作者：
劉洋（炎尋） EDAS-OAM 架構(gòu)與開發(fā)負責人
鄧洪超 OAM spec maintainer
孫健波（天元） OAM spec maintainer

隨著以 K8s 為主的云原生基礎(chǔ)架構(gòu)遍地生根，越來越多的團隊開始基于 K8s 搭建持續(xù)部署、自助式發(fā)布體驗的應(yīng)用管理平臺。然而，在 K8s 交付和管理應(yīng)用方面，目前還缺乏一個統(tǒng)一的標準，這最終促使我們與微軟聯(lián)合推出了首個云原生應(yīng)用標準定義與架構(gòu)模型 - OAM。本文作者將從基本概念以及各個模塊的封裝設(shè)計與用法等角度出發(fā)來詳細解讀 OAM。

OAM 主要有三個特點：

• 開發(fā)和運維關(guān)注點分離：開發(fā)者關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯，運維人員關(guān)注運維能力，讓不同角色更專注于領(lǐng)域知識和能力；
• 平臺無關(guān)與高可擴展：應(yīng)用定義與平臺實現(xiàn)解耦，應(yīng)用描述支持跨平臺實現(xiàn)和可擴展性；
• 模塊化應(yīng)用部署和運維特征：應(yīng)用部署和運維能力可以描述成高層抽象模塊，開發(fā)和運維可以自由組合和支持模塊化實現(xiàn)。

OAM 綜合考慮了在公有云、私有云以及邊緣云上應(yīng)用交付的解決方案，提出了通用的模型，讓各平臺可以在統(tǒng)一的高層抽象上透出應(yīng)用部署和運維能力，解決跨平臺的應(yīng)用交付問題。同時，OAM 以標準化的方式溝通和連接應(yīng)用開發(fā)者、運維人員、應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施，讓云原生應(yīng)用交付和管理流程更加連貫、一致。

角色分類

OAM 將應(yīng)用相關(guān)的人員劃分為 3 個角色：

• 應(yīng)用開發(fā)：關(guān)注應(yīng)用代碼開發(fā)和運行配置，是應(yīng)用代碼的領(lǐng)域?qū)＜?#xff0c;應(yīng)用開發(fā)完成后打包（比如鏡像）交給應(yīng)用運維；

• 應(yīng)用運維：關(guān)注配置和運行應(yīng)用實例的生命周期，比如灰度發(fā)布、監(jiān)控、報警等操作，是應(yīng)用運維專家；

• 平臺運維：關(guān)注應(yīng)用運行平臺的能力和穩(wěn)定性，是底層（比如 Kubernetes 運維/優(yōu)化，OS 等）的領(lǐng)域?qū)＜摇?/p>

核心概念

OAM 包含以下核心概念：

服務(wù)組件（Component Schematics）

應(yīng)用開發(fā)使用服務(wù)組件來聲明應(yīng)用的屬性（配置項），運維人員定義這些屬性之后就能按照組件聲明得到運行的組件實例，組件聲明包含以下信息：

• 工作負載類型（Workload type）：表明該組件運行時的工作負載依賴；
• 元數(shù)據(jù)（Metadata）：面向組件用戶的一些描述性信息；
• 資源需求（Resource requirements）：組件運行的最小資源需求，比如最小內(nèi)存，CPU 和文件掛載需求；
• 參數(shù)（Parameters）：可以被運維人員配置的參數(shù)；
• 工作負載定義（Workload definition）：工作負載運行的一些定義，比如可運行包定義（ICO images, Function等）。

應(yīng)用邊界（Application Scopes）

運維人員使用應(yīng)用邊界將組件組成松耦合的應(yīng)用，可以賦予這組組件一些共用的屬性和依賴，應(yīng)用邊界聲明包含以下信息：

• 元數(shù)據(jù)（Metadata）：面向應(yīng)用邊界用戶的一些描述性信息。
• 類型（Type）：邊界類型，不同類型提供不同的能力；
• 參數(shù)（Parameters）：可以被運維人員配置的參數(shù)。

運維特征（Traits）

運維人員使用運維特征賦予組件實例特定的運維能力，比如自動擴縮容，一個 Trait 可能僅限特定的工作負載類型，它們代表了系統(tǒng)運維方面的特性，而不是開發(fā)的特性，比如開發(fā)者知道自己的組件是否可以擴縮容，但是運維可以決定是手動擴縮容還是自動擴縮容，特征聲明包含以下信息：

• 元數(shù)據(jù)（Metadata）：面向特征用戶的一些描述性信息；
• 適用工作負載列表（Applies-to list）：該特征可以應(yīng)用的工作負載列表；
• 屬性（Properties）：可以被運維人員配置的屬性。

工作負載類型和配置（Workload types and configurations）

描述特定工作負載的底層運行時，平臺需要能夠提供對應(yīng)工作負載的運行時，工作負載聲明包含以下信息：

• 元數(shù)據(jù)（Metadata）：面向工作負載用戶的一些描述性信息；
• 工作負載設(shè)置（Workload Setting）：可以被運維人員配置的設(shè)置。

應(yīng)用配置（Application configuration）

運維人員使用應(yīng)用配置將組件、特征和應(yīng)用邊界的組合在一起實例化部署，應(yīng)用配置聲明包含以下信息：

• 元數(shù)據(jù)（Metadata）：面向應(yīng)用配置用戶的一些描述性信息；
• 參數(shù)覆蓋（Parameter overrides）：可以理解為變量定義，可以被組件、特征、應(yīng)用邊界的參數(shù)引用；
• 組件設(shè)置（Component）：構(gòu)成應(yīng)用的全部組件都在這里設(shè)置；
• 綁定組件的運維特征配置（Trait Configuration）：綁定的特征列表及其參數(shù)。

OAM 認為：

一個云原生應(yīng)用由一組相互關(guān)聯(lián)但又離散獨立的組件構(gòu)成，這些組件實例化在合適的運行時上，由配置來控制行為并共同協(xié)作提供統(tǒng)一的功能。

更加具體的說：

一個 Application 由一組 Components 構(gòu)成，每個 Component 的運行時由 Workload 描述，每個 Component 可以施加 Traits 來獲取額外的運維能力，同時我們可以使用 Application scopes 將 Components 劃分到 1 或者多個應(yīng)用邊界中，便于統(tǒng)一做配置、限制、管理。

整體的運行模式如下所示：

組件、運維特征、應(yīng)用邊界通過應(yīng)用配置（Application Configuration）實例化，然后再通過 OAM 的實現(xiàn)層翻譯為真實的資源。

怎么用？

使用 OAM 來管理云原生應(yīng)用，其核心主要是圍繞著“四個概念，一個動作”。

四個概念

• 應(yīng)用組件（包含對工作負載的依賴聲明）；【開發(fā)人員關(guān)心】
• 工作負載；【平臺關(guān)心】
• 運維特征；【平臺關(guān)心】
• 應(yīng)用邊界；【平臺關(guān)心】

一個動作

• 下發(fā)應(yīng)用配置；【運維人員關(guān)心】

下發(fā)應(yīng)用配置之后 OAM 平臺將會實例化四個概念得到運行的應(yīng)用。

一個 OAM 平臺在對外提供 OAM 應(yīng)用管理界面時，一定是預(yù)先已經(jīng)準備好了“運維特征，應(yīng)用邊界”供運維人員使用，準備好了“工作負載”供開發(fā)者使用，同時開發(fā)者準備“組件”供運維人員使用。因此角色劃分就很明了：

• 開發(fā)者提供組件，使用平臺的工作負載；
• 運維人員關(guān)注一個動作實例化四個概念；
• 平臺方需要提供工作負載，運維特征，應(yīng)用邊界，并且托管用戶的應(yīng)用組件；

例子

如何使用上面“四個概念，一個動作”來部署一個 OAM 應(yīng)用呢？

我們假想一個場景，用戶的應(yīng)用有兩個組件：frontend 和 backend，其中 frontend 組件需要域名訪問、自動擴縮容能力，并且 frontend 要訪問 backend，兩者應(yīng)該在同一個 vpc 內(nèi)，基于這個場景我們需要有：

• 開發(fā)者創(chuàng)建 2 個組件

frontend 的 workload 類型是 Server 容器服務(wù)（OAM 平臺提供該工作負載）：

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: ComponentSchematic metadata:name: frontendannotations:version: v1.0.0description: "A simple webserver" spec:workloadType: core.oam.dev/v1.Serverparameters:- name: messagedescription: The message to display in the web app.type: stringvalue: "Hello from my app, too"containers:- name: webenv:- name: MESSAGEfromParam: messageimage:name: example/charybdis-single:latest

backend 的 workload 是 Cassandra（OAM 平臺提供該工作負載）：

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: ComponentSchematic metadata:name: backendannotations:version: v1.0.0description: "Cassandra database" spec:workloadType: data.oam.dev/v1.Cassandraparameters:- name: maxStalenessPrefixdescription: Max stale requests.type: intvalue: 100000- name: defaultConsistencyLeveldescription: The default consistency leveltype: stringvalue: "Eventual"workloadSettings:- name: maxStalenessPrefixfromParam: maxStalenessPrefix- name: defaultConsistencyLevelfromParam: defaultConsistencyLevel

• OAM 平臺提供 Ingress Trait

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: Trait metadata:name: Ingress spec:type: core.oam.dev/v1beta1.IngressappliesTo:- core.oam.dev/v1alpha1.Serverparameters:properties: |{"$schema": "http://json-schema.org/draft-07/schema#","type": "object","properties": {"host": {"type": "string","description": "ingress hosts",},"path": {"type": "string","description": "ingress path",}}}

• OAM 平臺提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用邊界

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: ApplicationScope metadata:name: networkannotations:version: v1.0.0description: "network boundary that a group components reside in" spec:type: core.oam.dev/v1.NetworkScopeallowComponentOverlap: falseparameters:- name: network-iddescription: The id of the network, e.g. vpc-id, VNet name.type: stringrequired: Y- name: subnet-idsdescription: >A comma separated list of IDs of the subnets within the network. For example, "vsw-123" or ""vsw-123,vsw-456".There could be more than one subnet because there is a limit in the number of IPs in a subnet.If IPs are taken up, operators need to add another subnet into this network.type: stringrequired: Y- name: internet-gateway-typedescription: The type of the gateway, options are 'public', 'nat'. Empty string means no gateway.type: stringrequired: N apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: ApplicationConfiguration metadata:name: my-vpc-network spec:variables:- name: networkNamevalue: "my-vpc"scopes:- name: networktype: core.oam.dev/v1alpha1.Networkproperties:- name: network-idvalue: "[fromVariable(networkName)]"- name: subnet-idsvalue: "my-subnet1, my-subnet2"

• 應(yīng)用運維部署整個應(yīng)用

使用應(yīng)用配置將上面的組件、邊界、特征組合起來即可部署一個應(yīng)用，這個由應(yīng)用的運維人員提供：

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: ApplicationConfiguration metadata:name: custom-single-appannotations:version: v1.0.0description: "Customized version of single-app" spec:variables:- name: messagevalue: "Well hello there"- name: domainNamevalue: "www.example.com"components:- componentName: frontendinstanceName: web-front-endparameterValues:- name: messagevalue: "[fromVariable(message)]"traits:- name: Ingressproperties:- name: hostvalue: "[fromVaraible(domainName)]"- name: pathvalue: "/"applicationScopes:- my-vpc-network- componentName: backendinstanceName: databaseapplicationScopes:- my-vpc-network

通過以上完整的使用流程我們可以看到：應(yīng)用配置是真正部署應(yīng)用的起點，在使用該配置的時候，對應(yīng)的組件、應(yīng)用邊界、特征都要提前部署好，運維人員只需做一個組合即可。

服務(wù)組件（Component Schematic）

服務(wù)組件的意義是讓開發(fā)者聲明離散執(zhí)行單元的運行時特性，可以用 JSON/YAML 格式來表示，其聲明遵循 Kubernetes API 規(guī)范，區(qū)別在于：

• 定義字段是 Kubernetes 的子集，因為 OAM 是更高的抽象；
• OAM Spec 的底層運行時可以不是 Kubernetes

下面我們來看看具體的組件聲明如何定義。

定義

頂層屬性

屬性類型必填默認值描述

apiVersion	string	Y		特定oam spec版本，比如core.oam.dev/v1
kind	string	Y		類型，對于組件來說就是 ComponentSchematic
metadata	Metadata	Y		組件元數(shù)據(jù)
spec	Spec	Y		組件特定的定義屬性

Metadata

屬性類型必填默認值描述

name	string	Y
labels	map[string]string	N		k/v對作為組件的lebels
annotations	map[string]string	N		k/v對作為組件的描述信息

Spec

屬性類型必填默認值描述

parameters	[]Parameter	N		組件的可配置項
workloadType	string	Y		簡明語義化的組件運行時描述，以K8s為例就是指定底層使用StatefulSet還是Deployment這樣
osType	string	N	linux	組件容器運行時依賴的操作系統(tǒng)類型，可選值： - linux - windows
arch	string	N	amd64	組件容器運行時依賴的CPU架構(gòu)，可選值： - i386 - amd64 - arm - arm64
containers	[]Container	N		實現(xiàn)組件的OCI容器們
workloadSettings	[]WorkloadSettings	N		需要傳給工作負載運行時的非容器配置聲明

上面的 workloadType 后面會有詳細說明，這里簡要來說就是開發(fā)者可以指定該 field 告訴運行時該組件如何被執(zhí)行。工作負載命名的規(guī)范是 GROUP/VERSION.KIND，和 K8s 資源類型坐標一致，比如：

• core.oam.dev/v1alpha1.Singleton

core.oam.dev 表示是 oam 內(nèi)置的分組，oam 內(nèi)置的表示任何 OAM 實現(xiàn)都支持該類型的工作負載，v1alpha1 表示依舊是 alpha 狀態(tài)，類型是 Singleton，這表示運行時應(yīng)該只運行一個組件實例，無論誰提供。

• alibabacloud.com/v1.Function

alibabacloud.com 表示該對象是一個運營商特定的實現(xiàn)，不一定所有平臺都實現(xiàn)，版本 v1 表示實現(xiàn)已經(jīng)穩(wěn)定，類型是 Function 表示運行時是 Alibaba Functions 提供的。

• streams.oam.io/v1beta2.Kafka

表示該對象是一個第三方組織實現(xiàn)，不一定所有平臺都實現(xiàn)，版本 v1beta2 表示實現(xiàn)已經(jīng)趨于穩(wěn)定，類型是 Kafka 表示運行時是開源組件 Kafka 提供的。

工作負載主要分為兩類：

• 核心工作負載類型

屬于 core.oam.dev 分組，所有對象都需要 oam 平臺實現(xiàn)，都是容器運行時，該 Spec 目前定義了如下核心工作負載類型：

名字類型是否對外提供服務(wù)是否可以多副本運行是否常駐

Server	core.oam.dev/v1alpha1.Server	Y	Y	Y
Singleton Server	core.oam.dev/v1alpha1.SingletonServer	Y	N	Y
Worker	core.oam.dev/v1alpha1.Worker	N	Y	Y
Singleton Worker	core.oam.dev/v1alpha1.SingletonWorker	N	N	Y
Task	core.oam.dev/v1alpha1.Task	N	Y	N
Singleton Task	core.oam.dev/v1alpha1.SingletonTask	N	N	N

• Server：定義了容器運行時可以運行 0 或多個容器實例，該工作負載提供了冗余的可擴縮容的多副本常駐服務(wù)，在 K8s 平臺可以使用 Deployment 或者 Statefulset 加上 Service 來實現(xiàn)；

• Singleton Server：定義了容器運行時只能運行一個容器實例，該工作負載提供了無法冗余的單副本常駐服務(wù)，在 K8s 平臺可以使用副本為 1 的 Statefulset 加上 Service 來實現(xiàn)；

• Worker：定義了容器運行時可以運行 0 或多個容器實例，該工作負載提供了冗余的可擴縮容的多副本常駐實例但是不提供服務(wù)，在 K8s 平臺可以使用 Deployment 或者 Statefulset 來實現(xiàn)；

• Singleton Worker：定義了容器運行時只能運行一個容器實例，該工作負載提供了無法冗余的單副本常駐實例但是不提供服務(wù)，在 K8s 平臺可以使用副本為 1 的 Statefulset 來實現(xiàn)；

• Task：定義了非常駐可冗余的容器運行時，運行完就退出，可以賦予擴縮容特性，在 K8s 平臺可以使用 Job 來實現(xiàn)；

• Singleton Task：定義了非常駐非冗余的容器運行時，運行完就退出，在 K8s 平臺可以使用 completions=1 的 Job 來實現(xiàn)。

核心工作負載必須給定 container 部分，實現(xiàn)核心工作負載的 OAM 平臺必須不依賴 workloadSettings。

• 擴展工作負載類型

擴展工作負載類型是平臺運行時特定的，由各個 OAM 平臺自定提供，當前版本的 Spec 不支持用戶自定義工作負載類型，只能是平臺方提供，擴展工作負載可以使用非容器運行時，workloadSettings 的目的就是為了擴展工作負載類型的配置。

工作負載的定義是包羅萬象的，他允許任何部署的服務(wù)作為工作負載，無論是容器化還是虛擬機，基于此，我們可以將緩存，數(shù)據(jù)庫，消息隊列都作為工作負載，如果組件指定的工作負載在平臺沒有提供，應(yīng)該快速失敗將信息返回給用戶。

除了 WorkloadType，可以看到組件 Spec 內(nèi)嵌了 3 種結(jié)構(gòu)體，下面來看看它們的定義：

1.Parameter

定義了該組件的所有可配置項，其定義如下：

屬性類型必填默認值描述

name	string	Y
description	string	N		組件的簡短描述
type	string	Y		參數(shù)類型，JSON定義的boolean, number, …
required	boolean	N	false	參數(shù)值是否必須提供
default	同上面的type	N		參數(shù)的默認值

2.Container

屬性類型必填默認值描述

name	string	Y		容器名字，在組件內(nèi)必須唯一
iamge	string	Y		鏡像地址
resources	Resources	Y		鏡像運行最小資源需求
env	[]Env	N		環(huán)境變量
ports	[]Port	N		暴露端口
livenessProde	HealthProbe	N		健康狀態(tài)檢查指令
readinessProbe	HealthProbe	N		流量可服務(wù)狀態(tài)檢查指令
cmd	[]string	N		容器運行入口
args	[]string	N		容器運行參數(shù)
config	[]ConfigFile	N		容器內(nèi)可以訪問的配置文件
imagePullSecrets	string	N		拉取容器的憑證

其中 Resources 的定義如下：

屬性類型必填默認值描述

cpu	CPU	Y		容器運行所需的cpu資源
memory	Memory	Y		容器運行所需的memory資源
gpu	GPU	N		容器運行所需的gpu資源
volumes	[]Volume	N		容器運行所需的存儲資源
extended	[]ExtendedResource	N		容器運行所需的外部資源

其中 CPU/Memory/GPU 都是數(shù)值型，不贅述，Volume 的定義如下：

屬性類型必填默認值描述

name	string	Y		數(shù)據(jù)卷的名字，引用的時候使用
mountPath	string	Y		實際在文件系統(tǒng)的掛載路徑
accessMode	string	N	RW	訪問模式，RW或RO
sharingPolicy	string	N	Exclusive	掛載共享策略，Exclusive或者Shared
disk	Disk	N		該數(shù)據(jù)卷使用底層磁盤資源的屬性

Disk 指定存儲是否需要持久化，最小的空間需求，定義如下：

屬性類型必填默認值描述

required	string	Y		最小磁盤大小需求
ephemeral	boolean	N		是否需要掛載外部磁盤

ExtendedResource 描述特定實現(xiàn)的資源需求，比如 OAM 運行時平臺可能提供特殊的硬件，這個字段允許容器聲明需要這個特定的 offering：

屬性類型必填默認值描述

required	string	Y		需要的條件
name	string	Y		資源名字，比如GV.K

Env，Port，HealthProbe 和 K8s 類似，這里不再贅述。

3.WorkloadSetting

工作負載的附加配置，用于非容器運行時（當然，也可以用于容器運行時工作負載的附加字段）。

屬性類型必填默認值描述

name	string	Y		參數(shù)名
type	string	N	string	參數(shù)類型，用于實現(xiàn)的hint
value	any	N		參數(shù)值，如果沒有fromParam則用該值
fromParam	string	N		參數(shù)引用，覆蓋value

這組配置會傳給運行時，一個運行時可以返回錯誤，如果特定的限制沒有滿足，比如：

• 丟失了期望的 k/v 對；
• 不認識的 k/v 對；

例子

使用核心工作負載 Server 的組件聲明

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: ComponentSchematic metadata:name: frontendannotations:version: v1.0.0description: >Sample component schematic that describes the administrative interface for our Twitter bot. spec:workloadType: core.oam.dev/v1alpha1.ServerosType: linuxparameters:- name: usernamedescription: Basic auth username for accessing the administrative interfacetype: stringrequired: true- name: passworddescription: Basic auth password for accessing the administrative interfacetype: stringrequired: true- name: backend-addressdescription: Host name or IP of the backendtype: stringrequired: truecontainers:- name: my-twitter-bot-frontendimage:name: example/my-twitter-bot-frontend:1.0.0digest: sha256:6c3c624b58dbbcd3c0dd82b4c53f04194d1247c6eebdaab7c610cf7d66709b3bresources:cpu:required: 1.0memory:required: 100MBports:- name: httpvalue: 8080env:- name: USERNAMEfromParam: 'username'- name: PASSWORDfromParam: 'password'- name: BACKEND_ADDRESSfromParam: 'backend-address'livenessProbe:httpGet:port: 8080path: /healthzreadinessProbe:httpGet:port: 8080path: /healthz

使用擴展工作負載的組件聲明

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: ComponentSchematic metadata:name: alibabacloudFunctionsannotations:version: v1.0.0description: "Extended workflow example" spec:workloadType: alibabacloud.com/v1.Functionparameters:- name: github-tokendescription: GitHub API session keytype: stringrequired: trueworkloadSettings:- name: sourcevalue: git://git.example.com/function/myfunction.git- name: github_tokenfromParam: github-token

總結(jié)

組件聲明是由開發(fā)者或者 OAM 平臺給出，透出應(yīng)用運行的可配置項、依賴的平臺和工作負載，可以看成是一個聲明了運行環(huán)境的函數(shù)定義，運維人員填寫函數(shù)參數(shù)之后，組件就會按照聲明的功能運行起來。

應(yīng)用邊界（Application scopes）

應(yīng)用邊界通過提供不同形式的應(yīng)用邊界以及共有的分組行為來將組件組成邏輯的應(yīng)用，應(yīng)用邊界具備以下通用的特征：

• 應(yīng)用邊界應(yīng)該描述該組組件實例的共有行為和元數(shù)據(jù)；
• 一個組件可以同時部署到多個不同類型的應(yīng)用邊界中；
• 應(yīng)用邊界類型可以決定組件是否可以部署到多個相同的應(yīng)用邊界類型實例；
• 應(yīng)用邊界可以用于不同組件分組以及不同 infra 能力之間的連接機制，比如 networking 或者外部能力（如驗證服務(wù)）；

下圖說明了組件可以屬于多個重疊的應(yīng)用分組，最終創(chuàng)建出不同的應(yīng)用邊界。

上圖有兩種應(yīng)用邊界類型：Network 與 Health，有四個組件分布在不同的應(yīng)用邊界實例中：

• A、B、C 三個組件部署到了相同的 Health scope，該 scope 會收集所有屬于這個邊界的組件狀態(tài)和信息，可以給 Traits 或者其他組件使用；
• 組件 A 和 B、C、D 的網(wǎng)絡(luò)邊界是隔離的，這允許 infra 運維提供不同的 SDN 設(shè)置，控制不同分組的流量流入/流出規(guī)則；

類型

主要是有兩種應(yīng)用邊界類型：

• 核心應(yīng)用邊界類型
• 擴展應(yīng)用邊界類型

核心應(yīng)用邊界類型

定義基本運行時行為的分組結(jié)構(gòu)，它們擁有如下特征：

• 必須是 core.oam.dev 命名空間；
• 必須被全部實現(xiàn)；
• 核心工作負載類型實例必須部署到所有核心應(yīng)用邊界類型實例中；
• 運行時必須為每種應(yīng)用邊界類型提供默認的應(yīng)用邊界實例；
• 運行時如果組件實例沒有指定特定的應(yīng)用邊界，必須將該組件實例部署到默認應(yīng)用邊界實例上；

當前 Spec 定義的應(yīng)用邊界類型有：

NameTypeDescription

Network	core.oam.dev/v1alpha1.Network	該邊界將組件組織到一個子網(wǎng)邊界并且定義統(tǒng)一的運行時網(wǎng)絡(luò)模型，以及infra網(wǎng)絡(luò)描述的定義和規(guī)則
Health	core.oam.dev/v1alpha1.Health	該邊界將組件組織到一個聚合的健康組中，信息可以用于回滾和升級

擴展應(yīng)用邊界類型

對于運行時來說是 optional 的，可以自定義。

定義

apiVersion，kind，metadata 和前面組件一致，不贅述，主要描述 Spec：

屬性類型必填默認值描述

type	string	Y		應(yīng)用邊界類型
allowComponentOverlap	bool	Y		決定是否允許一個組件同時出現(xiàn)在多個該類型應(yīng)用邊界實例中
parameters	[]Parameter	N		邊界的可配置參數(shù)

例子

Network scope（core）

用于將組件劃分到一個網(wǎng)絡(luò)或者 SDN 中，網(wǎng)絡(luò)本身必須被 infra 定義和運維，也可以被流量管理 Traits 查詢，用于發(fā)現(xiàn) service mesh 的可發(fā)現(xiàn)邊界或者 API 網(wǎng)關(guān)的 API 邊界：

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: ApplicationScope metadata:name: networkannotations:version: v1.0.0description: "network boundary that a group components reside in" spec:type: core.oam.dev/v1.NetworkScopeallowComponentOverlap: falseparameters:- name: network-iddescription: The id of the network, e.g. vpc-id, VNet name.type: stringrequired: Y- name: subnet-iddescription: The id of the subnet within the network.type: stringrequired: Y- name: internet-gateway-typedescription: The type of the gateway, options are 'public', 'nat'. Empty string means no gateway.type: stringrequired: N

Health scope（core）

用于聚合組件的健康狀態(tài)，可以設(shè)計的參數(shù)有健康閾值（超過該閾值的組件不健康則認為整個邊界不健康），健康邊界實例本身不會用健康狀態(tài)做任何操作，它只是分組健康聚合器，其信息可以被查詢并用于其他地方，比如：

• 應(yīng)用的變更 Traits 可以監(jiān)控健康狀態(tài)來決定何時回滾；
• 監(jiān)控 Traits 可以監(jiān)控健康狀態(tài)來觸發(fā)報警。

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: ApplicationScope metadata:name: healthannotations:version: v1.0.0description: "aggregated health state for a group of components." spec:type: core.oam.dev/v1alpha1.HealthScopeallowComponentOverlap: trueparameters:- name: probe-methoddescription: The method to probe the components, e.g. 'httpGet'.type: stringrequired: true- name: probe-endpointdescription: The endpoint to probe from the components, e.g. '/v1/health'.type: stringrequired: true- name: probe-timeoutdescription: The amount of time in seconds to wait when receiving a response before marked failure.type: integerrequired: false- name: probe-intervaldescription: The amount of time in seconds between probing tries.type: integerrequired: false- name: failure-rate-thresholddescription: If the rate of failure of total probe results is above this threshold, declared 'failed'.type: doublerequired: false- name: healthy-rate-thresholddescription: If the rate of healthy of total probe results is above this threshold, declared 'healthy'.type: doublerequired: false- name: health-threshold-percentagedescription: The % of healthy components required to upgrade scopetype: doublerequired: false- name: required-healthy-componentsdescription: Comma-separated list of names of the components required to be healthy for the scope to be health.type: []stringrequired: false

resource quota scope（extended）

限制分組內(nèi)所有組件的資源使用總量上限。

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: ApplicationScope metadata:name: myResourceQuotasannotations:version: v1.0.0description: "The production configuration for Corp CMS" spec:type: resources.oam.dev/v1.ResourceQuotaScopeallowComponentOverlap: falseparameters:- name: CPUdescription: maximum CPU to be consumed by this scopetype: doublerequired: Y- name: Memorydescription: maximum memory to be consumed by this scopetype: doublerequired: Y

總結(jié)

應(yīng)用邊界聲明由 OAM 平臺提供，透出應(yīng)用邊界實例運行的可配置項，可以看成是一個函數(shù)定義，運維人員或者平臺填寫函數(shù)參數(shù)之后，應(yīng)用邊界就會按照聲明的功能運行起來，對該邊界內(nèi)的組件們起作用。

應(yīng)用特征（Traits）

OAM Spec 的實現(xiàn)平臺應(yīng)該提供 Traits 給組件工作負載增強運維操作，一個 Trait 是一種自由的運行時，增強工作負載提供額外的功能，比如流量路由規(guī)則、自動擴縮容規(guī)則、升級策略等，這讓應(yīng)用運維具備根據(jù)需求配置組件，不需要開發(fā)者參與的能力。一個獨立的 Trait 可以綁定 1 或多個工作負載類型，它可以聲明哪些工作負載類型才能使用該Trait。

規(guī)則

• 目前并沒有機制來顯示約定組件的多個 Traits 組合，也就是一個組件應(yīng)用了 Trait A 無法要求 Trait B 必須應(yīng)用于該組件，如果在運行時發(fā)生存在 Trait A 但是 Trait B 不存在，應(yīng)該標記 Trait A 失敗；
• Traits 應(yīng)該按照定義的順序施加到組件上；
• 應(yīng)用部署只有當所有組件和其 Traits 都正常運行起來才能標記為部署成功；
• OAM 平臺應(yīng)該支持組件施加多個 Traits，這些 Traits 可能是相同的類型；
• OAM 對 Trait 的實現(xiàn)沒有任何限制，Trait 一般作用于應(yīng)用的安裝和升級時；

分類

目前 Traits 主要分為三類：

• Core Traits: core Traits 屬于 core.oam.dev 分組，是一些必要的運維特征，所有 OAM 平臺必須實現(xiàn)；
• Standard Traits: standard Traits 屬于 standard.oam.dev 分組里面，是一些常用的運維特征，推薦 OAM 平臺實現(xiàn)；
• Extensions Traits: extension Traits 是自定義 Traits，其分組也是自定義，是平臺特定的運維特征（通常是特定 OAM 平臺差異性）的體現(xiàn)。

定義

apiVersion，kind，metadata 和前面組件一致，不贅述，主要描述 Spec：

屬性類型必填默認值描述

appliesTo	[]string	N	["*"]	該Trait可以應(yīng)用的工作負載類型
properties	[]Properties	N		Trait的可配置參數(shù)，使用JSON Schema來表達。

例子

Manual Scaler（core）

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: Trait metadata:name: ManualScalerannotations:version: v1.0.0description: "Allow operators to manually scale a workloads that allow multiple replicas." spec:appliesTo:- core.oam.dev/v1alpha1.Server- core.oam.dev/v1alpha1.Worker- core.oam.dev/v1alpha1.Taskproperties: |{"$schema": "http://json-schema.org/draft-07/schema#","type": "object","required": ["replicaCount],"properties": {"replicaCount": {"type": "integer","description": "the target number of replicas to scale a component to.","minimum": 0}}}

上面是一個手動擴縮容服務(wù)的 Trait，只有一個參數(shù)就是 replicaCount。

總結(jié)

應(yīng)用特征聲明由 OAM 平臺提供，透出應(yīng)用特征的可配置項，標明了可作用于的工作負載，可以看成函數(shù)定義，運維人員或者平臺填寫實參之后，應(yīng)用特征就會按照聲明的功能運行起來，對綁定的組件起作用。

應(yīng)用配置（Application Configuration）

應(yīng)用配置主要是描述應(yīng)用如何被部署的，一個組件可以部署到任意的運行時，我們稱一個組件的一次部署為實例，每次組件部署的時候必須有應(yīng)用配置。

應(yīng)用配置由應(yīng)用運維管理，提供當前組件實例的信息：

• 特定組件的基本信息：名字、版本、描述；
• 組件及其相關(guān)組件定義 parameters 的賦值；
• 組件要施加的 Trait 以及 Trait 的配置。

概念

實例與升級（Instances and upgrades）

一個實例是組件的可追溯部署，當組件部署時創(chuàng)建，后續(xù)該組件的升級都是修改該實例，回滾/重新部署都屬于升級，實例都會有名字方便引用。當一個實例首次創(chuàng)建時，處于初始發(fā)行 (release) 狀態(tài)，每次升級操作之后，一個新的發(fā)行就會創(chuàng)建。

發(fā)行（Releases）

任何對組件本身或者其配置的變更都會創(chuàng)建一個新的發(fā)行，一個發(fā)行就是應(yīng)用配置以及它對組件、應(yīng)用特征、應(yīng)用邊界的定義，當一個發(fā)行被部署，對應(yīng)的組件、應(yīng)用特征和應(yīng)用邊界也會被部署。

基于該定義，平臺需要保證以下變更語義：

• 如果新的發(fā)行包含了舊發(fā)行不存在的組件，平臺需要創(chuàng)建該組件；
• 如果新的發(fā)行不包含舊發(fā)行存在的組件，平臺需要刪除該組件；
• 應(yīng)用特征和應(yīng)用邊界與組件的變更語義一致。

運行時與應(yīng)用配置（Runtime and Application Configuration）

一個組件可以部署到多個不同的運行時，在每個運行時中應(yīng)用配置的實例與應(yīng)用配置之間是 1:1 的關(guān)系，應(yīng)用配置由應(yīng)用運維管理，包含 3 個主要部分：

• 參數(shù)：運維人員在部署時可以定義的參數(shù)；

• 應(yīng)用邊界列表：一組應(yīng)用邊界列表，每個應(yīng)用邊界定義對應(yīng)的參數(shù)；

• 組件實例定義：定義一個組件實例如何部署，這個定義本身有 3 個部分：

  • 組件參數(shù)的定義；
  • Traits 列表：每個 Trait 定義對應(yīng)的參數(shù)；
  • 應(yīng)用邊界列表：該組件應(yīng)該部署到的應(yīng)用邊界列表。

定義

apiVersion，kind，metadata 和前面組件一致，不贅述，主要描述 Spec：

屬性類型必填默認值描述

variables	[]Variable	N		可以在參數(shù)值和屬性中引用的變量
scopes	[]Scope	N		應(yīng)用邊界定義
components	[]Component	N		組件實例定義

variables 就是一個 k/v 對，一個集中的地方定義運維的變量，在運維配置的其他地方都可以用 fromVariable(VARNAME) 引用：

屬性類型必填默認值描述

name	string	Y		變量名字
value	string	Y		標量值

scopes 定義該運維配置將要創(chuàng)建的應(yīng)用邊界，其定義為：

屬性類型必填默認值描述

name	string	Y		應(yīng)用邊界名字
type	string	Y		應(yīng)用邊界的GROUP/VERSION.KIND
properties	Properties	N		覆蓋邊界的參數(shù)

components 是組件實例定義，而不是組件定義：

屬性類型必填默認值描述

componentName	string	Y		組件名
instanceName	string	Y		組件實例名
parameterValues	[]ParameterValue	N		覆蓋組件的參數(shù)
Traits	[]Trait	N		指定組件實例綁定的Traits
applicationScopes	[]string	N		指定組件運行的應(yīng)用邊界

Trait 在這里的定義是：

屬性類型必填默認值描述

name	string	Y		Trait實例名
properties	Properties	N		覆蓋Trait的參數(shù)

例子

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha1 kind: ApplicationConfiguration metadata:name: my-app-deploymentannotations:version: v1.0.0description: "Description of this deployment" spec:variables:- name: VAR_NAMEvalue: SUPPLIED_VALUEscopes:- name: core.oam.dev/v1alpha1.NetworkparameterValues:- name: PARAM_NAMEvalue: SUPPLIED_VALUEcomponents:- componentName: my-web-app-componentinstanceName: my-app-frontentparameterValues:- name: PARAMETER_NAMEvalue: SUPPLIED_VALUE- name: ANOTHER_PARAMETERvalue: "[fromVariable(VAR_NAME)]"traits:- name: Ingressproperties:CUSTOM_OBJECT:DATA: "[fromVariable(VAR_NAME)]"

總結(jié)

應(yīng)用配置定義由運維人員或者 OAM 平臺提供，描述應(yīng)用的部署，可以看成是一個函數(shù)調(diào)用，運維人員或者 OAM 平臺填寫實參之后，調(diào)用之前定義的組件、應(yīng)用特征、應(yīng)用邊界等函數(shù)，這些實例一起作用對外提供應(yīng)用服務(wù)。

工作負載類型（Workload Types）

Workload 類型和 Trait 一樣由平臺提供，所以用戶可以查看平臺提供哪些工作負載，對于平臺用戶來說工作負載類型無法擴展，只能由平臺開發(fā)者擴展提供，因此平臺一定不允許用戶創(chuàng)建自定義的工作負載類型。

定義

apiVersion，kind，metadata 和前面組件類似，不贅述，這里主要描述 Spec，定義組件如何使用工作負載類型，除此之外暴露了底層工作負載運行時的可配置參數(shù)：

屬性類型必填默認值描述

group	string	Y		該工作負載類型所屬的group
names	Names	Y		該工作負載類型的關(guān)聯(lián)名字信息
settings	[]Setting	N		該工作負載的設(shè)置選項

Names 就是描述了對應(yīng)類型的不同形式名字引用：

屬性類型必填默認值描述

kind	string	Y		工作負載類型的正確引用名字，比如Singleton
singular	string	N		單數(shù)形式的可讀名字，比如singleton
plural	string	N		復(fù)數(shù)形式的可讀名字，比如singletons

Setting 描述工作負載可配置部分，類似前面組件的 Parameters，都是 schema：

屬性類型必填默認值描述

name	string	Y		配置名，每個workload類型必須唯一
description	string	N		配置說明
type	string	Y		配置類型
required	bool	N	false	是否必須提供
default	indicated by type	N		默認值

價值

通過上面的介紹，我們了解了 OAM Spec 里面的基本概念和定義，以及如何使用它們來描述應(yīng)用交付和運維流程。然而，OAM 能給我們帶來什么樣的價值呢？我們評判一個好的架構(gòu)體系，不僅是因為它在技術(shù)上更先進，更主要的是它能夠解決一些實際問題，為用戶帶來價值。所以，接下來我們將總結(jié)一下這方面的內(nèi)容。

OAM 的價值要從下往上三個層面來說起。

1. 從基礎(chǔ)設(shè)施層面

基礎(chǔ)設(shè)施，指的是像 K8s 這類的提供基礎(chǔ)服務(wù)能力與抽象的一層服務(wù)體系。拿 K8s 來說，它提供了許多種類的基礎(chǔ)服務(wù)和強大的擴展能力來靈活擴展其他基礎(chǔ)服務(wù)。

但是，使用基礎(chǔ)設(shè)施的運維人員很快就發(fā)現(xiàn) K8s 存在一個問題：缺乏統(tǒng)一的機制來注冊和管理自定義擴展能力。這些擴展能力的表達方式不夠統(tǒng)一，有些是 CRD、有些是 annotation、有些是 Config…

這種亂象使得基礎(chǔ)設(shè)施用戶不知道平臺上都提供了哪些能力，不知道怎么使用這些能力，更不知道這些能力互相之間的兼容組合關(guān)系。

OAM 提供了抽象（如 Workload/Trait 等）來統(tǒng)一定義和管理這些能力。有了 OAM，各平臺實現(xiàn)就有了統(tǒng)一的標準規(guī)范去透出公共的或差異化的能力：公共的基礎(chǔ)服務(wù)像容器部署、監(jiān)控、日志、灰度發(fā)布；差異化的、高級復(fù)雜的能力像 CronHPA（周期性定時變化的強化版 HPA）。

2. 從應(yīng)用運維者層面

應(yīng)用運維，指的是像給應(yīng)用加上網(wǎng)絡(luò)接入、復(fù)雜均衡、彈性伸縮、甚至是建站等運維操作。但是，運維的一個痛點就是原來這些能力并不是跨平臺的：這導(dǎo)致在不同平臺、不同環(huán)境下去部署和運維應(yīng)用的操作，是不互通和不兼容的。

上面這個問題，是客戶應(yīng)用、尤其是傳統(tǒng) ERP 應(yīng)用上云的一大阻礙。我們做 OAM 的一個初衷，就是通過一套標準定義，讓不同的平臺實現(xiàn)也通過統(tǒng)一的方式透出。我們希望：哪怕一個應(yīng)用不是生在云上、長在云上，也能夠趕上這趟通往云原生未來的列車，擁抱云帶來的變化和紅利！

OAM 提供的抽象和模型，是我們通往統(tǒng)一、標準的應(yīng)用架構(gòu)的強有力工具。這些標準能力以后都會通過 OAM 輸出，讓運維人員輕易去實現(xiàn)跨平臺部署。

3. 從應(yīng)用開發(fā)者層面

應(yīng)用開發(fā)，指的就是業(yè)務(wù)邏輯開發(fā)，這是業(yè)務(wù)產(chǎn)生價值的核心位置。

也正因如此，我們希望，應(yīng)用開發(fā)者能夠?qū)Ｗ⒂跇I(yè)務(wù)開發(fā)，而不需要關(guān)心運維細節(jié)。但是，K8s 提供的 API，并沒有很好地分離開發(fā)和運維的關(guān)注點，開發(fā)和運維之間需要來回溝通以避免產(chǎn)生誤解和沖突。

OAM 分離了開發(fā)和運維的關(guān)注點，很好地解決了以上問題，讓整個發(fā)布流程更加連貫、高效。

下一步

目前，OAM 已經(jīng)在阿里云 EDAS 等多個項目中進行了數(shù)月的內(nèi)部落地嘗試。我們希望通過一套統(tǒng)一、標準的應(yīng)用定義體系，承載云應(yīng)用管理項目產(chǎn)品與外部資源關(guān)系的高效管理體驗，并將這種體驗統(tǒng)一帶給了基于 Function、ECS、Kubernetes 等不同運行時的應(yīng)用管理流程；通過應(yīng)用特征系統(tǒng)，將多個阿里云獨有的能力進行了模塊化，大大提高了阿里云基礎(chǔ)設(shè)施能力的交付效率。

經(jīng)過了前一段努力的鋪墊，我們也慢慢明確了接下來的工作方向：

• 將接入更多的云產(chǎn)品服務(wù)，為用戶將跨平臺應(yīng)用交付的能力最大化；
• 提供 OAM framework 等工具和框架，幫助新的 OAM 平臺開發(fā)者去快速、簡單地搭建 OAM 服務(wù)，接入 OAM 標準；
• 推動開源生態(tài)建設(shè)，以標準化的方式幫助“應(yīng)用”高效和高質(zhì)量地交付到任何平臺上去。

社區(qū)共建

為了能夠讓社區(qū)更加高效、健康的運轉(zhuǎn)下去，我們非常期待得到您的反饋，并與大家密切協(xié)作，針對 Kubernetes 和任意云環(huán)境打造一個簡單、可移植、可復(fù)用的應(yīng)用模型。參與方式：

• 通過 Gitter 直接參與討論：https://gitter.im/oam-dev/；
• 選擇釘釘掃碼進入 OAM 項目中文討論群。

歡迎你與我們一起共建這個全新的應(yīng)用管理生態(tài)！

“ 阿里巴巴云原生微信公眾號（ID：Alicloudnative）關(guān)注微服務(wù)、Serverless、容器、Service Mesh等技術(shù)領(lǐng)域、聚焦云原生流行技術(shù)趨勢、云原生大規(guī)模的落地實踐，做最懂云原生開發(fā)者的技術(shù)公眾號。”

更多相關(guān)信息，請關(guān)注“阿里巴巴云原生”。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的4 个概念，1 个动作，让应用管理变得更简单的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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