持续部署 + TKE Mesh 灰度发布实践

文章内容

灰度发布 Bookinfo 应用演示
配置过程
小结
公开资源和参考资料

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，并且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。

但使用 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。

TKE Mesh（腾讯云服务网格）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。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 TKE Mesh 演示灰度发布流程。

灰度发布 Bookinfo 应用演示

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 + TKE Mesh 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

基于 Bookinfo 应用，我们将演示如下的灰度发布效果：

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
腾讯云 TKE Mesh（服务网格）控制台查看网格拓扑
部署 reviews 服务的灰度版本（v2）
设置灰度比例
人工确认是否全量发布
将所有流量切换到灰度版本（v2）

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 TKE Mesh（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。

浏览器打开示例网址浏览 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）。

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 TKE Mesh 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://49.233.239.50/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 TKE Mesh 控制台查看网络拓扑已更新（没有 reviews-v1）。

访问 http://49.233.239.50/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）。

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。

TKE 集群

使用腾讯云 TKE 创建一个 Kubernetes 集群

TKE Mesh

在 TKE 控制台创建服务网格实例，在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。

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。

代码仓库

克隆源代码并推送到自己的 CODING 代码库。

git clone https://ci-cd.coding.net/public/bookinfo/bookinfo/git
git remote remove origin
git remote add origin 你的 CODING 代码库地址
git push origin master

添加云账号

在 CODING 持续部署添加 TKE 集群。

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：部署具有外网 IP 的 Ingress Gateway，通过此 Gateway 访问 bookinfo 应用的 Web 页面。
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 Tke Mesh 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 Virtual Service 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。

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: reviews
spec:
  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。

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。

小结

本文主要聚焦基于 CODING CD + TKE Mesh 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 + TKE Mesh，还可以拓展更多的微服务治理和发布能力，比如：

通过全链路跟踪系统进行服务性能分析。
通过丰富的路由规则、重试、故障转移和故障注入对流量行为进行细粒度控制。
基于 TKE Mesh（istio）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。

公开资源和参考资料

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2022-05-07最近更新

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