從異世界歸來的第十四天 - Kubernetes Deployment Strategies - Blue/Green Deployment 藍綠部署 (三)¶
概述¶
昨天介紹完了 Deployment 兩種最基本的部署策略後，我們接下將要以其為基礎實現的相對進階的部署觀念，在 Kubernetes 中指揮調度各種服務是非常容易，這裡也再次呼應只要實現了該策略的精隨就可以算是實現了該策略，並沒有侷限於特定作法，所以在 Kubernetes 中我們可以使用像是 Service 或是 Ingress 等可以管理外部訪問或進行負載均衡的資源對象實作部署策略，今天就讓我們簡單的使用 Service 來玩玩最簡單的藍綠部署吧。
藍綠部署策略(Blue / Green Deployment)¶
藍綠部署是最常見的一種 Zero Downtime 部署的方式，是相對簡單穩定且不會有多版本同時存在線上的問題，需要注意的是會有一段系統承受兩倍的資源負載的時間，如果資源不吃緊的話的確是值得使用該策略以換取穩定性與時間成本。
以下為藍綠部署新舊版本更新過程中接收流量的示意圖：
使用藍綠部署策略更新服務¶
在 Kubernetes 中，我們可以用 Service 和 Ingress 來實現該策略，實際上的操作關鍵都是在於使用 label 標籤去控制流量指向。
大致實現方法可以簡單分為以下步驟：
- 啟動一個原有的
v1版本服務並且用Service的label selector指向該v1版本服務管理對外端口。 - 啟動並且等待我們的
v2版本完全就緒，此時新舊兩個版本處於同時存在的狀態。 - 將
Service的label selector從v1版本指向到v2版本。 - 確保終止了舊的
v1版本。
大致了解後就馬上來實現吧！
實戰練習¶
# app-v1.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: foo-deployment
labels:
app: my-app
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: my-app
version: v1
template:
metadata:
labels:
app: my-app
version: v1
spec:
containers:
- name: foo
image: mikehsu0618/foo
ports:
- containerPort: 8080
# service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: blue-green-service
spec:
selector:
app: my-app
version: v1
type: LoadBalancer
ports:
- protocol: TCP
port: 8080
targetPort: 8080
這裡可以注意到我們將 blue-green-service 的 label selector 與 v1 版本互相綁定，使得其可以當作我們對外流量的唯一管理者。
- 首先把我們的
v1版本及service都運行起來：
kubectl apply -f app-v1.yaml -f service.yaml
----------
deployment.apps/foo-deployment created
service/blue-green-service created
檢查運行狀態：
kubectl get all
-------
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/foo-deployment-68df868866-c99w6 1/1 Running 0 31s
pod/foo-deployment-68df868866-frgkt 1/1 Running 0 31s
pod/foo-deployment-68df868866-npskk 1/1 Running 0 31s
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/blue-green-service LoadBalancer 10.100.116.42 localhost 8080:30138/TCP 20h
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 30d
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
deployment.apps/foo-deployment 3/3 3 3 31s
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
replicaset.apps/foo-deployment-68df868866 3 3 3 31s
實際請求 foo 容器所開放的 API 來確認是是否為 v1 版本 ：
curl localhost:8080
--------
{"data":"Hello foo"}%
非常的順利，一切如我們所視 v1 版本服務已經順利開啟且被 blue-green-service 管理外部端口。
- 接下來預先把要更新的
v2版本也完整啟動起來：
＃ app-v2.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: bar-deployment
labels:
app: bar
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: bar
version: v1
template:
metadata:
labels:
app: bar
version: v1
spec:
containers:
- name: bar
image: mikehsu0618/bar
ports:
- containerPort: 8080
預先建立 v2 版本服務：
kubectl apply -f app-v2.yaml
--------
deployment.apps/bar-deployment created
這時再次查看所有服務運作情況：
kubectl get all
---------
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/bar-deployment-7bbbff5c97-9nq6w 1/1 Running 0 16s
pod/bar-deployment-7bbbff5c97-jp6t2 1/1 Running 0 16s
pod/bar-deployment-7bbbff5c97-qdzl6 1/1 Running 0 16s
pod/foo-deployment-68df868866-c99w6 1/1 Running 0 2m34s
pod/foo-deployment-68df868866-frgkt 1/1 Running 0 2m34s
pod/foo-deployment-68df868866-npskk 1/1 Running 0 2m34s
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/blue-green-service LoadBalancer 10.100.116.42 localhost 8080:30138/TCP 20h
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 30d
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
deployment.apps/bar-deployment 3/3 3 3 16s
deployment.apps/foo-deployment 3/3 3 3 2m34s
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
replicaset.apps/bar-deployment-7bbbff5c97 3 3 3 16s
replicaset.apps/foo-deployment-68df868866 3 3 3 2m34s
沒錯， v1 版本以及 v2 版本都已經如我們預期中的同時存在於環境之中。
再打幾次 API 確認環境中依然只開放 v1 版本對外：
curl localhost:8080
{"data":"Hello foo"}%
--------
curl localhost:8080
{"data":"Hello foo"}%
--------
curl localhost:8080
{"data":"Hello foo"}%
- 接下來把
service的spec.selector指向我們的v2版本：
# service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: blue-green-service
spec:
selector:
app: my-app
version: v2 // 將 version 從 v1 更新成 v2
type: LoadBalancer
ports:
- protocol: TCP
port: 8080
targetPort: 8080
再次執行更新過的 service 設定檔並且查看詳細資訊
kubectl apply -f service.yaml
--------
service/blue-green-service configured
kubectl describe service blue-green-service
------
Name: blue-green-servicee
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Selector: app=my-app,version=v2
Type: LoadBalancer
IP Family Policy: SingleStack
IP Families: IPv4
IP: 10.100.116.42
IPs: 10.100.116.42
LoadBalancer Ingress: localhost
Port: <unset> 8080/TCP
TargetPort: 8080/TCP
NodePort: <unset> 30138/TCP
Endpoints: 10.1.0.136:8080,10.1.0.137:8080,10.1.0.138:8080
Session Affinity: None
External Traffic Policy: Cluster
Events: <none>
成功將 selector 更新成 v2 版本～
現在我們可以預期線上環境中只有 v2 版本的 bar 容器在運行，所以我們將再次發送 API 確認：
curl localhost:8080
{"data":"Hello bar"}%
curl localhost:8080
{"data":"Hello bar"}%
curl localhost:8080
{"data":"Hello bar"}%
到這裡 v2 版本已經確定成功上線囉～
- 關閉舊的 v1 版本 ：
kubectl delete -f app-v1.yaml
--------
deployment.apps "foo-deployment" deleted
接下來查看一下線上環境的運作情形：
kubectl get all
--------
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/bar-deployment-7bbbff5c97-9nq6w 1/1 Running 0 92m
pod/bar-deployment-7bbbff5c97-jp6t2 1/1 Running 0 92m
pod/bar-deployment-7bbbff5c97-qdzl6 1/1 Running 0 92m
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/blue-green-service LoadBalancer 10.100.116.42 localhost 8080:30138/TCP 21h
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 30d
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
deployment.apps/bar-deployment 3/3 3 3 92m
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
replicaset.apps/bar-deployment-7bbbff5c97 3 3 3 92m
成功的將舊的 v1 版本資源都刪除了，到此我們也完成了一次簡單的藍綠部署。
結論¶
終於我們又利用了進階部署策略再一次拯救了我們的線上環境，感謝各位的努力，由上面的簡單範例中我們可以再次印證，只要有心我們可以用各種方法各種工具來實現各種高大尚的技術，最重要的是我們需要將它的觀念內化為自己的語言做到隨心所欲不逾舉的地步。我知道那是你的夢想，也是我的夢想。
相關文章：
- 從異世界歸來的第三天 - Kubernetes 的組件
- 從異世界歸來的第六天 - Kubernetes 三兄弟 - 實戰做一個 Pod (一)
- 從異世界歸來的第八天 - Kubernetes 三兄弟 - 實戰做一個 Deployment (三)
相關程式碼同時收錄在：
https://github.com/MikeHsu0618/2022-ithelp/tree/master/Day14