如今,軟體開發的最大變化是部署頻率。產品團隊更早(並且更頻繁)地將版本部署到生產中。長達數月或數年的發布週期變得越來越罕見,尤其是對於建立純軟體產品的人來說。

如今,使用服務導向的架構和微服務方法,開發人員可以將程式碼庫設計為模組化。這使他們能夠同時編寫程式碼庫的不同部分並將其部署到程式碼庫的不同部分。

縮短部署週期的商業優勢是顯而易見的:

  • 縮短上市時間

  • 客戶在更短的時間內獲得產品價值

  • 客戶回饋也更快回流到產品團隊,這意味著團隊可以更快地迭代功能並解決問題

  • 開發人員整體士氣上升

然而,這種轉變也為營運或 DevOps 團隊帶來了新的挑戰。隨著部署更加頻繁,部署的程式碼更有可能對網站可靠性或客戶體驗產生負面影響。這就是為什麼制定程式碼部署策略以最大限度地降低產品和客戶的風險非常重要。

在本文中,我們將討論一些不同的部署策略、最佳實踐和工具,它們將使您的團隊更快更可靠地工作。


現代應用的挑戰

現代應用程式通常是分散式且基於雲端的。它們可以彈性擴展以滿足需求,並且由於高可用的架構,對故障的恢復能力更強。他們可以利用完全託管的服務,例如AWS LambdaElastic Container Service (ECS) ,其中平台承擔一些營運責任。

這些應用程式幾乎總是有頻繁的部署。例如,行動應用程式或消費者 Web 應用程式可能在一個月內經歷多次變更。有些甚至每天多次部署到生產中。

他們經常使用微服務架構,其中多個元件協同工作以提供完整的功能。不同的元件可以有不同的發布週期,但它們都必須無縫地協同工作。

活動部件數量的增加意味著出現問題的可能性更大。由於多個開發團隊對整個程式碼庫進行更改,當問題不可避免地發生時,可能很難確定問題的根本原因。

另一個挑戰:基礎設施層的抽象,現在被視為程式碼。新應用程式的部署可能還需要部署新的基礎架構程式碼。

流行的部署策略

為了應對這些挑戰,應用程式和基礎架構團隊應該設計並採用適合其用例的部署策略。

我們將回顧幾種不同的部署策略並討論幾種不同部署策略的優缺點,以便您可以選擇適合您的組織的策略。

“大爆炸”部署

顧名思義,「大爆炸」部署會一次更新應用程式的全部或大部分。這種策略可以追溯到軟體在實體媒體上發布並由客戶安裝的時代。

大爆炸部署要求企業在發布之前進行廣泛的開發和測試,通常與大型順序發布的「瀑布模型」相關。

現代應用程式的優點是可以在客戶端或伺服器端定期自動更新。對於現代團隊來說,這使得大爆炸方法變得更慢、更不靈活。

大爆炸部署的特點包括:

  • 所有主要部分都打包在一個部署中;

  • 用新版本很大程度上或完全取代現有軟體版本;

  • 部署通常會導致較長的開發和測試週期;

  • 假設失敗的可能性很小,因為回滾可能是不可能或不切實際的;

  • 完成時間通常很長,需要多個團隊的努力;

  • 要求客戶端採取行動更新客戶端安裝。

大爆炸部署不適合現代應用程式,因為對於面向公眾或關鍵業務應用程式來說,風險是不可接受的,因為中斷意味著巨大的財務損失。回滾通常成本高、耗時,甚至不可能。

大爆炸方法適用於非生產系統(例如,重新建立開發環境)或供應商打包的解決方案(例如桌面應用程式)。

滾動部署

滾動、分階段或分步部署比大爆炸部署更好,因為它們最大限度地減少了許多相關風險,包括無法輕鬆回滾的用戶面臨的停機時間。

在滾動部署中,應用程式的新版本逐漸取代舊版本。實際部署需要一段時間。在此期間,新舊版本將共存,不會影響功能或使用者體驗。此過程可以更輕鬆地回滾與舊元件不相容的任何新元件。

下圖顯示了部署模式:叢集中每台伺服器的舊版本顯示為藍色,新版本顯示為綠色。

滾動部署

應用程式套件升級是滾動部署的一個範例。如果原始應用程式部署在容器中,則升級一次可以處理一個容器。每個容器都經過修改,可以從應用程式供應商的網站下載最新的映像。如果其中一個應用程式有相容性問題,舊映像可以重新建立容器。在這種情況下,套件應用程式的新舊版本會共存,直到每個應用程式都升級為止。

藍綠、紅黑或 A/B 部署

這是另一個自動防故障過程。在這種方法中,兩個相同的生產環境並行工作。

一種是目前正在執行的生產環境,接收所有使用者流量(顯示為藍色)。另一個是它的克隆,但閒置(綠色)。兩者都使用相同的資料庫後端和應用程式配置:

藍綠部署前

新版本的應用程式部署在綠色環境中,並進行功能和效能測試。一旦測試結果成功,應用程式流量就會從藍色路由到綠色。綠色則成為新的產品。

藍綠部署後

如果綠色生效後出現問題,流量可以路由回藍色。

在藍綠部署中,兩個系統都使用相同的持久性層或資料庫後端。保持應用程式資料同步至關重要,但鏡像資料庫可以幫助實現這一目標。

您可以使用藍色的主資料庫進行寫入操作,並使用綠色的輔助資料庫進行讀取操作。從藍色切換到綠色期間,資料庫會從主資料庫故障轉移到輔助資料庫。如果測試時green也需要寫入資料,資料庫可以採用雙向複製。

一旦綠色變為可用,您可以關閉或回收舊的藍色實例。您可以在這些實例上部署較新的版本,並使它們成為下一個版本的新版本。

藍綠部署依賴流量路由。這可以透過更新主機的 DNS CNAMES 來完成。但是,長 TTL 值可能會延遲這些變更。或者,您可以變更負載平衡器設置,以便變更立即生效。 ELB 中的連線耗盡等功能可用於服務動態連線。

金絲雀部署

金絲雀部署就像藍綠部署,但它更規避風險。您可以使用分階段的方法,而不是一步從藍色切換到綠色。

透過金絲雀部署,您可以在生產基礎架構的一小部分中部署新的應用程式程式碼。一旦應用程式被批准發布,只有少數用戶會被路由到它。這可以最大限度地減少任何影響。

如果沒有報告錯誤,新版本可以逐步推廣到基礎設施的其餘部分。下圖示範了金絲雀部署:

金絲雀部署

金絲雀部署的主要挑戰是設計一種方法將某些使用者路由到新應用程式。此外,某些應用程式可能始終需要同一組使用者進行測試,而其他應用程式可能每次都需要不同的群組。

考慮透過探索多種技術來路由新用戶:

  • 在允許外部使用者存取之前,將內部使用者暴露給金絲雀部署;

  • 基於來源IP範圍的路由;

  • 在特定地理區域發布應用程式;

  • 使用應用程式邏輯為特定使用者和群組解鎖新功能。當應用程式對其他使用者上線時,此邏輯將被刪除。

部署最佳實踐

現代應用程式團隊可以遵循許多最佳實踐,將部署風險降至最低:

  • 使用部署清單。 例如,清單上的一項可能是「僅在應用程式服務停止後備份所有資料庫」以防止資料損壞。

  • 採用持續整合 (CI)。 CI 確保簽入程式碼儲存庫功能分支的程式碼僅在*經過一系列相依性檢查、單元和整合測試以及成功建置。如果路徑中出現錯誤,建置將失敗並通知應用程式團隊。因此,使用 CI 意味著應用程式的每項變更都需要在部署之前進行測試。 CI 工具的範例包括:CircleCI、Jenkins。

  • 採用持續交付 (CD)。 透過 CD,CI 建置的程式碼工件被打包並隨時準備在一個或多個環境中部署。請閱讀我們的低風險持續交付電子書 以了解更多資訊。

  • 使用標準作業環境 (SOE) 以確保環境一致性。您可以使用 Vagrant 和 Packer 等工具來開發工作站和伺服器。

  • 使用建置自動化工具來自動化環境建置。 使用這些工具,通常只需單擊一個按鈕即可輕鬆拆除整個基礎架構堆疊並從頭開始重建。 CloudFormation 就是此類工具的一個範例。

  • 在目標伺服器中使用 Puppet、Chef 或 Ansible 等組態管理工具來自動套用作業系統設定、套用修補程式或安裝軟體

  • 使用 Slack 等通訊管道來自動通知不成功的建置和應用程式故障

  • 建立一個流程,用於就部署失敗向負責團隊發出警報。 理想情況下,您將在 CI 環境中捕獲這些情況,但如果部署了更改,您將需要一種方法來通知負責團隊

  • 為執行狀況檢查失敗的部署啟用自動回滾,無論是由於可用性還是錯誤率問題。

部署後監控

即使您採用了所有這些最佳實踐,事情仍然可能失敗。因此,監控部署後立即發生的問題與規劃和執行完美部署同樣重要。

應用程式效能監控 (APM) 工具可以幫助您的團隊監控關鍵效能指標,包括部署後的伺服器回應時間。應用程式或系統架構的變化會極大地影響應用程式的效能。

Rollbar 這樣的錯誤監控解決方案同樣重要。它將快速通知您的團隊部署中的新錯誤或重新啟動的錯誤,這些錯誤可能會發現需要立即關注的重要錯誤。

如果沒有錯誤監控工具,這些錯誤可能永遠不會被發現。雖然少數遇到錯誤的用戶會花時間報告它們,但大多數其他用戶不會。隨著時間的推移,負面的客戶體驗可能會導致滿意度問題,或更糟的是,可能會導致業務交易無法進行。

錯誤監控工具還可以在營運/DevOps 團隊和開發人員之間建立所有部署後問題的共享可見性。這種共同的理解使團隊能夠更加協作和回應。

原文發佈於 rollbar.com


原文出處:https://dev.to/mostlyjason/intro-to-deployment-strategies-blue-green-canary-and-more-3a3


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