Alauda Container Platform
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Application Blue Green Deployment

在现代软件开发中，部署应用的新版本是开发周期中的关键环节。然而，将更新推送到生产环境可能存在风险，因为即使是小问题也可能导致严重的停机和收入损失。蓝绿发布（Blue-Green Deployment）是一种部署策略，通过确保应用新版本能够实现零停机部署，从而降低了这种风险。

蓝绿发布是一种部署策略，其中设置两个相同的环境，即“蓝色”环境和“绿色”环境。蓝色环境是生产环境，当前运行着应用的在线版本；绿色环境是非生产环境，用于部署应用的新版本。

当应用的新版本准备好部署时，会先部署到绿色环境。一旦新版本部署并测试完成，流量切换到绿色环境，使其成为新的生产环境。蓝色环境则变为非生产环境，用于部署未来的应用版本。

蓝绿发布的优势

  • 零停机：蓝绿发布允许应用新版本实现零停机部署，因为流量可以无缝地从蓝色环境切换到绿色环境。

  • 简单回滚：如果新版本出现问题，回滚到之前的版本非常简单，因为蓝色环境仍然可用。

  • 降低风险：通过使用蓝绿发布，部署新版本的风险显著降低。因为新版本可以先在绿色环境中部署和测试，然后再将流量从蓝色环境切换过去。这允许进行充分测试，减少生产环境出现问题的可能性。

  • 提高可靠性：使用蓝绿发布可以提升应用的可靠性。蓝色环境始终可用，绿色环境出现问题时可以快速识别并解决，而不会影响用户。

  • 灵活性：蓝绿发布为部署过程提供灵活性。可以并行部署多个版本的应用，方便测试和实验。

使用 Argo Rollouts 进行蓝绿发布

Argo Rollouts 是一个 Kubernetes 控制器及一组 CRD，提供了蓝绿、金丝雀、金丝雀分析、实验和渐进式交付等高级部署功能。

Argo Rollouts（可选）集成了 ingress 控制器和服务网格，利用它们的流量调度能力在更新过程中逐步切换流量到新版本。此外，Rollouts 可以查询和解析来自多种提供者的指标，以验证关键 KPI，并在更新过程中驱动自动升级或回滚。

借助 Argo Rollouts，您可以在 Alauda Container Platform (ACP) 集群上自动化蓝绿发布。典型流程包括：

  1. 定义 Rollout 资源以管理不同的应用版本。
  2. 配置 Kubernetes 服务以在蓝色（当前）和绿色（新）环境之间路由流量。
  3. 将新版本部署到绿色环境。
  4. 验证并测试新版本。
  5. 通过切换流量将绿色环境提升为生产环境。

该方法最大限度地减少停机时间，实现受控且安全的部署。

关键概念：

  • Rollout：Kubernetes 中的一种自定义资源定义（CRD），替代标准的 Deployment 资源，实现蓝绿、金丝雀等高级部署控制。

目录

前提条件

  1. ACP（Alauda Container Platform）。
  2. 由 ACP 管理的 Kubernetes 集群。
  3. 集群中已安装 Argo Rollouts。
  4. 安装 Argo Rollouts 的 kubectl 插件。
  5. 一个用于创建命名空间的项目。
  6. 集群中用于部署应用的命名空间。

操作步骤

创建部署

首先定义应用的“蓝色”版本，即用户当前访问的版本。创建一个 Kubernetes Deployment，指定适当的副本数、容器镜像版本（例如 hello:1.23.1）以及合适的标签，如 app=web。

使用以下 YAML：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
        - name: web
          image: hello:1.23.1
          ports:
            - containerPort: 80

YAML 字段说明：

  • apiVersion：用于创建资源的 Kubernetes API 版本。
  • kind：指定资源类型为 Deployment。
  • metadata.name：部署名称。
  • spec.replicas：期望的 Pod 副本数。
  • spec.selector.matchLabels：定义 Deployment 管理哪些 Pod。
  • template.metadata.labels：Pod 上的标签，供 Service 选择使用。
  • spec.containers：Pod 中运行的容器列表。
  • containers.name：容器名称。
  • containers.image：运行的 Docker 镜像。
  • containers.ports.containerPort：容器暴露的端口。

使用 kubectl 应用配置：

kubectl apply -f deployment.yaml

这将搭建生产环境。

另外，也可以使用 Helm Chart 创建部署和服务。

创建蓝色服务

创建一个 Kubernetes Service，用于暴露蓝色部署。该服务根据匹配标签将流量转发到蓝色 Pod。初始时，服务选择器指向带有 app=web 标签的 Pod。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web
spec:
  selector:
    app: web
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80

YAML 字段说明：

  • apiVersion：用于创建 Service 的 Kubernetes API 版本。
  • kind：资源类型为 Service。
  • metadata.name：Service 名称。
  • spec.selector：根据标签选择 Pod 以路由流量。
  • ports.protocol：使用的协议（TCP）。
  • ports.port：Service 暴露的端口。
  • ports.targetPort：容器接收流量的端口。

使用以下命令应用：

kubectl apply -f web-service.yaml

这允许外部访问蓝色部署。

验证蓝色部署

通过列出 Pod 确认蓝色部署运行正常：

kubectl get pods -l app=web

检查所有预期副本（2个）均处于 Running 状态，确保应用已准备好提供服务。

验证流量路由到蓝色

确认 web 服务正确将流量转发到蓝色部署。执行：

kubectl describe service web | grep Endpoints

输出应列出蓝色 Pod 的 IP 地址，这些即为接收流量的端点。

创建 Rollout

接下来，创建 Argo Rollouts 的 Rollout 资源，使用 BlueGreen 策略。

apiVersion: argoproj.io/v1alpha1
kind: Rollout
metadata:
  name: rollout-bluegreen
spec:
  replicas: 2
  revisionHistoryLimit: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  workloadRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: web
    scaleDown: onsuccess
  strategy:
    blueGreen:
      activeService: web
      autoPromotionEnabled: false

YAML 字段说明：

  • spec.selector：Pod 的标签选择器。现有 ReplicaSet 中被此选择器选中的 Pod 将受此 Rollout 影响。必须与 Pod 模板标签匹配。

  • workloadRef：指定工作负载引用及缩容策略。

    • scaleDown：指定迁移到 Rollout 后是否缩减工作负载（Deployment）。可选值：
      • "never"：不缩减 Deployment。
      • "onsuccess"：Rollout 健康后缩减 Deployment。
      • "progressively"：Rollout 扩容时逐步缩减 Deployment，若 Rollout 失败则恢复 Deployment。

  • strategy：部署策略，支持 BlueGreen 和 Canary。

    • blueGreen：蓝绿部署策略定义。
      • activeService：指定在升级时更新新模板哈希的服务。此字段为蓝绿策略必填。
      • autoPromotionEnabled：禁用自动升级新版本，部署将在升级前暂停。默认行为是 ReplicaSet 完全就绪后自动升级。可用命令 kubectl argo rollouts promote ROLLOUT 恢复升级。

使用以下命令应用：

kubectl apply -f rollout.yaml

这将为部署设置蓝绿策略的 Rollout。

验证 Rollout

创建 Rollout 后，Argo Rollouts 会创建一个与 Deployment 模板相同的新 ReplicaSet。当新 ReplicaSet 的 Pod 健康时，Deployment 会缩容至 0。

使用以下命令确认 Pod 正常运行：

kubectl argo rollouts get rollout rollout-bluegreen
Name:            rollout-bluegreen
Namespace:       default
Status:          ✔ Healthy
Strategy:        BlueGreen
Images:          hello:1.23.1 (stable, active)
Replicas:
  Desired:       2
  Current:       2
  Updated:       2
  Ready:         2
  Available:     2

NAME                                           KIND        STATUS     AGE  INFO
⟳ rollout-bluegreen                            Rollout     ✔ Healthy  95s
└──# revision:1
   └──⧉ rollout-bluegreen-595d4567cc           ReplicaSet  ✔ Healthy  18s  stable,active
      ├──□ rollout-bluegreen-595d4567cc-mc769  Pod         ✔ Running  8s   ready:1/1
      └──□ rollout-bluegreen-595d4567cc-zdc5x  Pod         ✔ Running  8s   ready:1/1

服务 web 会将流量转发给 Rollouts 创建的 Pod。使用命令：

kubectl describe service web | grep Endpoints

准备绿色部署

接下来，准备应用的新版本作为绿色部署。更新 Deployment web，使用新镜像版本（例如 hello:1.23.2）。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
        - name: web
          image: hello:1.23.2
          ports:
            - containerPort: 80

YAML 字段说明：

  • 与原部署相同，唯一不同的是：
    • containers.image：更新为新镜像版本。

使用以下命令应用：

kubectl apply -f deployment.yaml

这将搭建新版本应用以供测试。

Rollouts 会创建新的 ReplicaSet 管理绿色 Pod，流量仍然转发到蓝色 Pod。使用以下命令验证：

kubectl argo rollouts get rollout rollout-bluegreen
Name:            rollout-bluegreen
Namespace:       default
Status:          ॥ Paused
Message:         BlueGreenPause
Strategy:        BlueGreen
Images:          hello:1.23.1 (stable, active)
                 hello:1.23.2
Replicas:
  Desired:       2
  Current:       4
  Updated:       2
  Ready:         2
  Available:     2

NAME                                           KIND        STATUS     AGE  INFO
⟳ rollout-bluegreen                            Rollout     ॥ Paused   14m
├──# revision:2
│  └──⧉ rollout-bluegreen-776b688d57           ReplicaSet  ✔ Healthy  24s
│     ├──□ rollout-bluegreen-776b688d57-kxr66  Pod         ✔ Running  23s  ready:1/1
│     └──□ rollout-bluegreen-776b688d57-vv7t7  Pod         ✔ Running  23s  ready:1/1
└──# revision:1
   └──⧉ rollout-bluegreen-595d4567cc           ReplicaSet  ✔ Healthy  12m  stable,active
      ├──□ rollout-bluegreen-595d4567cc-mc769  Pod         ✔ Running  12m  ready:1/1
      └──□ rollout-bluegreen-595d4567cc-zdc5x  Pod         ✔ Running  12m  ready:1/1

当前共有 4 个 Pod 运行，包含蓝色和绿色版本。活动服务指向蓝色版本，Rollout 处于暂停状态。

如果使用 Helm Chart 部署应用，可使用 Helm 工具将应用升级到绿色版本。

升级 Rollout 到绿色

当绿色版本准备就绪，执行升级操作，将流量切换到绿色 Pod。使用命令：

kubectl argo rollouts promote rollout-bluegreen

验证升级是否完成：

kubectl argo rollouts get rollout rollout-bluegreen
Name:            rollout-bluegreen
Namespace:       default
Status:          ✔ Healthy
Strategy:        BlueGreen
Images:          hello:1.23.2 (stable, active)
Replicas:
  Desired:       2
  Current:       2
  Updated:       2
  Ready:         2
  Available:     2

NAME                                           KIND        STATUS         AGE   INFO
⟳ rollout-bluegreen                            Rollout     ✔ Healthy      3h2m
├──# revision:2
│  └──⧉ rollout-bluegreen-776b688d57           ReplicaSet  ✔ Healthy      168m  stable,active
│     ├──□ rollout-bluegreen-776b688d57-kxr66  Pod         ✔ Running      168m  ready:1/1
│     └──□ rollout-bluegreen-776b688d57-vv7t7  Pod         ✔ Running      168m  ready:1/1
└──# revision:1
   └──⧉ rollout-bluegreen-595d4567cc           ReplicaSet  • ScaledDown   3h1m
      ├──□ rollout-bluegreen-595d4567cc-mc769  Pod         ◌ Terminating  3h    ready:1/1
      └──□ rollout-bluegreen-595d4567cc-zdc5x  Pod         ◌ Terminating  3h    ready:1/1

如果活动 Images 更新为 hello:1.23.2，且蓝色 ReplicaSet 缩容为 0，表示 Rollout 已完成。

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