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導語：熟悉k8s的同學知道Deployment目前只支持RollingUpgrade和ReCreate兩種策略。而對于運維的同學而言，實際生產環境中更多應該使用灰度發布和藍綠部署，筆者本想嘗試造輪子，實現一個加強版，正好網上搜索到Argo-Rollout和我想法一致，就不用重復造輪子了，本文就是體驗一下Argo-Rollout。

簡介

Argo-Rollout是一個Kubernetes Controller和對應一系列的CRD，提供更強大的Deployment能力。包括灰度發布、藍綠部署、更新測試(experimentation)、漸進式交付(progressive delivery)等特性。

支持特性：

藍綠部署
灰度發布
細粒的，帶權重的流量調度（traffic shifting）
自動rollback和promotion
手動管理
可定制的metric查詢和kpi分析
Ingress controller集成：nginx，alb
Service Mesh集成：Istio，Linkerd，SMI
Metric provider集成：Prometheus, Wavefront, Kayenta, Web, Kubernetes Jobs

原理：

Argo原理和Deployment差不多，只是加強rollout的策略和流量控制。當spec.template發送變化時，Argo-Rollout就會根據spec.strategy進行rollout，通常會產生一個新的ReplicaSet，逐步scale down之前的ReplicaSet的pod數量。

安裝

官方安裝文檔

1.安裝argo-rollouts的controller和crd

kubectl create namespace argo-rollouts
kubectl apply -n argo-rollouts -f https://raw.githubusercontent.com/argoproj/argo-rollouts/stable/manifests/install.yaml

2.安裝argo-rollouts的kubectl plugin

curl -LO https://github.com/argoproj/argo-rollouts/releases/latest/download/kubectl-argo-rollouts-linux-amd64
chmod +x ./kubectl-argo-rollouts-linux-amd64
mv ./kubectl-argo-rollouts-linux-amd64 /usr/local/bin/kubectl-argo-rollouts

使用

灰度發布包含Replica Shifting和Traffic Shifting兩個過程。

Replica Shifting

這里就直接拿官網的例子，來體驗一下Replica Shifting。

1.部署一個Demo應用

首先創建一個Rollout的CR和訪問該CR的Service:

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/argoproj/argo-rollouts/master/docs/getting-started/basic/rollout.yaml
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/argoproj/argo-rollouts/master/docs/getting-started/basic/service.yaml

Rollout CR，可以看到除了apiVersion，kind以及strategy之外，其他和Deployment無異，實際上其源碼基本上都是引用的Deployment的數據結構:

#cat rollout.yaml
apiVersion: argoproj.io/v1alpha1
kind: Rollout
metadata:
  name: rollouts-demo
spec:
  replicas: 5
  strategy:
    canary:
      steps:
      - setWeight: 20
      - pause: {}
      - setWeight: 40
      - pause: {duration: 10}
      - setWeight: 60
      - pause: {duration: 10}
      - setWeight: 80
      - pause: {duration: 10}
  revisionHistoryLimit: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: rollouts-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: rollouts-demo
    spec:
      containers:
      - name: rollouts-demo
        image: argoproj/rollouts-demo:blue
        ports:
        - name: http
          containerPort: 8080
          protocol: TCP
        resources:
          requests:
            memory: 32Mi
            cpu: 5m

暴露的service：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: rollouts-demo
spec:
  ports:
  - port: 80
    targetPort: http
    protocol: TCP
    name: http
  selector:
    app: rollouts-demo

可以使用Argo-Rollout提供的plugin查看其狀態，感覺還是很香：

kubectl argo rollouts get rollout rollouts-demo

部署rollout

2.更新spec觸發rollout

然后通過修改spec中的鏡像，觸發一次rollout:

kubectl argo rollouts set image rollouts-demo rollouts-demo=argoproj/rollouts-demo:yellow

預期Rollout會創建一個新的ReplicaSet，并且逐步擴容新的ReplicaSet和縮容舊的ReplicaSet，用plugin查看一下:

# kubectl argo rollouts get rollout rollouts-demo --watch

canary

可以看到Rollout新創建了ReplicaSet rollouts-demo-789746c88d，并且將老ReplicaSet的Pod轉移到新的ReplicaSet，新老ReplicaSet的pod比例為: 1:4，并且狀態為Paused，沒有繼續升級新pod，為什么呢？

主要原因就在這個spec.strategy，通過這個strategy我們可以看到其為升級設定了steps，由于是個列表，因此其會按照順序執行。這里第一步就是setWeight：20，意味著需要將20%的pod更新為新版本；第二步動作為pause: {}，意味著將永久暫停，需要人為通過plugin使其繼續:

  strategy:
    canary:
      steps:
      - setWeight: 20
      - pause: {}
      - setWeight: 40
      - pause: {duration: 10} #停頓10s
      - setWeight: 60
      - pause: {duration: 10}
      - setWeight: 80
      - pause: {duration: 10}

我們通過promote命令使其進行下一步：

# kubectl argo rollouts promote rollouts-demo

讓我們再查看結果，所有pod都為新的ReplicaSet的pod：

finished

Traffic Shifting

上面例子演示了Argo-Rollout如何控制Replica Shifting，而正常的灰度過程，應該包含Replica Shifting和Traffic Shifting兩部分。

目前Argo-Rollout主要集成了Ingress和ServiceMesh兩種流量控制方法，我的測試環境中目前只部署了Nginx-Controller那就使用Ingress做演示。

1.部署物料

首先刪除之前的例子:

kubectl delete -f https://raw.githubusercontent.com/argoproj/argo-rollouts/master/docs/getting-started/basic/rollout.yaml
kubectl delete -f https://raw.githubusercontent.com/argoproj/argo-rollouts/master/docs/getting-started/basic/service.yaml

再部署官網的例子:

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/argoproj/argo-rollouts/master/docs/getting-started/nginx/rollout.yaml
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/argoproj/argo-rollouts/master/docs/getting-started/nginx/services.yaml
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/argoproj/argo-rollouts/master/docs/getting-started/nginx/ingress.yaml

上面的文件會部署1個rollout，兩個service和一個ingress:

Rollout里分別用canaryService和stableService分別定義了該應用灰度的Service Name(rollouts-demo-canary)和當前版本的Service Name(rollouts-demo-stable):

apiVersion: argoproj.io/v1alpha1
kind: Rollout
metadata:
  name: rollouts-demo
spec:
  replicas: 1
  strategy:
    canary:
      canaryService: rollouts-demo-canary
      stableService: rollouts-demo-stable
      trafficRouting:
        nginx:
          stableIngress: rollouts-demo-stable
      steps:
      - setWeight: 5
      - pause: {}
...

Service rollouts-demo-canary 和 rollouts-demo-stable，二者內容一樣。selector中暫時沒有填上pod-template-hash，Argo-Rollout Controller會根據實際的ReplicaSet hash來修改該值:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: rollouts-demo-canary
spec:
  ports:
  - port: 80
    targetPort: http
    protocol: TCP
    name: http
  selector:
    app: rollouts-demo
    # This selector will be updated with the pod-template-hash of the canary ReplicaSet. e.g.:
    # rollouts-pod-template-hash: 7bf84f9696

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: rollouts-demo-stable
spec:
  ports:
  - port: 80
    targetPort: http
    protocol: TCP
    name: http
  selector:
    app: rollouts-demo
    # This selector will be updated with the pod-template-hash of the stable ReplicaSet. e.g.:
    # rollouts-pod-template-hash: 789746c88d

Ingress則定義了規則，nginx將rollouts-demo.local域名的請求轉發到當前版本的Service(rollouts-demo-stable):

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: rollouts-demo-stable
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: nginx
spec:
  rules:
  - host: rollouts-demo.local
    http:
      paths:
      - path: /
        backend:
          # Reference to a Service name, also specified in the Rollout spec.strategy.canary.stableService field
          serviceName: rollouts-demo-stable
          servicePort: 80

Rollout Controller會根據ingress rollouts-demo-stable內容，自動創建一個ingress用了灰度的流量，名字為<ROLLOUT-NAME>-<INGRESS-NAME>-canary，所以這里多了一個ingress rollouts-demo-rollouts-demo-stable-canary，將流量導向Canary Service(rollouts-demo-canary):

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  generation: 1
  name: rollouts-demo-rollouts-demo-stable-canary
  namespace: default
  ownerReferences:
  - apiVersion: argoproj.io/v1alpha1
    blockOwnerDeletion: true
    controller: true
    kind: Rollout
    name: rollouts-demo
    uid: 2d5b728b-2f71-4bf2-8283-323acf8ef573
spec:
  rules:
  - host: rollouts-demo.local
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: rollouts-demo-canary
          servicePort: 80
        path: /

2.觸發更新

kubectl argo rollouts set image rollouts-demo rollouts-demo=argoproj/rollouts-demo:yellow
kubectl argo rollouts get rollout rollouts-demo

可以看到Rollout狀態中SetWeight為5了

traffic

同時查看Ingress，多了nginx.ingress.kubernetes.io/canary和nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight 兩條annotation:

#當前版本Ingress

#灰度Ingress
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: nginx
    nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "5"
  creationTimestamp: "2020-07-05T06:31:54Z"
  generation: 1
  name: rollouts-demo-rollouts-demo-stable-canary

細心的你也能看出上面結果顯示有一個小問題問題ActualWeight：50，這里應該為5或者95，所以順便提了個issue給社區。

總結

Argo-Rollout提供更加強大的Deployment，包含比較適合運維的灰度發布和藍綠發布功能。本文也是簡單體驗了一下其灰度發布功能。

本文未提及的功能包括：

Experiments，可以加入到Steps中，用于檢驗每個Step是否符合用戶預期；
Analysis，用于統計Rollout中的各種metrics，包括每個Step花費時間等。

另外想到一個需求Argo-Rollout暫時未支持:

對于traffic-shifting，在做灰度的時候應該是讓固定的一些用戶或者url流量到新版本，目前Argo-Rollout并不支持。

當然上面這個問題可以通過添加一個Experiment，由該Experiment去修改Ingress或者SMI中的內容來實現。

除去功能之外，從源碼學習的角度來說，Argo-Rollout仍然是一個好項目，結構清晰，適合學習寫Controller和Plugin。
為什么代碼不是很復雜，而k8s自己不實現呢？可能是k8s為了鼓勵大家多寫crd吧，哈哈！

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漸進式的Deployment–Argo Rollout

漸進式的Deployment–Argo Rollout

簡介

安裝

使用

Replica Shifting

1.部署一個Demo應用

2.更新spec觸發rollout

Traffic Shifting

1.部署物料

2.觸發更新

總結

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漸進式的Deployment–Argo Rollout

簡介

安裝

使用

Replica Shifting

1.部署一個Demo應用

2.更新spec觸發rollout

Traffic Shifting

1.部署物料

2.觸發更新

總結

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