Che cosa sono le applicazioni cloud native?

Un'applicazione cloud native è un programma software creato per essere eseguito in un ambiente di cloud computing. Le applicazioni cloud native traggono vantaggio dalla natura del modello di delivery cloud, sfruttando l'elasticità, la scalabilità, la resilienza e la flessibilità offerte dal cloud per consentire alle organizzazioni di operare con una maggiore velocità e agilità. Creati con un'architettura di microservizi, le app cloud native consentono aggiornamenti rapidi e frequenti alle applicazioni senza compromettere la delivery dei servizi, fornendo alle organizzazioni un vantaggio competitivo.

Le applicazioni cloud native sono progettate con diverse tecnologie principali.

• I microservizi sono gli elementi fondamentali delle applicazioni cloud native. Questi programmi liberamente accoppiati e riutilizzabili sono progettati per integrarsi in qualsiasi ambiente cloud. I microservizi interagiscono per gestire l'applicazione, ma ogni microservizio può essere scalato in modo indipendente e migliorato continuamente tramite iterazioni, rendendo lo sviluppo di applicazioni cloud native più veloce e flessibile. I microservizi vengono spesso distribuiti all'interno di container.
• I container combinano tutte le dipendenze di un'applicazione, inclusi codice sorgente, sistema operativo e librerie, consentendo l'esecuzione del codice dell'applicazione in qualsiasi ambiente. I container consentono l'esecuzione simultanea di una varietà di applicazioni cloud native sullo stesso server, anche quando si basano su sistemi operativi diversi.
• Le API (Application Programming Interface) sono raccolte di risorse, in particolare endpoint URL, che facilitano la comunicazione e l'integrazione tra le applicazioni.
• L'infrastruttura definita dal software sostituisce l'hardware come gli switch con funzionalità hardware virtualizzate che possono essere scalate facilmente.
• Il coordinamento dinamico riduce al minimo la complessità della gestione dei cicli di vita dei container, della gestione delle risorse, del bilanciamento del carico, della pianificazione dei riavvii dopo un errore interno e del provisioning dei nodi dei cluster di server.
• La mesh di servizio è un livello di software utilizzato per gestire la comunicazione tra più microservizi. La mesh di servizio instrada il traffico tra tutte le parti di un'applicazione che devono comunicare tra loro.
• I servizi di supporto includono risorse come broker di messaggi, archivi di dati, servizi di sicurezza e funzionalità di monitoraggio.
• L'automazione consente agli ambienti cloud di fornire rapidamente funzionalità e aggiornamenti, accelerando i rilasci e i miglioramenti senza causare interruzioni alle user experience.

Gli sviluppatori utilizzano diversi strumenti per gestire il processo di sviluppo delle applicazioni cloud native. Kubernetes è una piattaforma progettata per la gestione e il coordinamento dei container Linux. Docker è una piattaforma open source per la creazione, la distribuzione e la gestione di container di applicazioni virtualizzati che utilizzano un sistema operativo comune. GitLab è un sistema di controllo delle versioni del codice che include un software di integrazione continua/sviluppo continuo (CI/CD) che automatizza i test e la distribuzione. Un numero qualsiasi di linguaggi di programmazione viene utilizzato per creare microservizi in tempo reale come newsfeed e chat. Gli strumenti IaC (Infrastructure-as-Code), ad esempio Terraform, gestiscono le versioni delle distribuzioni in modo che gli sviluppatori possano vedere quando e dove le risorse sono state modificate.

Le applicazioni cloud native sono progettate specificamente per il cloud. Le applicazioni basate su cloud sono ospitate nel cloud e possono sfruttare l'elasticità e la scalabilità dell'infrastruttura cloud, ma non sfruttano appieno il design intrinseco dell'architettura cloud.

• Costi minimi. Le applicazioni cloud native consentono alle organizzazioni di trarre vantaggio dalla scalabilità dei servizi cloud, i costi di un provisioning eccessivo. Le app cloud native consentono inoltre alle organizzazioni di evitare i costi di acquisto e manutenzione di hardware e software locali.
• Maggiore flessibilità. I microservizi all'interno delle applicazioni cloud native possono essere ridimensionati in modo indipendente, consentendo di aggiornare rapidamente alcuni componenti di un programma software senza dover aggiornare l'intera applicazione. Le app cloud native offrono un'implementazione flessibile in tutta la rete e sono più facili da sviluppare e iterare.
• Portabilità. Poiché le applicazioni cloud native possono essere facilmente trasferite tra infrastrutture diverse, le organizzazioni possono evitare di essere vincolate ai servizi di un unico fornitore.
• Maggiore affidabilità. L'uso di contenitori e applicazioni cloud native significa che quando un microservizio si guasta, un'applicazione cloud nativa può continuare a funzionare con un downtime ridotto al minimo.
• Gestione automatizzata. L'uso di container e applicazioni cloud native significa che quando un microservizio si guasta, un'applicazione cloud nativa può continuare a funzionare con downtime minimi.
• Chiara visibilità. L'isolamento insito in un'architettura di microservizi rende più facile per i team IT capire come interagiscono le applicazioni.
• Scalabilità estremamente elevata. Le applicazioni cloud native utilizzano l'infrastruttura definita dal software per ridurre al minimo la dipendenza dall'hardware, aggiungendo altri server di base che consentono la scalabilità orizzontale.
• Zero downtime. Le soluzioni di coordinamento come Kubernetes consentono alle app cloud native di essere aggiornate virtualmente senza downtime.

• L'implementazione dell'architettura cloud nativa richiede pratiche DevOps consolidate in grado di gestire il workflow distribuito e le responsabilità necessarie per sviluppare microservizi.
• La gestione delle numerose iterazioni delle app cloud native è un'attività molto complicata che può sovraccaricare i team IT e di sviluppo.
• La rapida scalabilità dei container richiesti per le app native del cloud può introdurre rischi per la sicurezza del cloud aziendale che, se non adeguatamente monitorati e corretti, possono causare violazioni.
• La migrazione da applicazioni legacy ad applicazioni basate su microservizi e container può causare problemi complessi con interdipendenze o funzionalità dell'applicazione.
• Le normative e i requisiti relativi alla posizione dei dati, alle richieste di conservazione e alla privacy dei dati richiedono agli sviluppatori di trovare nuove soluzioni per lo storage nel cloud e i database cloud che possano eguagliare la flessibilità dell'architettura cloud nativa.

La creazione di applicazioni cloud native si basa su pratiche di integrazione continua (CI) e distribuzione continua (CD). L'integrazione continua (CI) consiste nell'apportare modifiche piccole e frequenti al codice, semplificando l'identificazione e risolvendo i problemi più rapidamente. La distribuzione continua (CD) garantisce che i microservizi siano sempre pronti per essere distribuiti nel cloud, affidandosi a strumenti di automazione del software per ridurre i rischi quando si apportano modifiche.

I programmi software tradizionali e monolitici richiedono più tempo per la creazione e vengono rilasciati molto meno frequentemente rispetto alle app cloud native.

Laddove le app cloud native possono essere eseguite su sistemi operativi che sono stati astratti, le app tradizionali richiedono strette dipendenze tra il sistema operativo, l'hardware e l'archiviazione sottostanti, rendendo difficile la migrazione e la scalabilità delle applicazioni nella nuova infrastruttura.

Le app cloud native consentono un provisioning di dimensioni appropriate, in cui i team IT possono allocare le risorse in base alle esigenze anziché eseguire il provisioning di un'infrastruttura sovradimensionata progettata per soddisfare le esigenze di potenziali picchi di domanda.