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首頁 微服務(wù)引擎 操作指南 微服務(wù)治理 全鏈路灰度 結(jié)合Kruise Rollouts實(shí)現(xiàn)基于MSE的全鏈路灰度

結(jié)合Kruise Rollouts實(shí)現(xiàn)基于MSE的全鏈路灰度

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作為Kubernetes應(yīng)用部署工具，Kruise Rollouts提供金絲雀發(fā)布、藍(lán)綠發(fā)布等多種灰度發(fā)布策略，并通過與MSE微服務(wù)治理的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)新版本應(yīng)用在服務(wù)調(diào)用鏈路上的平滑灰度升級(jí)，確保新版本的穩(wěn)定性。

全鏈路灰度介紹

在微服務(wù)架構(gòu)場景下，傳統(tǒng)的灰度發(fā)布模式往往不能滿足交付的復(fù)雜需求，全鏈路灰度發(fā)布的場景也就應(yīng)運(yùn)而生，此時(shí)每個(gè)微服務(wù)都會(huì)有灰度環(huán)境或分組來接受灰度流量。開發(fā)者希望進(jìn)入上游灰度環(huán)境的流量也能進(jìn)入下游灰度環(huán)境中，確保一個(gè)請(qǐng)求始終在灰度環(huán)境中傳遞，從而形成流量泳道。在泳道內(nèi)的流量鏈路中，即使這個(gè)調(diào)用鏈路上有一些微服務(wù)應(yīng)用不存在灰度環(huán)境，那么這些微服務(wù)應(yīng)用在請(qǐng)求下游的時(shí)候依然能夠重新回到灰度環(huán)境中。此時(shí)可以根據(jù)服務(wù)的實(shí)際情況，控制多個(gè)服務(wù)同時(shí)進(jìn)行發(fā)布變更，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，效果如下圖所示：

image.png

Kruise Rollouts介紹

Kruise Rollouts是OpenKruise社區(qū)開源的漸進(jìn)式交付框架。Kruise Rollouts支持配合流量和實(shí)例灰度的灰度發(fā)布、藍(lán)綠發(fā)布和A/B Testing發(fā)布。基于Prometheus Metrics指標(biāo)，Kruise Rollouts還可以實(shí)現(xiàn)發(fā)布過程的自動(dòng)化分批與暫停，并提供旁路的無感對(duì)接，兼容已有的多種工作負(fù)載（Deployment、CloneSet、StatefulSet），更多信息，請(qǐng)參見Kruise Rollouts。

Kruise Rollouts是一種旁路式的工作機(jī)制。您只需配置一份Rollouts資源并將其下發(fā)到K8s集群中，后續(xù)的業(yè)務(wù)發(fā)布和升級(jí)均無需額外操作，并且可以與Helm和PaaS平臺(tái)低成本無縫對(duì)接。使用Kruise Rollouts實(shí)現(xiàn)灰度發(fā)布架構(gòu)圖如下：image.png

前提條件

步驟一：準(zhǔn)備工作

  1. 安裝Kruise Rollouts組件。

    1. 登錄容器服務(wù)管理控制臺(tái)，在左側(cè)導(dǎo)航欄選擇集群。

    2. 在集群列表頁面，單擊目標(biāo)集群名稱，然后在左側(cè)導(dǎo)航欄，選擇運(yùn)維管理 > 組件管理。

    3. 在組件管理頁面，單擊應(yīng)用管理頁簽。

    4. 在ack-kruise卡片右下方，單擊安裝。

    5. 在彈出的對(duì)話框中，單擊確定。

  2. 安裝MSE Ingress組件。創(chuàng)建MseIngressConfig和IngressClass，具體操作，請(qǐng)參見通過MSE Ingress訪問容器服務(wù)。

  3. 為應(yīng)用開啟微服務(wù)治理。具體操作，請(qǐng)參見ACK微服務(wù)應(yīng)用接入MSE治理中心。

步驟二：部署Demo應(yīng)用

  1. 部署業(yè)務(wù)應(yīng)用（Deployment、Service和Ingress）。

    1. 使用如下內(nèi)容，創(chuàng)建mse-demo.yaml文件。

      展開查看mse-demo.yaml文件

      # a service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: spring-cloud-a
spec:
  ports:
    - name: http
      port: 20001
      protocol: TCP
      targetPort: 20001
  selector:
    app: spring-cloud-a
# a application
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-cloud-a
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-cloud-a
  template:
    metadata:
      annotations:
        msePilotCreateAppName: spring-cloud-a
      labels:
        app: spring-cloud-a
    spec:
      containers:
        - env:
            - name: JAVA_HOME
              value: /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre
          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/mse-demo-hz/spring-cloud-a:mse-2.0.0
          imagePullPolicy: Always
          name: spring-cloud-a
          ports:
            - containerPort: 20001
# b application
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-cloud-b
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-cloud-b
  template:
    metadata:
      annotations:
        msePilotCreateAppName: spring-cloud-b
      labels:
        app: spring-cloud-b
    spec:
      containers:
        - env:
            - name: JAVA_HOME
              value: /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre
          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/mse-demo-hz/spring-cloud-b:mse-2.0.0
          imagePullPolicy: Always
          name: spring-cloud-b
# c application
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-cloud-c
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-cloud-c
  template:
    metadata:
      annotations:
        msePilotCreateAppName: spring-cloud-c
      labels:
        app: spring-cloud-c
    spec:
      containers:
        - env:
            - name: JAVA_HOME
              value: /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre
          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/mse-demo-hz/spring-cloud-c:mse-2.0.0
          imagePullPolicy: Always
          name: spring-cloud-c
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nacos-server
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nacos-server
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nacos-server
    spec:
      containers:
      - env:
        - name: MODE
          value: standalone
        image: nacos/nacos-server:v2.2.0
        imagePullPolicy: Always
        name: nacos-server
      dnsPolicy: ClusterFirst
      restartPolicy: Always
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nacos-server
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
    - name: nacos-server-8848-8848
      port: 8848
      protocol: TCP
      targetPort: 8848
    - name: nacos-server-9848-9848
      port: 9848
      protocol: TCP
      targetPort: 9848
  selector:
    app: nacos-server
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: demo-mysql
  name: demo-mysql
spec:
  ports:
    - port: 3306
      targetPort: 3306
  selector:
    app: demo-mysql
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: demo-mysql
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: demo-mysql
  replicas: 1
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: demo-mysql
    spec:
      containers:
        - args:
            - --character-set-server=utf8mb4
            - --collation-server=utf8mb4_unicode_ci
          env:
            - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
              value: root
          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/mse-demo-hz/demo-mysql:3.0.1
          name: demo-mysql
          ports:
            - containerPort: 3306

    2. 執(zhí)行如下命令，部署業(yè)務(wù)應(yīng)用。

      kubectl apply -f mse-demo.yaml

    3. 使用如下內(nèi)容，創(chuàng)建mse-Ingress.yaml文件。

      展開查看mse-Ingress.yaml文件

      apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    mse.ingress.kubernetes.io/service-subset: ""
  name: spring-cloud-a
spec:
  ingressClassName: mse
  rules:
    - http:
        paths:
          - backend:
              service:
                name: spring-cloud-a
                port:
                  number: 20001
            path: /
            pathType: Prefix

    4. 執(zhí)行如下命令，創(chuàng)建Ingress規(guī)則。

      kubectl apply -f mse-ingress.yaml

    5. 執(zhí)行如下命令，獲取外部IP。

      kubectl get ingress

      預(yù)期輸出如下所示：

      NAME         CLASS    HOSTS   ADDRESS        PORTS   AGE
spring-cloud-a   <none>   *       EXTERNAL_IP     80     12m

    6. 執(zhí)行如下命令，查看路由訪問情況。替換以下<EXTERNAL_IP>為您上一步獲取的外部IP。

      curl http://<EXTERNAL_IP>/A/a

      預(yù)期輸出如下所示：

      A[192.168.42.115][config=base] -> B[192.168.42.118] -> C[192.168.42.101]%

步驟三：通過Kruise Rollouts實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的全鏈路灰度發(fā)布

  1. 定義Kruise Rollouts的灰度發(fā)布規(guī)則。

    說明

    以下Rollout資源將定義灰度發(fā)布規(guī)則，發(fā)布分為三批：

    1. A/B Testing發(fā)布，具有header[User-Agent]=xiaoming的流量將導(dǎo)入到新版本，其它則為老版本。

    2. 按照流量比例進(jìn)行灰度，此批次將灰度50%的實(shí)例及流量。

    3. 將灰度完成所有的實(shí)例。

    1. 使用如下內(nèi)容，創(chuàng)建rollout.yaml文件。

      展開查看rollout.yaml文件

      # 用于圈定全鏈路的應(yīng)用
# a rollout configuration
apiVersion: rollouts.kruise.io/v1alpha1
kind: Rollout
metadata:
  # 其它微服務(wù)應(yīng)用類似配置，例如：rollout-b, rollout-c
  name: rollout-a
  annotations:
    rollouts.kruise.io/trafficrouting: mse-traffic
spec:
  objectRef:
    workloadRef:
      apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: spring-cloud-a
  strategy:
    canary:
      steps:
      - pause: {}
        replicas: 1
      patchPodTemplateMetadata:
        labels:
          alicloud.service.tag: gray
          opensergo.io/canary-gray: gray
---
# b rollout configuration
apiVersion: rollouts.kruise.io/v1alpha1
kind: Rollout
metadata:
  name: rollout-b
  annotations:
    rollouts.kruise.io/trafficrouting: mse-traffic
spec:
  objectRef:
    workloadRef:
      apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: spring-cloud-b
  strategy:
    canary:
      steps:
        - pause: {}
          replicas: 1
      patchPodTemplateMetadata:
        labels:
          alicloud.service.tag: gray
          opensergo.io/canary-gray: gray
---
# c rollout configuration
apiVersion: rollouts.kruise.io/v1alpha1
kind: Rollout
metadata:
  name: rollout-c
  annotations:
    rollouts.kruise.io/trafficrouting: mse-traffic
spec:
  objectRef:
    workloadRef:
      apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: spring-cloud-c
  strategy:
    canary:
      steps:
        - pause: {}
          replicas: 1
      patchPodTemplateMetadata:
        labels:
          alicloud.service.tag: gray
          opensergo.io/canary-gray: gray
---
# 全鏈路泳道配置
apiVersion: rollouts.kruise.io/v1alpha1
kind: TrafficRouting
metadata:
  name: mse-traffic
spec:
  objectRef:
  - service: spring-cloud-a
    ingress:
      classType: mse
      name: spring-cloud-a
  strategy:
    matches:
    # A/B Testing發(fā)布，基于header的流量灰度方式。
    - headers:
      - type: Exact
        name: User-Agent
        value: xiaoming
        # 此批次灰度的流量比例50%。
    #weight: 30 , 灰度30%流量
    requestHeaderModifier:
      set:
      - name: x-mse-tag
        value: gray

    2. 執(zhí)行如下命令，將該Rollout資源下發(fā)到K8s集群。

      kubectl apply -f rollout.yaml

    3. 執(zhí)行如下命令，查看Rollout資源的狀態(tài)。

      kubectl get rollout

      預(yù)期輸出STATUS=Healthy，表明Rollout資源正常工作。

  2. 升級(jí)應(yīng)用版本。

    Kruise Rollouts是一個(gè)常態(tài)化的配置，將其下發(fā)到集群后，后續(xù)業(yè)務(wù)版本發(fā)布只需調(diào)整Deployment配置，無需再對(duì)Kruise Rollouts進(jìn)行額外操作。例如，業(yè)務(wù)將spring-cloud-a服務(wù)跟spring-cloud-c鏡像版本升級(jí)到mse-2.0.1，然后通過執(zhí)行kubectl apply -f mse-demo.yaml命令將Deployment部署到集群。將Deployment配置下發(fā)到K8s集群時(shí)，除kubectl方式外，也可以使用Helm或Vela等方式。

    • 修改mse-demo.yaml文件，將spring-cloud-a服務(wù)跟spring-cloud-c鏡像版本升級(jí)到mse-2.0.1。

      展開查看YAML文件

      # a application
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-cloud-a
  ...
      containers:
        - env:
            - name: JAVA_HOME
              value: /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre
          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/mse-demo-hz/spring-cloud-a:mse-2.0.0
          imagePullPolicy: Always
          name: spring-cloud-a
          ports:
            - containerPort: 20001
...
# c application
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-cloud-c
spec:
  ...
          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/mse-demo-hz/spring-cloud-c:mse-2.0.1

    • 執(zhí)行如下命令，查看Rollout資源的狀態(tài)。

      kubectl get rollouts rollouts-a -n default
kubectl get rollouts rollouts-c -n default

      預(yù)期輸出：

      NAME            STATUS        CANARY_STEP   CANARY_STATE   MESSAGE                                                                         AGE
rollouts-a   Progressing   1             StepPaused     Rollout is in step(1/1), and you need manually confirm to enter the next step   41m
rollouts-c   Progressing   1             StepPaused     Rollout is in step(1/1), and you need manually confirm to enter the next step   41m

      通過預(yù)期輸出的STATUS和CANARY，可以觀察Rollout的過程以及步驟：

      • 若預(yù)期輸出STATUS=Progressing：表明已經(jīng)在灰度發(fā)布過程中。

      • 若預(yù)期輸出CANARY_STATE=StepPaused：表明當(dāng)前批次已經(jīng)完成，是否需要繼續(xù)，可通過人工確認(rèn)。

  3. 確認(rèn)灰度發(fā)布的新版本發(fā)布正常后，繼續(xù)后續(xù)發(fā)布。

    前面的步驟僅發(fā)布部分實(shí)例以及部分的金絲雀流量灰度，通過一些業(yè)務(wù)日志或監(jiān)控確認(rèn)新版本發(fā)布正常后，可通過rollout.rollouts.kruise.io/<rollouts-demo> approved命令繼續(xù)后續(xù)發(fā)布，其中<rollouts-demo>表示Rollout資源的名稱。

  4. （可選）若新版本服務(wù)異常，可進(jìn)行業(yè)務(wù)回滾。

    如果在Rollout過程中，發(fā)現(xiàn)新版本服務(wù)異常，可以通過Deployment配置恢復(fù)到之前版本。然后通過kubectl apply -f mse-demo.yaml命令進(jìn)行部署，無需對(duì)Rollout資源做任何改動(dòng)。

在微服務(wù)治理架構(gòu)中，全鏈路灰度功能提供流量分流，極大地方便了測(cè)試和發(fā)布時(shí)的快速驗(yàn)證，結(jié)合Kruise Rollouts能夠大幅度幫助DevOps提升線上穩(wěn)定性。