基於 Istio 與 Kubernetes 對應用進行灰度發佈與 Tracing

灰度發佈，是指在黑與白之間，可以平滑過渡的一種發佈方式。通俗來講，即讓產品的迭代可以按照不一樣的灰度策略對新版本進行線上環境的測試，灰度發佈能夠保證總體系統的穩定，在初始灰度的時候就能夠對新版本進行測試、發現和調整問題，以保證其影響度。KubeSphere 基於 Istio 提供了藍綠部署、金絲雀發佈、流量鏡像等三種灰度策略，無需修改應用的服務代碼，便可實現灰度、流量治理、Tracing、流量監控、調用鏈等服務治理功能。

目的

本示例在 KubeSphere 容器平臺中使用 Istio 官方提供的 Bookinfo 示例，建立一個微服務應用並對其中的服務組件進行灰度發佈，演示 KubeSphere 服務治理的能力。

Bookinfo 微服務應用架構

Bookinfo 應用分爲四個單獨的微服務：

• productpage ：productpage 微服務會調用 details 和 reviews 兩個微服務，用來生成頁面。
• details ：這個微服務包含了書籍的信息。
• reviews ：這個微服務包含了書籍相關的評論，它還會調用 ratings 微服務。
• ratings ：ratings 微服務中包含了由書籍評價組成的評級信息。

reviews 微服務有 3 個版本：

• v1 版本不會調用 ratings 服務，所以在界面不會顯示星形圖標。
• v2 版本會調用 ratings 服務，並使用 1 到 5 個黑色星形圖標來顯示評分信息。
• v3 版本會調用 ratings 服務，並使用 1 到 5 個紅色星形圖標來顯示評分信息。

下圖展現了這個應用的端到端架構。

(Bookinfo 架構圖與示例說明參考自 https://istio.io/docs/examples/bookinfo/)

預估時間

約 20 ~ 30 分鐘。

前提條件

• 開啓了 Service Mesh 的安裝
• 已建立了企業空間、項目和普通用戶 project-regular 帳號，且已邀請 project-regular 加入項目並授予 operator 角色
• 需在當前項目下選擇 「項目設置」→「高級設置」→「設置網關」，點擊「應用治理」的開啓按鈕。

操做示例

建立自制應用

1. 使用項目普通用戶 project-regular 帳號進入項目 demo-project 後，選擇 應用負載 → 應用，點擊 「部署示例應用」。

1. 在彈窗中，點擊 「肯定」 部署 bookinfo 示例應用。

2. 確認應用工做負載的全部部署狀態顯示 運行中，則說明 bookinfo 微服務建立成功（約 2 分鐘）。

訪問 Bookinfo 應用

1. 點擊 bookinfo 進入應用詳情頁，能夠看到應用路由下自動生成的 hostname。

1. 因爲外網訪問啓用的是 NodePort 的方式，NodePort 會在主機上開放 http 端口，要訪問 bookinfo 應用須要將該端口進行轉發並在防火牆添加下行規則，確保流量可以經過該端口。

2. 在本地打開 /etc/hosts 文件，爲 hostname 添加一條記錄，例如：

#{公網 IP} {hostname}
139.198.111.111 productpage.demo-project.192.168.0.8.nip.io

1. 完成上述步驟後，在應用路由下選擇 「點擊訪問」，能夠看到 bookinfo 的 details 頁面。

1. 點擊 Normal user 訪問 productpage。注意此時 Book Reviews 部分只顯示了 Reviewer1 和 Reviewer2。

添加灰度發佈

1. 回到 KubeSphere，選擇 「灰度發佈」，點擊 「發佈灰度任務」。

1. 在跳轉的灰度發佈頁面，選擇 「金絲雀發佈」 做爲灰度策略，點擊 「發佈任務」。

1. 在彈窗中，填寫發佈任務名稱爲 bookinfo-carary，點擊 「下一步」。

2. 點擊 reviews 一欄的 「選擇」，即選擇對應用組件 reviews 進行灰度發佈，點擊 「下一步」。

3. 參考以下填寫灰度版本信息，完成後點擊 「下一步」。

• 灰度版本號：v2；
• 鏡像：istio/examples-bookinfo-reviews-v2:1.10.1 (將 v1 改成 v2)。

1. 金絲雀發佈容許按流量比例下發與按請求內容下發等兩種發佈策略，來控制用戶對新老版本的請求規則。本示例選擇 按流量比例下發，流量比例選擇 v1 與 v2 各佔 50 %，點擊 「建立」。

驗證金絲雀發佈

再次訪問 Bookinfo 網站，重複刷新瀏覽器後，能夠看到 bookinfo 的 reviews 模塊在 v1 和 v2 模塊按 50% 機率隨機切換。

查看流量拓撲圖

打開命令行窗口輸入如下命令，引入真實的訪問流量，模擬對 bookinfo 應用每 0.5 秒訪問一次。注意如下命令是模擬 Normal user 訪問，須要輸入完整的命令訪問到具體的服務在鏈路圖中才有流量數據。

$ watch -n 0.5 "curl http://productpage.demo-project.139.198.111.111.nip.io:31680/productpage?u=normal"

從流量治理的鏈路圖中，能夠看到各個微服務之間的服務調用和依賴、健康情況、性能等狀況。

提示：點擊其中一個應用組件，還能夠爲該服務組件設置流量治理策略，如鏈接池管理、熔斷器等。

查看流量監測

點擊 reviews 服務，查看該服務的實時流量監測，包括每秒請求的流量 (RPS)、成功率、持續時間等指標，這類指標均可以分析該服務的健康情況和請求成功率。

查看 Tracing

若是在鏈路圖中發現了服務的流量監測異常，還能夠在 Tracing 中追蹤一個端到端調用通過了哪些服務，以及各個服務花費的時間等詳細信息，支持進一步查看相關的 Header 信息，每一個調用鏈由多個 Span 組成。

界面上能夠清晰的看到某個請求的全部階段和內部調用，以及每一個階段所耗費的時間。

展開某個階段，還能下鑽看到這個階段是在哪臺機器（或容器）上執行的。

接管所有流量

當新版本 v2 灰度發佈後，發佈者能夠對線上的新版本進行測試和收集用戶反饋。若是測試後肯定新版本沒有問題，但願將流量徹底切換到新版本，則進入灰度發佈頁面進行流量接管。

1. 點擊 「灰度發佈」，進入 bookinfo 的灰度發佈詳情頁，點擊 ··· 選擇 「接管全部流量」，正常狀況下全部流量將會指向 v2。

提示：此時 v1 也將保持在線，若 v2 上線後發現問題，容許發佈者隨時將新版本 v2 的流量切回 v1。

1. 再次打開 bookinfo 頁面，屢次刷新後 reviews 模塊也僅僅只顯示 v2 版本。

下線舊版本

當新版本 v2 上線接管全部流量後，而且測試和線上用戶反饋都確認無誤，便可下線舊版本，釋放資源 v1 的資源。下線應用組件的特定版本，會同時將關聯的工做負載和 istio 相關配置資源等所有刪除。

至此，Bookinfo 微服務以金絲雀發佈做爲發佈策略，演示了灰度發佈的基本功能。
KubeSphere (https://github.com/kubesphere/kubesphere) 是一個開源的以應用爲中心的容器管理平臺，支持部署在任何基礎設施之上，並提供簡單易用的 UI，極大減輕平常開發、測試、運維的複雜度，旨在解決 Kubernetes 自己存在的存儲、網絡、安全和易用性等痛點，幫助企業輕鬆應對敏捷開發與自動化監控運維、端到端應用交付、微服務治理、多租戶管理、多集羣管理、服務與網絡管理、鏡像倉庫、AI 平臺、邊緣計算等業務場景。