CD+服务网格灰度发布实践，一文带你体验如何编排更灵活

2020-09-02 14:42:08 浏览数 (1)

作者廖红坤，CODING DevOps 产品策划。从事过多年运维开发，云计算、Kubernetes、云原生深度实践者，有丰富的 DevOps 平台设计经验。

1. 前言

灰度发布（又名金丝雀发布）可实现业务从老版本到新版本的平滑过渡，并避免升级过程中出现的问题对用户造成的影响。在云原生的背景下，像 Kubernetes 这样的平台可实现简单的灰度发布，但其功能非常有限，只能通过控制 Pod 副本比例管理流量，并且不支持根据特定规则将请求路由到灰度版本。而使用 isito，副本部署和流量管理是两个完全独立的功能，服务的 Pod 数量可以根据流量负载灵活伸缩，与版本流量路由的控制完全正交；基于 istio，可以轻松实现细粒度控制流量百分比（例如，路由 1％ 的流量到灰度版本），当然也可以使用其他规则（如：url、headers等）来控制流量。

腾讯云服务网格（Tencent Cloud Mesh，TCM）是一致、可靠、透明的云原生服务通信网络管控基础平台，全面覆盖应用程序的南北向与东西向通信连接，基于 istio 在开源版本的基础上优化了 envoy 的转发性能，并实现控制面托管/多活以及多集群网格产品化，可以支撑业务轻松打造灵活的分布式高可用架构，高效便捷的变更发布能力和安全可控的服务通信网络。

灰度发布流程涉及多个微服务部署、人工审核、灰度比例控制等步骤，基于 CODING CD（持续部署），可以实现灰度发布流程的灵活编排，在关键节点进行人工审核、动态指定灰度比例，使用表达式控制分支流程等特性。

接下来我们将结合 CODING CD 和 TCM 演示灰度发布流程。

2. 灰度发布 Demo 演示

2.1 Bookinfo 应用

我们以 istio 官方的 Bookinfo 示例项目作为 demo，并在它的基础上做了 yaml 配置优化，更符合 CODING TCM 灰度发布的 Demo 演示。对于不熟悉 istio 的同学，有必要对 Bookinfo 应用做简单的介绍。

Bookinfo 应用由四个单独的微服务构成。这个应用模仿在线书店的一个分类，显示一本书的信息。页面上会显示一本书的描述，书籍的细节（ISBN、页数等），以及关于这本书的一些评论。

Bookinfo 应用分为四个单独的微服务：

  • productpage. 这个微服务会调用 details 和 reviews 两个微服务，用来生成页面。
  • details. 这个微服务中包含了书籍的信息。
  • reviews. 这个微服务中包含了书籍相关的评论。它还会调用 ratings 微服务。
  • ratings. 这个微服务中包含了由书籍评价组成的评级信息。

reviews 微服务有 3 个版本：

  • v1 版本不会调用 ratings 服务。
  • v2 版本会调用 ratings 服务，并使用 1 到 5 个黑色星形图标来显示评分信息。
  • v3 版本会调用 ratings 服务，并使用 1 到 5 个红色星形图标来显示评分信息。

下图展示了这个应用的端到端架构。

Bookinfo 应用中的几个微服务是由不同的语言编写的。这些服务对 Istio 并无依赖，但是构成了一个有代表性的服务网格的例子：它由多个服务、多个语言构成，并且 reviews 服务具有多个版本。

阅读更多：Bookinfo 应用：https://istio.io/latest/zh/docs/examples/bookinfo/

基于 Bookinfo 应用，我们将演示如下的灰度发布效果：

  1. 部署 bookinfo 应用的基准版本（v1），即四个微服务 productpage、details、reviews和 ratings都是 v1 版本
  2. 腾讯云服务网格 TCM  控制台查看网格拓扑
  3. 部署 reviews 服务的灰度版本（v2）
  4. 设置灰度比例
  5. 人工确认是否全量发布
  6. 将所有流量切换到灰度版本（v2）

2.2 部署基准版本（v1）

在 CODING 持续部署（CD）提交发布单，部署基准版本（v1）。配置制品处分别选择应用、Ingress Gateway、Destination Rule 和 VirtualServices 对应的 yaml 文件。

部署完成后，在 TCM（服务网格）控制台查看生成的网络拓扑（网格拓扑中看不到 ratings-v1是因为reviews-v1没有调用ratings-v1）。

查看 Gateway 的信息，根据外网 IP 访问 bookinfo 服务。

浏览器打开网址 http://120.53.204.21/productpage 浏览 bookinfo 应用的 Web 页面，无论怎么刷新页面都发现 reviews 服务只有 v1 版本的效果（没有红色或黑色的星形）。

2.2 灰度发布（v2）

在 CODING CD 提交发布单，执行灰度发布流程。

配置制品处填写reviews v2 yaml 文件的路径（platform/kube/bookinfo-reviews-v2.yaml）和分支；reviews 服务增加灰度版本后，需要更新 Destination Rule（包含 v1 和 v2 的配置），填写 Destination Rule 的路径（networking/destination-rule-v1-v2.yaml）和分支。

启动参数指定基准版本和灰度版本（即 v1 和 v2）。

设置灰度比例为 50% 。

在 TCM 控制台查看网络拓扑已更新（productpage-v1 的请求会被转发到 reviews-v1或 reviews-v2）。

执行完下一阶段，灰度比例生效后，访问 http://120.53.204.21/productpage 会发现 reviews 服务的 v1 和 v2 版本流量各占 50%（黑色星形和没有星形交替出现）。

当确认灰度版本（v2）版本稳定后，选择全量发布，将所有流量切换到灰度版本（v2）。

在 TCM 控制台查看网络拓扑已更新（没有 reviews-v1）。

访问 http://120.53.204.21/productpage 会发现 reviews 服务所有流量都发送到 v2 版本。即无论怎么刷新页面都发现 reviews 服务只有 v2 版本的效果（只显示黑色星形）。

3. 配置过程

具体是如何实现上述的灰度发布效果呢，接下来跟着本教程动手实践。

3.1 TKE 集群

使用腾讯云 TKE 创建一个 Kubernetes 集群：https://cloud.tencent.com/document/product/457/11741

3.2 TCM

在 TKE 控制台创建服务网格实例，服务发现处选择上一步骤创建的 TKE 集群；并开启 default 命名空间的 sidecar 自动注入功能。

3.3 CODING DevOps

如果你没有 CODING DevOps 账号，请在腾讯云控制台访问 CODING DevOps，根据提示开通即可。

3.3.1 代码仓库

克隆源代码并推送到自己的 CODING 代码库。

代码语言：txt复制
git clone https://ci-cd.coding.net/public/bookinfo/bookinfo/gitgit remote remove origingit remote add origin 你的 CODING 代码库地址git push origin master
3.3.2 添加云账号

在 CODING 持续部署添加 TKE 集群。

3.3.3 创建应用并配置部署流程

进入 CODING 持续部署控制台创建名为 bookinfo 的应用，然后配置部署流程。

部署基准版本（v1）

配置了 4 个启动所需制品分别是：

  • platform/kube/bookinfo-reviews-v1.yaml：部署 bookinfo 四个微服务的 v1 版本。
  • networking/bookinfo-gateway.yaml：配置 istio-Ingressgateway 的监听器规则，开放 80 端口 http 协议。
  • networking/destination-rule-all-reviews-v1.yaml：部署四个微服务 v1 版本的Destination Rule。
  • networking/virtual-service-all-v1.yaml：部署四个微服务 v1 版本的 Virtual Services。

在第二个阶段部署 Ingress 网关 执行完成后，就可以通过 Gateway 的外网 IP 访问 bookinfo 应用。后续两个阶段的作用是使用 TCM 对 bookinfo 进行流量管理。

reviews 灰度发布

配置了两个启动所需制品分别是：

  • canary-reviews-deployment：reviews 服务灰度版本的 Deployment 内容，在此 demo 中将会使用文件 platform/kube/bookinfo-reviews-v2.yaml。
  • canary-reviews-destination-rule：包含 v1 和 v2 的 subset 配置，在此 demo 中将会使用文件 networking/destination-rule-v1-v2.yaml。

设置灰度比例是一个人工确认阶段，通过参数 canary-ratio 指定灰度比例。

灰度比例生效是一个 VirtualService 模板，可根据部署流程启动参数和上一阶段的 canary-ratio 参数对 reviews 服务的流量进行动态管理。

代码语言：txt复制
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: VirtualServicemetadata:  name: reviewsspec:  hosts:    - reviews  http:    - route:        - destination:            host: reviews            subset: '${parameters.base_version}'          weight: >-            ${100 -            #toInt(#stage("设置灰度比例")["context"]["customParams"]["canary_ratio"])}        - destination:            host: reviews            subset: '${parameters.canary_version}'          weight: >-            ${#toInt(#stage("设置灰度比例")["context"]["customParams"]["canary_ratio"])}

最后两个阶段可以根据是否全量发布阶段的确认选项（通过 #judgment(是否全量发布) 表达式获取上一阶段的确认选项），判断全量发布灰度版本或直接结束部署流程。

以上两个部署流程的 json 配置存放在 bookinfo 代码仓库的 coding-cd-template 目录中，可直接导入 CODING CD 快速创建部署流程。

3.3.4 将应用关联到项目（在项目内提交发布单）

部署流程配置完成后，将应用关联到项目，即可在项目内提交发布单，实现 reviews服务的灰度发布。

4. 小结

本文主要聚焦基于 CODING CD TCM 的灰度发布实践，没有涉及更多 CODING DevOps 的能力。除了以上的灰度发布 Demo，你可以基于 CODING 平台实现一站式 DevOps 研发实践。具体来说，上述的灰度发布 Demo 可以结合 CODING 持续集成、制品库；实现代码提交后，自动构建 bookinfo 各微服务的 Docker 镜像上传到制品库，推送完成后自动触发灰度发布的流水线执行。

此外，结合 CODING CD TCM，还可以拓展更多的微服务治理和发布能力，比如：

  • 自动化金丝雀分析和部署。
  • 利用 TCM 对微服务进行故障注入演练，当监测到系统指标异常时通过 Webhook 自动触发 COIDNG CD 执行回滚流程。
  • 基于 TCM 的熔断和限流能力，通过 CODING CD 联动监控系统（如腾讯云监控），实现业务系统压力较大时自动触发熔断和限流的部署流程，保证业务稳定。

5. 公开资源和参考资料

  • 腾讯云 TKE 和 TCM：https://cloud.tencent.com/product/tke
  • CODING 持续部署：https://coding.net/products/cd
  • Bookinfo Demo 的 CODING 代码库地址：https://ci-cd.coding.net/public/bookinfo/bookinfo/git
  • istio 官方文档：https://istio.io/latest
kubernetes 微服务 CODINGDevOps 云计算 容器

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