何謂雲原生應用程式？
雲原生應用程式是一種專為充分利用雲端運算架構與服務而設計開發的軟體應用程式。不同於傳統應用程式（雖可能部署於雲端但未針對雲端環境進行優化），雲原生應用程式從底層架構開始便專注於實現雲端無縫運作。這意味著它們能依據需求高效擴展或縮減規模，維持高可用性與韌性，並促進快速、持續的更新與改進。
通常，雲原生應用程式透過以下幾項關鍵架構與運作原則實現這些能力：
微服務架構：此方法將應用程式拆分為更小、獨立的服務，每個服務負責特定功能。這些微服務透過 API 相互溝通。如此一來，每個服務皆可獨立開發、部署與擴展，從而提升應用程式的整體靈活性與敏捷性。
容器化：容器是輕量級、可攜式的單元，能將應用程式及其所有依賴項打包整合。容器化確保應用程式能在不同環境中保持一致運行，從開發者的筆記型電腦到測試伺服器，再到生產環境皆然。容器化簡化了部署流程，並提升了雲原生應用程式的可靠性。
動態編排：編排工具用於管理容器化應用的部署、擴展與運維。這些工具能自動化執行容器的啟動、監控及維護流程，確保應用程式能適應需求變化，並在故障發生時快速恢復運作。
DevOps 與 CI/CD：DevOps 是一套整合軟體開發（Dev）與 IT 運維（Ops）的實踐方法，旨在縮短開發生命週期並持續交付高品質軟體。持續整合/持續交付（CI/CD）管道透過自動化應用程式的建置、測試與部署流程，實現頻繁且可靠的版本發布。此機制使雲原生應用程式能快速響應用戶反饋與市場變化，實現即時更新與優化。
彈性與可擴展性：雲原生應用程式具備高彈性，能優雅處理故障而不會造成重大停機時間。其設計亦注重高效擴展能力；例如當用戶活動突然激增時，應用程式可自動分配更多資源以應對增加的負載，並在需求下降時自動縮減規模。
雲原生應用的挑戰與考量
雲原生應用程式帶來諸多挑戰與考量。例如，微服務的複雜性便是主要難題之一。從單體架構轉向微服務架構，將使部署、監控與管理過程更為繁複。每個微服務皆需獨立關注，而確保服務間無縫溝通，則需要強健的網路管理與錯誤處理策略。
管理容器與編排機制增添了另一層複雜性。儘管容器具備一致性與可攜性，但處理大量容器仍具挑戰性。 諸如Kubernetes等工具需具備深厚專業知識方能配置與維護，必須仰賴技術精湛的人員才能有效管理。此外，實施DevOps與CI/CD實踐需組織內部進行重大文化轉型。開發與運維團隊必須緊密協作，這要求流程與思維模式的改變。整合各類版本控制、建置自動化、測試及部署工具的過程，往往既複雜又耗時。
安全性是另一項關鍵考量。採用多重微服務與容器技術會擴大攻擊面，需制定全面的安全策略。雲原生應用程式具備動態特性，容器頻繁創建與銷毀的特性，使得維持一致的安全政策更為複雜，因此自動化安全工具至關重要。最後，成本管理是重要考量因素。雲原生應用程式雖能提升效率與擴展性，但若管理不當，亦可能導致雲端成本攀升。 需透過高效的資源分配與擴展策略來優化成本，而隨用隨付的計費模式更需密切監控，以避免意外支出。
雲原生應用的優勢
雲原生應用程式具備諸多優勢，能顯著提升軟體開發與部署的效率、可擴展性及韌性。這些優勢使雲原生應用程式成為現代企業極具吸引力的選擇。
可擴展性：雲原生應用程式最顯著的優勢之一在於其高效擴展能力。由於這些應用程式專為雲端環境設計，能依據需求輕鬆擴充或縮減規模。 運用如搭載E-核心的IntelXeon 等硬體設備——此類硬體專為雲原生工作負載優化——能透過提供高效處理多變負載所需的運算能力，進一步強化此擴展性。這種彈性確保資源使用率達到最佳化，在高峰負載期間維持效能表現，同時避免在低需求時段過度配置資源。
韌性：雲原生應用程式專為優雅處理故障而設計。採用微服務架構時，單一元件發生故障時，未必會導致整個系統癱瘓。這種韌性確保了更高的可用性與可靠性，對於維持業務持續運作至關重要。
敏捷性與速度：微服務、容器技術及持續整合/持續交付（CI/CD）管道的應用，能加速開發與部署流程。開發人員可獨立處理個別服務模組，縮短開發週期並加快新功能與更新的發布速度。持續整合與交付的實踐確保新程式碼能快速測試與部署，從而提升對市場變化與客戶反饋的應變能力。
可攜性：容器化確保應用程式能在從開發到生產的不同環境中保持一致運行。這種可攜性降低了環境特定問題的風險，並簡化了部署流程，使應用程式更容易在本地資料中心與各類雲端供應商之間遷移。
成本效益：透過優化資源配置並採用隨用隨付的雲端服務模式，雲原生應用程式能有效降低營運成本。企業可避免過度配置資源所產生的開銷，並能依據實際需求彈性擴展資源，從而實現基礎設施的高效運用。
強化協作：採用DevOps實踐促進開發與運維團隊間更緊密的協作。這種文化轉變帶來更優化的工作流程、更快速的問題解決，以及更具凝聚力的軟體開發與部署模式。自動化測試與部署工具的整合進一步精簡這些流程，減少人為失誤並提升整體效率。
強化安全性：儘管雲原生環境中的安全管理可能相當複雜，但運用自動化安全工具與實務可提升整體安全態勢。持續監控、自動化更新，以及整合至持續整合/持續部署（CI/CD）管道的安全政策，有助於快速識別並緩解漏洞。
創新與實驗：微服務的模組化特性促進了更大規模的實驗與創新。團隊能夠獨立開發並部署新服務或功能，在隔離環境中進行測試，並根據反饋快速迭代。這培育了創新文化，使企業能迅速適應新趨勢與技術，從而保持競爭力。
常見問題
- 雲原生應用程式如何提升韌性？
雲原生應用程式透過其微服務架構來增強韌性。透過將應用程式拆解為更小、獨立的服務，確保單一元件故障不會影響整個系統。此設計提升了應用程式的整體可用性與可靠性。 - 原生應用程式與雲端應用程式的區別為何？
原生應用程式專為特定平台或裝置設計，能充分運用裝置的硬體與作業系統功能。此類應用程式通常需從應用程式商店下載並安裝。相較之下，雲端應用程式則託管於雲端伺服器，透過網頁瀏覽器存取。雲端應用程式可在多種平台與裝置上運行，相較於原生應用程式，具備更高的靈活性與擴展性。 - 為何容器對雲原生應用程式至關重要？
容器之所以對雲原生應用程式重要，在於其能將應用程式及其依賴項打包成單一執行單元，確保在不同環境中保持一致的運行狀態。這種可攜性不僅簡化部署流程、減少環境特定問題，更能確保開發、測試與生產環境間的效能一致性。 - DevOps 如何促進雲原生應用程式？
DevOps 透過促進開發與運維團隊間的協作、簡化工作流程及自動化流程，為雲原生應用程式帶來貢獻。這種文化轉變與持續整合/持續交付（CI/CD）管道的運用，使應用程式的開發、測試與部署得以快速進行，進而實現更短的發布週期與更高品質的軟體。