持續部署入門:基於 Kubernetes 實現藍綠發布


前言

軟件世界比以往任何時候都更快。為了保持競爭力,需要盡快推出新的軟件版本,而不會中斷活躍用戶訪問,影響用戶體驗。越來越多企業已將其應用遷移到 Kubernetes。

在 Kubernetes 中有幾種不同的方式發布應用,所以為了讓應用在升級期間依然平穩提供服務,選擇一個正確的發布策略就非常重要了,本篇文章將講解在 Kubernetes 使用藍綠更新的方式更新鏡像。

原理

藍綠發布是版本 1 與版本 2 會同時存在,通過控制 Service 來決定使用具體哪一個版本,也稱為紅黑部署。藍綠發布與滾動更新不同,版本 2 () 與版本 1()一起部署,在測試新版本滿足要求后,然后更新 Service 對象,通過替換 label selector 中的版本標簽來將流量發送到新版本,更新過程如下圖所示

實踐

使用 Kubernetes 原生方式升級應用

准備

image

bebullish/demo:v1
bebullish/demo:v2

deployment-v1

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: demo-dp-v1
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: demo
      version: v1
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: demo
        version: v1
    spec: 
      containers:
      - name: demo
        image: bebullish/demo:v1
        ports:
        - containerPort: 8080

deployment-v2

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: demo-dp-v2
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: demo
      version: v2
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: demo
        version: v2
    spec: 
      containers:
      - name: demo
        image: bebullish/demo:v2
        ports:
        - containerPort: 8080

service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: demo-service
spec:
  selector:
    app: demo
    version: v1                              # 通過更改 version 來控制流量走向
  type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080
    protocol: TCP

將上述 deployment-v1 以及 service 保存為 yaml 文件,使用 kubectl apply -f 命令創建 yaml 資源,等待創建成功后,使用 kubectl get svc 獲取 EXTERNAL-IP。

測試

如果使用瀏覽器測試的話,你會發現每次調用都會返回同一個 pod 的名字,那是因為瀏覽器發出的請求包含 keepAlive,所以需要使用 curl 來保證每次發出的請求都是重新創建的。

curl -X GET http://${EXTERNAL-IP}

升級

將上述 deployment-v2 保存為 yaml 文件,使用 kubectl apply -f 命令創建 yaml 資源,切換流量之前先執行命令,以便查看鏡像更新過程

while true; do curl -X GET http://${EXTERNAL-IP} ; done

等待 deployment-v2 創建成功后,通過將 service 的 version 值改為 v2 來切換流量

kubectl edit service demo-service

查看日志

請求流量

結論

首先可以發現在更新過程中,程序保持一直可用的狀態,v2 版本部署成功之后,所有請求還是 v1 版本,當流量切換后,立刻出現 v2 版本的日志,並且不會出現 v1 版本的日志,說明流量是一次性切換的,如果需要回滾只需要將流量切回 v1 版本即可。

使用 CODING CD 方式升級應用

創建服務

service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: demo-service
spec:
  selector:
    createBy: demo-service       # 這里填寫的標簽,會被添加到對應的 ReplicaSet 中
  type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080
    protocol: TCP

這里注意,service 創建之后應不會匹配到任何資源,即 endpoint 為空,而在后面執行部署流程時會為 ReplicaSet 添加 label createBy: demo-service ,從而決定流量走向。

部署成功之后可以看到 demo-service

配置制品

使用 docker 官方鏡像需要以 docker.io 開頭

配置 yaml 及綁定制品

replicaSet

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: demo-rs
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: demo
    spec:
      containers:
        - image: docker.io/bebullish/demo
          name: demo
          ports:
            - containerPort: 8080

階段中選擇 部署(Manifest) ,輸入上述 yaml 文件(目前發布策略選項僅支持 ReplicaSet),這里需要把鏡像的版本刪除掉,在需要綁定的制品選擇之前配置的制品。這樣配置之后,每次執行的時候版本是動態傳入的。

藍綠(紅黑)發布配置

在下方勾選讓 CODING 部署控制台管理入口流量,然后選擇 demo-service 所在的命名空間(我這里是在 marlon 這個命名空間下),然后選擇 demo-service ,策略選擇 Red/Black(Blue/Green),保存即可。

發布制品

選擇應用和部署流程,輸入版本 v1。

查看結果

等待一小段時間后,就可以在部署控制台中看到發布的資源了。

更新鏡像版本

再次執行發布,版本輸入 v2。

更新原理

基於 CODING CD 的藍綠發布和一般的藍綠發布略有不同,一旦 v2 版本的 pod 處於就緒狀態后,他就會立即獲得流量,而當所有的 v2 版本的 pod 處於就緒狀態后,會禁用 v1 版本的 pod,此時所有流量會打到 v2 版本上,從而完成更新。

注意:基於 CODING CD 的藍綠發布會出現 v1 版本和 v2 版本同時獲得流量的情況,具體取決於 pod 的就緒探針,v2 版本的 pod 一旦就緒,那么它就會獲得流量,所以需要合理設計就緒探針,盡量減少 v1 版本和 v2 版本同時存在的時間差。

總結

使用 Kubernetes 原生方式實現藍綠更新步驟較多,但也容易出錯,推薦使用 coding.net 提供的 CD 功能,配置一次,永久使用。不僅降低了人工成本,提高容錯率,還提供了非常豐富的 CD 功能,推薦使用哦~

參考文章

TrafficManagement

RolloutStrategies

CODING 持續部署

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