隨著 Kubernetes 的不斷演進，2024 年出現了一些趨勢，Kubernetes 工程師應該密切注意。 這些趨勢反映了技術、實踐和整體生態系統的重大變化，提供了未來發展的見解。
譯自5 Kubernetes Trends You Should Watch in 2024，作者 DavidW (skyDragon)。
1. Kubernetes 中整合人工智慧和機器學習
趨勢描述：在 Kubernetes 中整合人工智慧（AI）和機器學習（ML）是一種變革性趨勢，它提升了組織部署、管理和擴展複雜工作負載的能力。 這種整合在 Kubernetes 的可觀察性、管理和部署 AI/ML 工作負載的領域尤其具有影響力，利用了 Kubernetes 的靈活性和可擴展性。
出現情況：這一趨勢在數據驅動決策至關重要的領域越來越明顯，例如金融、醫療保健和電子商務。 這些領域的公司利用 Kubernetes 部署 AI 和 ML 模型，這些模型需要可擴展、具有彈性的基礎設施來處理大量資料和密集的運算任務。
使用案例範例：
金融服務：銀行和金融科技公司在 Kubernetes 上使用人工智慧/機器學習進行詐欺偵測演算法，該演算法能夠根據交易量動態擴展。
醫療保健：醫療研究機構在 Kubernetes 上部署機器學習模型，以分析大型資料集進行藥物發現和個人化醫療。
電子商務：零售商利用人工智慧/機器學習進行個人化推薦，在 Kubernetes 上優化即時數據處理和洞察生成。
主要工具：
Kubeflow：一個致力於讓機器學習（ML）工作流程在 Kubernetes 上部署簡單、可移植且可擴充的開源專案。
TensorFlow on Kubernetes：TensorFlow 可以部署在 Kubernetes 上，利用編排平台管理分散式應用程式的能力。
NVIDIA GPU Operator：自動化管理所有 NVIDIA 軟體元件，以提供支援 GPU 的 Kubernetes 叢集。
如何開始採用此趨勢：
教育團隊：首先對團隊進行 Kubernetes 和特定的人工智慧/機器學習工具培訓。
建立 Kubernetes 叢集：使用像 Google Kubernetes Engine（GKE）、Amazon EKS 或 Azure AKS 這樣提供託管 Kubernetes 服務的雲端服務。
部署 Kubeflow 或類似的框架：在叢集上安裝 Kubeflow 或其他 ML 框架，以簡化 ML 模型的部署和管理。
嘗試小型專案：開始部署小規模的人工智慧/機器學習項目，以了解複雜性並在擴展之前優化工作流程。
對於這一趨勢的預測：
增加的採用：隨著人工智慧和機器學習成為業務營運的核心，它們與 Kubernetes 的整合可能會顯著成長。
工具的演進：預計會開發更多專業化的工具和框架，簡化在 Kubernetes 上部署人工智慧/機器學習模型的過程，提高可用性和效率。
更廣泛的使用案例：除了目前的應用，製造業、汽車業和娛樂業等行業將出現新的使用案例，這些案例受到人工智慧/機器學習與 Kubernetes 整合所提供的能力的推動。
這一趨勢突顯了一個更廣泛的趨勢，即基於雲端原生技術的更智慧、數據驅動的應用程式。 隨著組織尋求利用資料獲取競爭優勢，Kubernetes 作為部署和擴展人工智慧/機器學習工作負載的平台的角色將變得更加關鍵。
了解更多資源：
有關 Kubeflow，請造訪：https://www.kubeflow.org/
TensorFlow 在 Kubernetes 上的指南：https://www.tensorflow.org/
在 GitHub 上的 NVIDIA GPU Operator：https://github.com/NVIDIA/gpu-operator
2. 雲端原生基礎架構擴展
趨勢描述：向雲端原生基礎架構的轉變代表著軟體開發和部署實踐的重大演變。 這一趨勢涉及採用利用雲端的靈活性、可擴展性和彈性的技術和方法，其中 Kubernetes 在編排容器化應用程式中發揮核心作用。 雲端原生方法使組織能夠在現代、動態的環境中建置和運行可擴展的應用程序，例如公有、私有和混合雲。
出現情況：此趨勢不斷增加，跨越各行業，旨在提高敏捷性、效率和創新能力。 它受到迅速適應市場變化、提高部署頻率、實現更好的可擴展性和容錯能力的需求所驅動。 金融服務、醫療保健、零售和科技產業顯著領先採用雲端原生實踐，以實現其營運和客戶體驗目標。
使用案例範例：
電子商務平台的自動擴展：零售商利用 Kubernetes 根據客戶需求自動擴展其線上平台，確保在高峰時段保持高可用性。
金融服務中的微服務架構：銀行和金融科技公司採用由 Kubernetes 管理的微服務架構，以實現快速創新和更新服務。
醫療保健資料處理：醫療機構利用雲端原生解決方案處理和分析大型資料集，透過更快的洞察力提高病患照護水準。
主要工具：
Kubernetes：容器編排的事實標準，使得微服務和雲端原生應用程式的管理成為可能。
Istio：提供安全、簡單的服務網格，用於管理微服務之間的網路通訊。
Prometheus 和 Grafana：用於監控和視覺化 Kubernetes 叢集和應用程式的指標。
如何開始採用此趨勢：
評估目前基礎設施：了解現有設定的局限性，並確定可以從雲端原生實踐中獲益的領域。
建立雲端原生技能：為團隊投資 Kubernetes、容器、微服務和其他雲端原生技術的培訓。
從小處開始：從試點計畫開始，以獲得實務經驗，並了解過渡到雲端原生架構的影響。
擁抱 DevOps 實踐：採用 DevOps 方法論，改善開發和維運團隊之間的協作，簡化工作流程，並提高部署速度。
對於這一趨勢的預測：
廣泛採用：雲端原生基礎設施將成為標準，越來越多的組織將傳統系統轉移到雲端原生平台。
增強工具和平台：預計會進一步開發簡化雲端原生技術採用和管理的工具和平台。
專注於安全性：隨著雲端原生採用的成長，針對雲端原生環境的安全實踐和工具將變得越來越重要。
線上學習更多資源：
Kubernetes 官方文件：https://kubernetes.io/docs/
Cloud Native Computing Foundation (CNCF)：https://www.cncf.io/
Istio 文件：https://istio.io/latest/docs/
向雲端原生基礎架構的轉變不僅僅是一次技術升級；它代表著組織在建置、部署和管理應用程式方面的根本轉變。 透過擁抱這一趨勢，公司可以開啟新的敏捷性、彈性和可擴展性水平，使自己能夠在數位時代蓬勃發展。
3. Kubernetes 中的平台工程與開發者體驗
趨勢描述：在 Kubernetes 生態系統中，將重點放在平台工程和增強開發者體驗上，標誌著為創建更友善的開發環境邁出了重要的一步。 這一趨勢涉及開發抽象的 Kubernetes 複雜性平台，提供更簡單的介面和工具，以簡化應用程式的部署、管理和擴展。 其目標是使開發人員能夠專注於編寫程式碼，而不需要成為 Kubernetes 專家。
出現情況：隨著 Kubernetes 的普及，人們越來越認識到需要改善開發者體驗，以跟上對更快開發週期和更複雜部署的需求。 科技新創公司、SaaS 供應商和電子商務等具有快速開發週期的產業正在引領採用平台工程原則，以增強生產力並縮短上市時間。
使用案例範例：
內部開發者平台（IDPs）：公司建立 IDPs 為其開發人員提供自助門戶，用於部署和管理應用程序，顯著減少營運開銷。
自動化 CI/CD 管線：將 Kubernetes 與 CI/CD 工具集成，自動化建置、測試和部署流程，讓開發人員更輕鬆、更快速地交付程式碼變更。
服務網格實作：採用像 Istio 或 Linkerd 這樣的服務網格，簡化服務間通信，提供流量管理、安全性和可觀察性等開箱即用的功能。
突出工具：
Backstage：一個用於建立開發者入口網站的開放平台，讓開發人員更輕鬆地存取基礎架構服務、文件和工具。
Terraform：HashiCorp 推出的基礎架構即程式碼軟體，可在程式碼中定義雲端資源，以自動化設定和擴展 Kubernetes 叢集。
Argo CD：用於 Kubernetes 的聲明式、GitOps 連續交付工具，簡化應用程式部署和生命週期管理。
如何開始採用此趨勢：
評估您的開發生命週期：識別痛點和可以優化開發人員工作流程的領域。
投資培訓：為團隊提供資源和培訓，學習新工具和實踐，並改善開發者體驗。
實施內部開發者平台：開始建立或採用一個集中存取開發、部署和營運工具的 IDP。
迭代和收集回饋：透過收集開發者回饋並根據他們的需求進行調整，持續改進您的平台。
對於這一趨勢的預測：
IDP 的廣泛採用：隨著公司尋求簡化其開發流程，內部開發者平台的使用將變得更加普遍。
更重視開發者自治：工具和平台將發展，為開發人員提供更大的部署和管理應用程式的自主權。
平台工程角色的成長：對於專注於建立和維護這些以開發者為中心的平台的平台工程師的需求預計將增加。
線上學習更多資源：
Backstage 文件：https://backstage.io/docs
Terraform Kubernetes 提供者：https://www.terraform.io/docs/providers/kubernetes/index.html
Argo CD 使用者指南：https://argo-cd.readthedocs.io/en/stable/
透過優先考慮平台工程和開發者體驗，組織可以創造更有效率、愉快和富有成效的開發環境。 這不僅加快了創新和部署週期，還有助於在競爭日益激烈的環境中吸引和留住頂級開發人才。
4. Kubernetes 中的成本管理與效率
趨勢描述：在經濟不確定性和雲端原生生態系統日益複雜的背景下，成本管理和營運效率已成為利用 Kubernetes 的組織關注的關鍵議題。 此趨勢著重於優化資源使用、減少浪費，並實施成本效益的策略，而不損害效能或可擴展性。
出現情況：這一趨勢在大規模 Kubernetes 部署的行業中尤為突出，如金融服務、電子商務和科技領域。 這些行業面臨著保持快速創新週期和管理不斷上升的雲端成本的雙重挑戰，這推動了對更複雜的成本管理解決方案的需求。
應用案例：
金融領域：銀行和金融科技公司實施精細化的成本監控和分配策略，將 Kubernetes 的成本準確分配給特定的產品或服務，從而實現更精確的預算編制和成本優化。
電子商務平台：電子商務企業利用 Kubernetes 在需求激增時（如假日銷售）自動擴展資源，確保在非尖峰時段縮減資源以實現成本效益。
軟體即服務供應商：軟體即服務（SaaS）平台利用 Kubernetes 的多租戶和資源隔離能力來優化基礎設施成本，同時服務不斷增長的客戶群。
重要工具：
Kubecost：為 Kubernetes 提供即時成本可見度和洞察力，幫助團隊監控和優化其支出。
Prometheus 和 Grafana：可以設定的開源工具，用於監控 Kubernetes 叢集的資源使用情況，提供潛在的成本最佳化方面的見解。
雲端服務供應商工具：AWS Cost Explorer、Azure Cost Management + 計費和 Google Cloud 的 Cost Management 工具提供了用於追蹤和優化雲端支出的在地化解決方案。
如何開始採用此趨勢：
實施監控和成本分析工具：部署諸如 Kubecost 等工具，或使用雲端服務供應商的本機工具，以了解資源在 Kubernetes 叢集內的消耗情況。
採用 FinOps 方法：將財務營運（FinOps）實踐融入雲端管理策略中，以持續優化與業務價值一致的雲端成本。
優化叢集規模和自動縮放：
定期檢視和調整 Kubernetes 叢集和自動縮放設置，以確保不過度配置資源。
教育團隊關於成本意識：培養成本意識和責任感的文化，鼓勵開發人員和維運團隊在日常活動中考慮成本影響。
對於這一趨勢的預測：
成本管理工具的廣泛採用：隨著 Kubernetes 環境規模和複雜性的成長，預計專門的成本管理和最佳化工具的採用將增加。
與雲端 FinOps 的更緊密整合：組織將越來越多地將 Kubernetes 成本管理策略與更廣泛的 FinOps 實踐結合起來，以更緊密地與業務結果保持一致的雲端支出。
成本優化技術的創新：預計會出現新的技術和方法，重點是基於人工智慧和機器學習的優化、更精細的成本追蹤以及自動化的節省成本建議。
線上學習資源：
Kubecost 文件：https://kubecost.com/
Prometheus：https://prometheus.io/
Grafana：https://grafana.com/
在 Kubernetes 中進行高效率的成本管理不僅僅是降低開支，更重要的是最大限度地發揮雲端原生投資所帶來的價值。 透過採用這些實踐和工具，組織可以確保其 Kubernetes 部署既強大又具有成本效益，支援永續成長和創新。
5. Kubernetes 中 WebAssembly（WASM）的採用
趨勢描述：Kubernetes 生態系統中對 WebAssembly（WASM）越來越感興趣是一個重要的趨勢，它正在重塑應用程式的建置和部署方式。 WebAssembly 提供了一種可執行程式的便攜式二進位程式碼格式，使開發人員能夠以接近本機速度運行用戶端和伺服器端應用程式。 它與 Kubernetes 的整合促進了輕量級、高效能和安全微服務的開發。
出現情況：隨著組織尋找更有效的方式在不同的運算環境中建立和擴展應用程序，這一趨勢正在獲得動力。 在 Kubernetes 中領先採用 WASM 的行業包括科技、遊戲和金融服務，其中 WASM 的效能和安全優勢尤其重要。
使用案例範例：
邊緣運算：在對低延遲和高效資源利用至關重要的場景下，例如物聯網和行動應用程式中，可以使用 Kubernetes 上的 WASM 部署輕量、快速執行的應用程序，將其部署在邊緣附近。
微服務架構：組織正在利用 WASM 建置安全、隔離且易於擴展的微服務，增強其雲端原生應用程式的整體敏捷性和彈性。
資料處理：對於資料密集型應用程序，例如分析平台，WASM 可以透過最小化與傳統虛擬機或容器通常相關的開銷，實現對大型資料集的高效處理。
主要工具：
Krustlet：用 Rust 寫的 Kubernetes Kubelet，用於在 Kubernetes 上原生執行 WASM 工作負載。
WasmEdge：高效能、輕量級且可擴展的 WebAssembly 運行時，支援在 Kubernetes 叢集中執行微服務。
Envoy 代理程式：透過對 WASM 的支持，Envoy 可以動態載入 WASM 模組，用於在服務網格內自訂過濾和操作 HTTP 請求/回應。
如何開始採用此趨勢：
讓團隊熟悉 WASM：從向開發團隊介紹 WebAssembly 及其在 Kubernetes 環境中潛在應用開始。
在開發中嘗試 WASM：首先將 WASM 模組整合到應用程式的非關鍵部分，以了解其影響和好處。
利用 WASM 友善的工具：將諸如 Krustlet 和 WasmEdge 等工具納入您的 Kubernetes 叢集中，以促進 WASM 工作負載的部署和管理。
監控和最佳化：持續監控 WASM 工作負載的效能和安全性，根據需要進行調整，優化資源使用和應用程式回應性。
趨勢的預測：
跨行業廣泛採用：隨著對 WASM 好處的認識越來越廣泛，預計其採用將擴展到當前行業之外，成為雲端原生應用程式開發的標準實踐。
增強的工具和生態系統：圍繞 WASM 和 Kubernetes 的工具將繼續發展，為開發人員提供更大的支持，並簡化 WASM 工作負載的部署和管理。
安全性和效能方面的創新：WASM 的持續進展將集中在提高安全隔離和執行效率方面，使其成為高效能、安全應用程式的更具吸引力的選擇。
線上學習資源：
Krustlet 文件：https://krustlet.dev/
WasmEdge：https://wasmedge.org/
Envoy Proxy WASM 文件：https://www.envoyproxy.io/docs/envoy/latest/start/sandboxes/wasm
WebAssembly 與 Kubernetes 的整合將為建置和部署應用程式開啟新的可能性，將 WASM 的可移植性和安全性與 Kubernetes 的編排能力結合起來。 這一趨勢代表了雲端原生應用程式開發的前進性飛躍，承諾提供更有效率、安全且可擴展的解決方案。
這些趨勢不僅顯示了 Kubernetes 發展的當前方向，也展示了雲端原生技術的未來。 透過保持資訊的更新和靈活性，Kubernetes 工程師可以利用這些趨勢來推動專案和組織的創新和效率。
