显着的动摇和改变，阐明守时的弹性对事务的是没有带来任何收益的。
经过命名空间中供给的资源糟蹋列表，能够看到呈现很多糟蹋的运用名称。填写运用的 label 状况，能够看当时的运用基本是空跑的状况，可是占有了集群 34.74%的全体消费。
Raymond 经过和研制同学确认，发现是因为守时弹性装备到了一个还未上线的测验事务上，而且装备弹性的副本数比较大，形成了资源的很多糟蹋。此外，集群中的竞价实例组合因为库存的问题形成费用飙高，需求装备新的竞价实例的可用区和规格。至此，Raymond 从头装备了守时弹性规则，批改了竞价实例的装备组合，困扰他好久的问题处理了。
其实，当我们回过头来看 Raymond 的问题，都是实践生产中可能遇到的小事，而正是这些不起眼的小事有可能形成企业 IT 本钱办理的大资损。IT 的体系复杂度越高，就需求运维体系越自动化，相同，云原生降本增效的手法越丰富，就越需求 IT 本钱办理的计划更数据化、透明化。降本增效是意图，强调的是成果而不是过程，依托企业云原生 IT 本钱办理计划，能够透明化、数字化、自动化地完成企业 IT 本钱优化的方针。
云原生企业IT 本钱办理未来的展望
可预见在未来，云财政办理（FinOps）的概念会被越来越多的企业提及与采用，降本增效的才干与计划也会如雨后春笋一般的出现。可是，从实践的状况上来看，大部分企业的 IT 本钱办理的理念还没有跟上架构的演进，这无形中给企业的云原生化转型带来了更大的负担。想要完好驱动、落地云原生 IT 本钱优化的战略，一定要让云原生 IT 本钱办理的理念、工具、流程先行，只要可观测、可量化、可衡量的优化计划才干真实证明价值。
阿里云企业云原生 IT 本钱办理计划助力企业落地企业 IT 本钱办理的理念、工具与流程，让企业在云原生化的过程中能够数字化地完成企业 IT 本钱办理与优化，成为 FinOps 范畴的践行者与领先者。
相关链接
[1]《Gartner陈述：阿里云成全球容器产品最完善云服务商》
https://developer.aliyun.com/article/763157
[2]弹性弹性：
https://help.aliyun.com/document_detail/119099.html
[3]智能资源画像：
https://help.aliyun.com/document_detail/413944.html
[4]云原生大数据/AI：
https://help.aliyun.com/document_detail/201994.html
[5]云原生工作流：
https://help.aliyun.com/document_detail/157124.html
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