k8s下的发布策略详解

一. 引言： 

  在 Kubernetes（K8s）的生态体系中，保障应用部署的稳定性与可靠性至关重要。业界常见的发布策略有： 金丝雀发布、蓝绿发布以及灰度发布。接下来我们探讨这三种发布方案在 K8s 环境中的实现方式、优势及适用场景。

二. 不同发布策略对比：

类型	优点	使用场景
金丝雀发布	降低风险，通过小范围测试提前发现问题，避免影响大量用户；能够快速获取真实用户反馈，便于及时优化；可以灵活控制新版本的推广速度和范围。	适用于对稳定性要求极高、新功能变动较大或可能对用户体验产生较大影响的应用发布，如核心业务系统、金融交易类应用等。
蓝绿发布	切换过程理论上可以瞬时完成，能最大程度减少服务中断时间；回滚操作非常简单，只需切换 Service 选择器；新版本有独立完整的环境进行充分测试。	适用于对服务中断时间要求极高、版本差异较大且需要完整环境测试的关键业务系统，如电商平台的核心交易模块、在线支付系统等。资源消耗较大
灰度发布	降低发布风险，通过小范围验证避免全局性故障；可以快速回滚到旧版本；能够根据多种条件精准选择灰度用户，优化用户体验；逐步发布对整体系统的冲击较小。	适用于各类应用的发布，尤其是对用户体验较为敏感、需要根据不同用户群体进行差异化发布的应用，如社交类应用、内容平台等。可以根据用户活跃度、地域等因素，先对部分用户进行灰度测试，收集反馈后再进行优化和扩大发布范围。

接下来我们讲一讲不同发布策略

三. 金丝雀发布

1. 概念与原理：金丝雀发布的灵感来源于煤矿工人利用金丝雀检测瓦斯泄漏的做法。在软件发布领域，它指的是先将新版本软件部署到一小部分服务器或用户中，这部分服务器或用户就如同 “金丝雀”。通过密切监控这一小部分实例的运行情况，收集性能指标、错误率、用户反馈等数据，来评估新版本的稳定性和兼容性。如果金丝雀版本运行良好，没有出现严重问题，那么就可以逐步扩大新版本的部署范围，直到完全替代旧版本。在 K8s 中，实现金丝雀发布主要依靠对 Deployment 资源的灵活运用以及合理配置 Service 来控制流量路由。

2. 实现方式：

 a).  基于 Deployment 副本比例：通过创建两个 Deployment，分别对应旧版本和新版本。例如，旧版本的 Deployment 设置较高的副本数（如 3 个），新版本的 Deployment 设置较低的副本数（如 1 个）。这样，在 Service 进行负载均衡时，大部分流量（75%）会被导向旧版本 Pod，小部分流量（25%）会被导向新版本 Pod。

然后创建一个 Service，通过标签选择器同时选中新旧版本的 Pod，实现流量在两者之间的分配。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: myapp-service
spec:selector:app: myappports:- port: 80targetPort: 8080

b). 借助服务网格（如 Istio）：Istio 提供了强大的流量管理功能。通过定义 VirtualService 和 DestinationRule 资源，可以非常精细地控制流量。例如，可以根据请求的来源、目标、请求头等多种条件，将特定比例的流量导向新版本服务。

# VirtualService定义流量路由规则
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:name: myapp-vs
spec:hosts:- myapp.example.comhttp:- route:- destination:host: myapp-v1subset: v1weight: 90 - destination:host: myapp-v2subset: v2weight: 10 
# DestinationRule定义服务子集
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:name: myapp-dr
spec:host: myappsubsets:- name: v1labels:version: v1- name: v2labels:version: v2

四.  蓝绿发布：

1. 概念与原理： 蓝绿发布的核心是同时维护两个完全相同的生产环境，即 “蓝环境” 和 “绿环境”。蓝环境运行当前稳定的旧版本应用，绿环境部署即将上线的新版本应用。在发布时，先将绿环境部署好并进行充分的内部测试。当绿环境验证通过后，通过快速切换负载均衡器的配置，将所有用户流量从蓝环境切换到绿环境，完成发布过程。如果在新版本上线后发现问题，可以立即将流量切回蓝环境，实现快速回滚。

2. 实现方式：

# 蓝环境（旧版本）Deployment
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: app-blue
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: myappversion: bluetemplate:metadata:labels:app: myappversion: bluespec:containers:- name: myappimage: myapp:v1.0.0ports:- containerPort: 8080
---
# 绿环境（新版本）Deployment
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: app-green
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: myappversion: greentemplate:metadata:labels:app: myappversion: greenspec:containers:- name: myappimage: myapp:v1.1.0ports:- containerPort: 8080
---
# 流量入口Service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: myapp-service
spec:selector:app: myappversion: blue ports:- port: 80targetPort: 8080type: LoadBalancer

在初始阶段，Service 的选择器指向蓝环境的 Deployment。当绿环境部署并测试完成后，通过修改 Service 的选择器，将其指向绿环境的 Deployment，实现流量的快速切换。

kubectl patch service myapp-service -p '{"spec":{"selector":{"version":"green"}}}'

五. 灰度发布： 

1. 概念与原理： 灰度发布，本质上与金丝雀发布类似，也是一种渐进式的发布策略。它将新版本应用逐步推送给一小部分用户，通过对这部分用户使用情况的观察和数据分析，评估新版本的稳定性和性能。与金丝雀发布略有不同的是，灰度发布更强调按比例逐步扩大新版本的覆盖范围，并且可以根据多种条件（如用户地域、用户类型等）来精准地选择灰度用户群体。在 K8s 中，灰度发布同样依赖于对资源的精细管理和流量控制。

2.  实现方式：

   通过 Ingress 注解实现：利用 Nginx Ingress Controller 的注解功能，可以方便地实现灰度发布。首先部署新旧两个版本的应用，创建对应的 Deployment 和 Service 资源。

# v1版本Deployment
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: my-app-v1
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: my-appversion: v1template:metadata:labels:app: my-appversion: v1spec:containers:- name: my-appimage: my-app:v1ports:- containerPort: 80
# v1版本Service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: my-app-v1
spec:selector:app: my-appversion: v1ports:- port: 80targetPort: 80

然后配置 Ingress 资源，通过注解来控制流量分配。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:name: my-app-ingressannotations:nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true" nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "10" 
spec:rules:- host: my-app.example.comhttp:paths:- path: /pathType: Prefixbackend:service:name: my-app-v2 port:number: 80- host: my-app.example.comhttp:paths:- path: /pathType: Prefixbackend:service:name: my-app-v1 port:number: 80

这里，nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"启用灰度发布功能，nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "10"表示将 10% 的流量分配到新版本（v2），剩余 90% 的流量继续使用旧版本（v1）。在发布过程中，可以根据需要动态调整canary-weight的值，逐步增加新版本的流量比例。

不同场景，选择不同的策略。

- - ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

                         深耕运维行业多年，擅长运维体系建设，方案落地。欢迎交流！

                                                     “V-x”： ywjw996

                                                     《 运维经纬 》