基于Istio服务网格实现灰度发布机制

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基于Istio服务网格实现灰度发布机制

1.应用程序主流发布方案

1.1.蓝绿发布

Web应用程序在逻辑上分为A、B两组，在升级过程中，首先将B组从负载均衡器中移除，然后在B组的Web服务器中进行V2版本的升级，A组V1版本依旧正常提供应用服务，当B组完成应用升级后，将B组重新挂载到负载均衡器中，然后将V1版本的A组从负载均衡器中移除，这种发布模式被称为蓝绿发布。

蓝绿发布的特点：

策略简单，过程通过脚本来实现，只需要从负载均衡中移除相应的服务器。
升级/回滚的速度快，当B组升级完提供线上服务时，A组虽然被负载均衡器移除了，但是也不会立刻进行版本升级，而是当一段时间后，线上程序稳定了再进行版本升级，当线上程序异常了，也可以直接将B组移除，将A组重新添加，不管是升级还是回滚的速度都非常快，只需要调整负载均衡的配置即可。
用户无感知、平滑过渡，整个过程中用户是没有感知的。

蓝绿发布的缺点：

需要正常业务程序提供流量支撑的两倍及以上的服务器资源，较为浪费资源。
有问题影响的范围比较广，例如新版本的问题发现的比较晚，AB两组的服务器全部升级版本了，涉及回滚就会比较麻烦。

请添加图片描述

1.2.滚动发布

Kubernetes集群的Pod程序版本升级的默认方式就是滚动发布，先运行一个新版本的Pod，健康检查机制通过后才会将旧版本的Pod删除，不断的执行这个过程，直到所有的Pod全部升级成新的版本为止。

**滚动发布的特点：**用户无感知、平滑过渡，新旧版本都存在于集群中，用户也不会感觉到程序进行了版本升级。

滚动发布的缺点：

部署的周期比较长，当健康检查通过后才会进行下一个Pod的升级。
不易回滚，回滚的方式也是一个一个Pod进行回滚，周期长。
影响的范围很大。

1.3.灰度发布

灰度发布又称为金丝雀发布，灰度发布是通过只升级集群中的一部分WEB的版本，然后进行流量访问控制，将一批用户的请求转发到新版本的应用程序上，另外一批用户继续使用旧版本的应用程序，如果用户对新版本的程序没有异常问题的发生，那么会逐步扩大范围，最终将所有的WEB进行版本升级。

灰度发布的例子：一个应用程序有2个版本，V1版本为线上生产环境的版本的，V2版本为即将上线的版，需要同时将两个版本的应用程序部署，并且全部接入到负载均衡中，通过灰度发布控制，V1版本承担90%的流量，V2版本承担10%的的流量，观察运行效果，循序渐进，最新V1版本下线，V2版本提供线上服务。

灰度发布的特点：

影响范围略低，仅是某一批用户开始使用新的版本，即使存在问题也只是少数人。
保证整体系统的稳定性，可能只能20%的用户在使用新版本，剩下80%依旧是旧版本的程序。
用户无感知、平滑过渡。
新旧版本共存、实时观察反馈动态。

**灰度发布的缺点：**灰度发布设计相对复杂，对自动化的要求比较高，要精确控制。
在这里插入图片描述

1.4.A/B测试发布

A/B测试发布是灰度发布的另一种模式，主要是针对不同批次用户使用不同版本后的信息采样，对收到的反馈数据进行对比，也就相当于全部上线新版本之前，先要看看用户的使用反馈，该加功能的加功能，改修复的修复，当用户都比较满意时，再进行版本是否要升级。

A/B测试的精确性更高，上线后的故障率也会相对降低，维护成本较高。

在这里插入图片描述

2.Istio灰度发布实现目标

以知识点系统为例基于Istio实现灰度发布，知识点系统各个版本的镜像均托管在docker hub中。

灰度发布实现目标：

用户流量全部转发到V1版本。
90%的用户流量转发到V1版本 10%的流量转发到V2版本。
100%的流量转发到V2版本下线V1版本。

3.在Istio中部署多个版本的知识点系统

在Istio中部署多个版本的

3.1.创建程序所在的命名空间并开启自动注入

创建知识点系统所使用的命名空间并设置Sidecar自动注入。

1.创建一个目录存放使用的资源编排文件
[root@k8s-master samples]# mkdir istio-knowsystem

2.创建命名空间
[root@k8s-master istio-knowsystem]# kubectl create ns prod-knowsystem
namespace/prod-knowsystem created

3.开启Sidecar自动注入
[root@k8s-master istio-knowsystem]# kubectl label ns prod-knowsystem istio-injection=enabled
namespace/prod-knowsystem labeled

3.2.编写Deployment资源编排文件

1）V1版本

[root@k8s-master istio-knowsystem]# vim knowsystem-v1.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: knowsystem-v1
  namespace: prod-knowsystem
  labels:
    app: knowsystem
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: knowsystem
      version: v1						#关联pod的标签
  template:
    metadata:
      labels:
        app: knowsystem
        version: v1			#通过配置一个version=v1的标签来声明程序的版本是V1
    spec:
      containers:
      - image: jiangxlrepo/know-system:v1
        name: knowsystem-v1

2）V2版本

[root@k8s-master istio-knowsystem]# vim knowsystem-v2.yaml 
apiVersion: apps/v2
kind: Deployment
metadata:
  name: knowsystem-v2
  namespace: prod-knowsystem
  labels:
    app: knowsystem
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: knowsystem
      version: v2					#关联pod的标签
  template:
    metadata:
      labels:
        app: knowsystem
        version: v2					#通过配置一个version=v2的标签来声明程序的版本是V2
    spec:
      containers:
      - image: jiangxlrepo/know-system:v2
        name: knowsystem-v2

3.3.编写Service资源编排文件

[root@k8s-master istio-knowsystem]# vim knowsystem-svc.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: knowsystem-svc
  namespace: prod-knowsystem-svc
  labels:
    app: knowsystem
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: knowsystem					#将标签app=knowsystem的pod全部关联进来，此时V1和V2版本的Pod就会都接入Service资源中

3.4.编写Gateway以及VirtualService资源编排文件

[root@k8s-master istio-knowsystem]# vim knowsystem-gw-vs.yaml 
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: Gateway
metadata:
  name: knowsystem-gw
  namespace: prod-knowsystem
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway 
  servers:
  - port:
      number: 80
      name: http
      protocol: HTTP
    hosts:
    - "knowsystem.jiangxl.com"				#绑定程序使用的域名，支持泛域名，如*.jiangxl.com
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: knowsystem-vs
  namespace: prod-knowsystem
spec:
  hosts:
  - "knowsystem.jiangxl.com"				#绑定程序使用的域名，支持泛域名，如*.jiangxl.com
  gateways:
  - knowsystem-gw
  http:
  - route:
    - destination:
        host: knowsystem-svc
        port:
          number: 80

3.5.创建所有资源完成部署

1.创建所有资源
[root@k8s-master istio-knowsystem]# kubectl apply -f knowsystem-v1.yaml -f knowsystem-v2.yaml -f knowsystem-svc.yaml -f knowsystem-gw.yaml 
deployment.apps/knowsystem-v1 created
deployment.apps/knowsystem-v2 created
service/knowsystem-svc created
gateway.networking.istio.io/knowsystem-gw created
virtualservice.networking.istio.io/knowsystem-vs created

2.查看资源的状态

[root@k8s-master istio-knowsystem]# kubectl get svc,pod -n prod-knowsystem
NAME                     TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/knowsystem-svc   ClusterIP   10.108.224.124   <none>        80/TCP    29s

NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/knowsystem-v1-96d57f6c-hkknr     2/2     Running   0          29s
pod/knowsystem-v2-687b85db56-xmb88   2/2     Running   0          29s

3.观察Service资源关联的Pod，分别是V1和V2版本的pod资源
[root@k8s-master istio-knowsystem]# kubectl get ep -n prod-knowsystem
NAME             ENDPOINTS                             AGE
knowsystem-svc   100.64.169.151:80,100.64.169.153:80   37s

3.6.访问知识点系统

绑定hosts解析。

192.168.20.15 knowsystem.jiangxl.com

Istio服务网格进阶③：基于Istio服务网格实现灰度发布机制