使用 CLB 实现简单的蓝绿发布和灰度发布

最近更新时间：2023-05-17 15:41:05
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操作场景
腾讯云 Kubernetes 集群实现蓝绿发布或灰度发布通常需向集群额外部署其他开源工具，例如 Nginx Ingress、Traefik 或将业务部署至服务网格 Service Mesh，利用服务网格的能力实现。这些方案均具有一定难度，若您的蓝绿发布或灰度需求不复杂，且不期望集群引入过多的组件或复杂的用法，则可参考本文利用 Kubernetes 原生的特性以及腾讯云容器服务 TKE 标准集群和 TKE Serverless 集群自带的 LB 插件实现简单的蓝绿发布和灰度发布。  
注意
本文仅适用于 TKE 标准集群及 TKE Serverless 集群。  
原理介绍
用户通常使用 Deployment、StatefulSet 等 Kubernetes 自带的工作负载来部署业务，每个工作负载管理一组 Pod。以 Deployment 为例，示意图如下：
﻿

通常还会为每个工作负载创建对应的 Service，Service 通过 selector 来匹配后端 Pod，其他服务或者外部通过访问 Service 即可访问到后端 Pod 提供的服务。如需对外暴露可直接将 Service 类型设置为 LoadBalancer，LB 插件会自动为其创建腾讯云负载均衡 CLB 作为流量入口。  
蓝绿发布原理
以 Deployment 为例，集群中已部署两个不同版本的 Deployment，其 Pod 拥有共同的 label。但有一个 label 值不同，用于区分不同的版本。Service 使用 selector 选中了其中一个版本的 Deployment 的 Pod，此时通过修改 Service 的 selector 中决定服务版本的 label 的值来改变 Service 后端对应的 Deployment，即可实现让服务从一个版本直接切换到另一个版本。示意图如下：
﻿
﻿
灰度发布原理
用户通常会为每个工作负载创建一个 Service，但 Kubernetes 未限制 Servcie 需与工作负载一一对应。Service 通过 selector 匹配后端 Pod，若不同工作负载的 Pod 被同一 selector 选中，即可实现一个 Service 对应多个版本工作负载。调整不同版本工作版本的副本数即调整不同版本服务的权重。示意图如下：
﻿
﻿
操作步骤
使用 YAML 创建资源
本文提供以下两种方式使用 YAML 部署工作负载及创建 Servcie：
方式1：登录 容器服务控制台，选择集群 ID 进入集群详情页，单击详情页右上角的YAML创建资源，并将本文示例的 YAML 文件内容输入编辑界面。  
方式2：将示例 YAML 保存为文件，再使用 kubectl 指定 YAML 文件进行创建。例如 kubectl apply -f xx.yaml。
部署多版本工作负载
1. 在集群中部署第一个版本的 Deployment，本文以 nginx 为例。YAML 示例如下：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-v1
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
        version: v1
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: "openresty/openresty:centos"
        ports:
        - name: http
          protocol: TCP
          containerPort: 80
        volumeMounts:
        - mountPath: /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf
          name: config
          subPath: nginx.conf
      volumes:
      - name: config
        configMap:
          name: nginx-v1
﻿
---
﻿
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  labels:
    app: nginx
    version: v1
  name: nginx-v1
data:
  nginx.conf: |-
    worker_processes  1;
﻿
    events {
        accept_mutex on;
        multi_accept on;
        use epoll;
        worker_connections  1024;
    }
﻿
    http {
        ignore_invalid_headers off;
        server {
            listen 80;
            location / {
                access_by_lua '
                    local header_str = ngx.say("nginx-v1")
                ';
            }
        }
    }
2. 再部署第二个版本的 Deployment，本文以 nginx 为例。YAML 示例如下：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-v2
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
      version: v2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
        version: v2
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: "openresty/openresty:centos"
        ports:
        - name: http
          protocol: TCP
          containerPort: 80
        volumeMounts:
        - mountPath: /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf
          name: config
          subPath: nginx.conf
      volumes:
      - name: config
        configMap:
          name: nginx-v2
---
﻿
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  labels:
    app: nginx
    version: v2
  name: nginx-v2
data:
  nginx.conf: |-
    worker_processes  1;
﻿
    events {
        accept_mutex on;
        multi_accept on;
        use epoll;
        worker_connections  1024;
    }
﻿
    http {
        ignore_invalid_headers off;
        server {
            listen 80;
            location / {
                access_by_lua '
                    local header_str = ngx.say("nginx-v2")
                ';
            }
        }
    }
3. 登录 容器服务控制台，在集群的工作负载 > Deployment 页查看部署情况。如下图所示：
﻿
﻿
﻿
实现蓝绿发布
1. 为部署的 Deployment 创建 LoadBalancer 类型的 Service 对外暴露服务，指定使用 v1 版本的服务。YAML 示例如下：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    name: http
  selector:
    app: nginx
    version: v1
2. 执行以下命令，测试访问。  
for i in {1..10}; do curl EXTERNAL-IP; done; # 替换 EXTERNAL-IP 为 Service 的 CLB IP 地址
返回结果如下，均为 v1 版本的响应。  
nginx-v1
nginx-v1
nginx-v1
nginx-v1
nginx-v1
nginx-v1
nginx-v1
nginx-v1
nginx-v1
nginx-v1
3. 通过控制台或 kubectl 方式修改 Service 的 selector，使其选中 v2 版本的服务：
通过控制台
通过 kubectl
1. 进入集群详情页，选择左侧服务与路由 > Service。  
2. 在 “Service” 页面中选择需修改 Service 所在行右侧的编辑YAML。如下图所示：
 
﻿

修改 selector 部分为如下内容：
selector:
    app: nginx
    version: v2
3. 单击完成。
执行以下命令：
kubectl patch service nginx -p '{"spec":{"selector":{"version":"v2"}}}'
4. 执行以下命令，再次测试访问。  
$ for i in {1..10}; do curl EXTERNAL-IP; done; # 替换 EXTERNAL-IP 为 Service 的 CLB IP 地址
返回结果如下，均为 v2 版本的响应，成功实现了蓝绿发布。  
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v2
实现灰度发布
1. 对比蓝绿发布，不指定 Service 使用 v1 版本服务。即从 selector 中删除 version 标签，让 Service 同时选中两个版本的 Deployment 的 Pod。YAML 示例如下：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    name: http
  selector:
    app: nginx
2. 执行以下命令，测试访问。  
for i in {1..10}; do curl EXTERNAL-IP; done; # 替换 EXTERNAL-IP 为 Service 的 CLB IP 地址
返回结果如下，一半是 v1 版本的响应，另一半是 v2 版本的响应。  
nginx-v1
nginx-v1
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v1
nginx-v1
nginx-v1
nginx-v2
nginx-v2
3. 通过控制台或 kubectl 方式调节 v1 和 v2 版本的 Deployment 的副本，将 v1 版本调至 1 个副本，v2 版本调至 4 个副本：
通过控制台修改：
3.1.1 进入集群的工作负载 > Deployment 页，选择 v1 版本 Deployment 所在行右侧的更多 > 编辑YAML。  
3.1.2 在 YAML 编辑页面，将 v1 版本的 .spec.replicas 修改为1并单击完成。  
3.1.3 重复上述步骤，将 v2 版本的 .spec.replicas 修改为4并单击完成。
通过 kubectl 修改：
kubectl scale deployment/nginx-v1 --replicas=1
kubectl scale deployment/nginx-v2 --replicas=4
4. 执行以下命令，再次进行访问测试。  
for i in {1..10}; do curl EXTERNAL-IP; done; # 替换 EXTERNAL-IP 为 Service 的 CLB IP 地址
返回结果如下，10次访问中仅2次返回了 v1 版本，v1 与 v2 的响应比例与其副本数比例一致，为 1:4。通过控制不同版本服务的副本数就实现了灰度发布。  
nginx-v2
nginx-v1
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v1
nginx-v2
nginx-v2
nginx-v2
﻿
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