K8S Deployment 实现 蓝绿 发布
一、何为蓝绿发布
蓝绿发布（Blue - Green Deployment）是一种软件部署策略，旨在最大程度减少应用程序停机时间，确保新老版本系统平稳过渡。以下为详细介绍：
1.1、基本概念
- 存在两个完全相同的生产环境，通常称为 “蓝” 环境和 “绿” 环境 。在任意时刻，只有一个环境对外提供服务，假设当前是蓝色环境服务用户请求，那么绿色环境则处于闲置或预发布状态。
- 当有新的软件版本需要发布时，先将其部署到非当前运行的环境（如绿色环境）。在绿色环境中完成全面的测试和验证，确保新部署的应用程序功能正常、性能达标。当确认无误后，通过将流量从蓝色环境切换到绿色环境，完成新老版本的更替。
- 如下图所示，某服务旧版本为v1，对新版本v2进行冗余部署。版本升级时，将现有流量全部切换为新版本v2。
- 当新版本v2存在问题或者发生故障时，可以快速切回旧版本v1。
1.2、优势
- 降低风险：通过在切换前对新环境进行充分测试，可在不影响用户体验的前提下，提前发现并解决新部署可能出现的问题，如代码缺陷、配置错误等，从而降低发布失败的风险。
- 减少停机时间：切换过程只是简单地将流量从一个环境导向另一个环境，如通过修改负载均衡器配置，所以能实现快速切换，显著减少应用程序停机时间，提升用户体验。
- 回滚便捷：若新环境出现问题，只需将流量重新切回原环境，即可快速恢复到之前稳定的版本，操作相对简单，能有效缩短故障恢复时间。
1.3、局限性
- 成本较高：需同时维护两个完整的生产环境，包括硬件设施、软件许可等，这无疑增加了企业的基础设施成本和运维管理成本。
- 配置复杂：两个环境需保持一致的配置，包括服务器设置、网络配置、数据库连接等，配置管理难度大，任何细微差异都可能导致发布问题。
二、镜像准备
假设有如下三个节点的 K8S 集群：
k8s31master 是控制节点
k8s31node1、k8s31node2 是工作节点
容器运行时是 containerd
使用 springboot 打包两个镜像 hellok8s-1.0.jar.gz 和 hellok8s-2.0.jar.gz。
hellok8s:1.0
@RestController
public class HelloController {
@GetMapping("/sayHello")
@ResponseBody
public String sayHello() {
# 蓝
return "Hello,I am Blue";
}
}hellok8s:2.0
@RestController
public class HelloController {
@GetMapping("/sayHello")
@ResponseBody
public String sayHello() {
# 绿
return "Hello,I am Green";
}
}它们的区别仅在输出的问候信息不同，一个 Blue、一个 Green.
- 导入镜像
# node1 执行
[root@k8s31node1 ~]# ctr -n=k8s.io images import hellok8s-1.0.jar.gz
[root@k8s31node1 ~]# ctr -n=k8s.io images import hellok8s-2.0.jar.gz
# node2 执行
[root@k8s31node2 ~]# ctr -n=k8s.io images import hellok8s-1.0.jar.gz
[root@k8s31node2 ~]# ctr -n=k8s.io images import hellok8s-2.0.jar.gz
三、Deployment 实现
我们用 Service 代替网关，来实现一个 蓝绿 发布。
3.1、部署 1.0 “蓝”环境
假设现在有 1.0 版本的 deploy-blue.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deploy-blue
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: hellok8s
version: "1.0"
template:
metadata:
labels:
app: hellok8s
version: "1.0"
spec:
containers:
- name: hellok8s
image: hellok8s:1.0
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 8080
startupProbe:
httpGet:
path: /
port: 8080
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 10
readinessProbe:
httpGet:
path: /
port: 8080
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 10
livenessProbe:
httpGet:
path: /
port: 8080
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 10
- selector.matchLabels 要与 template.metadata.labels 相匹配。
- 镜像版本是 1.0
- 运行并查看
kubectl apply -f deploy-blue.yaml
kubectl get deploy
kubectl get rs
kubectl get pod -owide
3.2、部署 2.0 “绿”环境
deploy-green.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deploy-green
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: hellok8s
version: "2.0"
template:
metadata:
labels:
app: hellok8s
version: "2.0"
spec:
containers:
- name: hellok8s
image: hellok8s:2.0
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 8080
startupProbe:
httpGet:
path: /
port: 8080
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 10
readinessProbe:
httpGet:
path: /
port: 8080
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 10
livenessProbe:
httpGet:
path: /
port: 8080
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 10- 运行并查看
kubectl apply -f deploy-green.yaml
kubectl get deploy
kubectl get rs
kubectl get pod -owide
3.3、暴露服务
假设当前是“蓝”环境服务用户请求。
- 编写 service
service-blue-green.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: svc-blue-green
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 80
nodePort: 32181
targetPort: 8080
selector:
app: hellok8s
version: "1.0"
- NodePort：以节点端口的方式暴露服务。
- port：service 暴露的服务端口。
- targetPort：容器端口（1 to 65535）。
- nodePort：节点端口（default: 30000-32767）。
- selector：标签选择器。选择想要暴露服务的 pod 的 labels。
- 运行并查看
kubectl apply -f service-blue-green.yaml
kubectl get svc
- 以 节点IP:端口 访问接口
可以看到，service 返回的是 Blue 1.0 版本的接口。
部署结构图如下：
- 当用户访问 master、node1、node2 的 32181 端口时，流量会被导到 service 的 80 端口。
- service 的 80 端口，代理的就是 app: hellok8s，version: "1.0" 的三个 pod：deploy-blue-d96bd64f7-btrzv、deploy-blue-d96bd64f7-vc7d2、deploy-blue-d96bd64f7-w64ml
3.4、切换流量
假设现在运营测试人员已在 “绿”环境验证完 2.0 的应用功能，需要将 2.0 切换给用户使用。
- 修改 service-blue-green.yaml，将 1.0 修改为 2.0
version: "2.0"
- 更新 service
kubectl apply -f service-blue-green.yaml- 以 节点IP:端口 访问接口
可以看到，服务版本，已经切换为 Green。
从这边我们也可以看出，这种部署方式，对于用户是无感知的，
用户一直只需要用 nodeIp:nodePort/path 的方式访问，而应用的版本，已经从 1.0 被切换为 2.0。
3.5、版本回退
版本回退的过程跟切换流量是一样的，只不过把 version: "2.0" 改为 version: "1.0"，并重新更新 service。这里就不再演示了。