基于istio的灰度发布实验

2021-10-08 5809

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简介： 灰度发布又叫A/B测试，即让一部分用户继续用产品特性A，一部分用户开始用产品特性B，如果用户对B没有什么反对意见，那么逐步扩大范围，把所有用户都迁移到B上面来。因为最近刚好有灰度发布的需求，我又学了一遍istio，记录了本次灰度发布的实施过程（只包括应用，不包括数据库升级）

背景

灰度发布又叫A/B测试，即让一部分用户继续用产品特性A，一部分用户开始用产品特性B，如果用户对B没有什么反对意见，那么逐步扩大范围，把所有用户都迁移到B上面来。

因为最近刚好有灰度发布的需求，我又学了一遍istio，记录了本次灰度发布的实施过程（只包括应用，不包括数据库升级）

实验过程

先确定目前的应用版本为V1
通过helm包部署应用版本为V2的pod到K8S集群中
确定V2版本灰度的用户，方法包括IP,或者特定用户
通过istio的virtualservice功能把特定用户的流量指向V2版本
检查特定用户使用一段时间后，是否出现问题
若无问题，通过istio将所有用户的流量都指向V2版本
若所有用户都使用V2无问题，删除掉V1版本的pod

示例介绍

前端应用frontend，后端应用mqtt-server，后端应用mqtt-server 通过mqtt协议与设备相连接。

前端部署3个版本，分别是V1，V2，V3，后端同样部署3个版本，也是V1，V2，V3。3个前端版本，按钮文字不一样。3个后端版本，连接的mqtt设备不一样

版本	前端页面	后端返回参数
V1	显示V11按钮	{"message":["wsytest010","wsytest002", "wsytest003","wsytest007","wsytest006", "wsytest001","wsytest005","wsytest009", "wsytest008","wsytest004"]}
V2	显示V22按钮	{"message":["wsytest019","wsytest020", "wsytest017","wsytest012","wsytest011", "wsytest014","wsytest018","wsytest015", "wsytest013","wsytest016"]}
V3	显示V33按钮	{"message":["wsytest024","wsytest028", "wsytest022","wsytest026","wsytest027", "wsytest021","wsytest025","wsytest030", "wsytest023","wsytest029"]}

根据需求，版本不能串，比如前端V1->后端V1，不允许出现前端V1→后端V2这样的情况发生

这里我们在选择分配流量方式时，不能使用权重的方式进行分配，只能选择指定用户或者指定IP，如果选择权重的方式，可能会出现如下的问题：

前端会访问多个js,css等文件，如果使用权重的方式，会出现一部分js来源于v1版本，一部分css来源于v2版本。

后端也同理，如果一个页面打开时，触发多个后端请求，部分来源于V2,部分来源于V1,肯定会导致前端显示出现问题。

所以只有把前后端通过某种方式一一对应，才能正常使用

代码实现与注意事项

1.部署前端的3个应用程序，所有的pod都加上 labels:[app:frontend,version:#{对应版本}]

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: frontend
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: frontend
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: frontend
        version: v1
    spec:
      containers:
      - name: frontend
        image: 前端镜像:v1
        securityContext:
          capabilities:
            add: ["NET_ADMIN", "NET_RAW"]    # 按照istio的说明，最好把这个pod安全策略加上
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: 80
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend-v2
  labels:
    app: frontend
    version: v2
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: frontend
      version: v2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: frontend
        version: v2
    spec:
      containers:
      - name: frontend
        image: 前端镜像:v2
        securityContext:
          capabilities:
            add: ["NET_ADMIN", "NET_RAW"]
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: 80
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend-v3
  labels:
    app: frontend
    version: v3
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: frontend
      version: v3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: frontend
        version: v3
    spec:
      containers:
      - name: frontend
        image: 前端镜像:v3
        securityContext:
          capabilities:
            add: ["NET_ADMIN", "NET_RAW"]
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: frontend
spec:
  selector:
    app: frontend
  type: ClusterIP   #这个不用NodePort，因为流量如果是从NodePort进来的，就控不住的
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80
      name: http-web

2.部署后端应用程序,与前端应用类似

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: mqtt-server-v1
  labels:
    app: mqtt-server
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mqtt-server
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mqtt-server
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: mqtt-server
      containers:
      - name: mqtt-server
        image: 后端镜像:latest
        securityContext:
          capabilities:
            add: ["NET_ADMIN", "NET_RAW"]    # 按照istio的说明，最好把这个pod安全策略加上
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: 8000
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: mqtt-server-v2
  labels:
    app: mqtt-server
    version: v2
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mqtt-server
      version: v2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mqtt-server
        version: v2
    spec:
      serviceAccountName: mqtt-server
      containers:
      - name: mqtt-server
        image: 后端镜像:latest
        securityContext:
          capabilities:
            add: ["NET_ADMIN", "NET_RAW"]
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: 8000
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: mqtt-server-v3
  labels:
    app: mqtt-server
    version: v3
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mqtt-server
      version: v3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mqtt-server
        version: v3
    spec:
      serviceAccountName: mqtt-server
      containers:
      - name: mqtt-server
        image: 后端镜像:latest
        securityContext:
          capabilities:
            add: ["NET_ADMIN", "NET_RAW"]
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: 8000
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mqtt-server
spec:
  selector:
    app: mqtt-server
  type: NodePort   #这个不用NodePort，因为流量如果是从NodePort进来的，就控不住的
  ports:
    - port: 8000
      targetPort: 8000
      name: http-web

3.区分外部流量和内部流量。我们将浏览器到前端的称为外部流量，K8S里的例如前端到后端的称为内部流量 4.外部流量出去，需要被istio的ingress gateway管控起来，所以需要配置一个gateway

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: Gateway
metadata:
  name: bookinfo
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway # use istio default controller
  servers:
  - port:
      number: 80
      name: http
      protocol: HTTP
    hosts:
    - "*"

5.配置后端的virtualservice和destination，确保后端程序能与前端程序产生一对一的关系，在无对应关系时，默认使用V1版本

---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: mqtt-server-internal
spec:
  hosts:
  - "mqtt-server"     #此处是关键，把匹配到该url的流量，全部走到这个特定的virtualservice里
  http:
  - match:
    - sourceLabels:
        version: v1
    route:
    - destination:
        host: mqtt-server
        subset: v1             # 将匹配到的流量，转向subset的v1版本，这个subset: v1在destination.yaml里定义
      headers:
        response:
          add:
            user: v1
  - match:
    - sourceLabels:
        version: v2
    route:
    - destination:
        host: mqtt-server
        subset: v2
      headers:
        response:
          add:
            user: v2
  - match:
    - sourceLabels:
        version: v3
    route:
    - destination:
        host: mqtt-server
        subset: v3
      headers:
        response:
          add:
            user: v3
  - route:
    - destination:
        host: mqtt-server
        subset: v1
      headers:
        response:
          add:
            user: v1
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: mqtt-server
spec:
  host: mqtt-server.default.svc.cluster.local
  subsets:
  - name: v1
    labels:
      version: v1    # 根据pod的 version: v1 的label来进行匹配
  - name: v2
    labels:
      version: v2
  - name: v3
    labels:
      version: v3

6.配置前端的virtualservice和destination，我们可以设置来源于192.168.0.58这个IP的走V2版本，其余IP走V1版本

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: frontend-server
spec:
  hosts:
  - "外网域名"     #此处是关键，把匹配到该url的流量，全部走到这个特定的virtualservice里
  gateways:
  - bookinfo-gateway              #此处必须对应上gateway的名字
  http:
  - match:
    - headers:
      X-Forwarded-For:
          exact: "192.168.0.58"            #此处表示匹配header里有{"user":"v1"}
    route:
    - destination:
        host: mqtt-server
        subset: v2             # 将匹配到的流量，转向subset的v1版本，这个subset: v1在destination.yaml里定义
      headers:
        response:
          add:
            user: v2
  - route:
    - destination:
        host: frontend
        subset: v1             # 将匹配到的流量，转向subset的v1版本，这个subset: v1在destination.yaml里定义
      headers:
        response:
          add:
            user: v1
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: frontend
spec:
  host: frontend
  subsets:
  - name: v1
    labels:
      version: v1    # 根据pod的 version: v1 的label来进行匹配
  - name: v2
    labels:
      version: v2
  - name: v3
    labels:
      version: v3