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K8s 灰度发布实战：通过 Ingress 注解轻松实现流量分割与渐进式发布

缄戈 2025-6-9 18:33:04
在现代微服务架构中，应用的更新和发布是一个高频且关键的操作。如何在不影响用户体验的前提下，安全、平稳地将新版本应用推送到生产环境，是每个开发者和运维团队必须面对的挑战。灰度发布（Gray Release）作为一种渐进式发布策略，能够有效降低发布风险，而 Kubernetes 的 Ingress 注解功能为我们提供了一种简单而强大的实现方式。
本文将带你深入浅出地了解如何通过 Ingress 注解 在 Kubernetes 中实现灰度发布，并逐步掌握流量分割、权重控制等核心技巧。无论你是 Kubernetes 新手还是资深用户，都能从本文中获得实用的知识和操作指南。
什么是灰度发布？

灰度发布，也称为金丝雀发布（Canary Release），是一种渐进式的应用发布策略。它的核心思想是：将新版本应用逐步推送给一小部分用户，观察其运行状态，确认无误后再逐步扩大范围，最终完成全量发布。
相比于全量发布，灰度发布具有以下优势：

  • 降低风险：通过小范围验证，避免因新版本问题导致全局故障。
  • 快速回滚：如果新版本出现问题，可以快速切换回旧版本。
  • 用户体验优化：逐步发布可以减少对用户的影响。
Kubernetes 中的灰度发布实现方式

在 Kubernetes 中，灰度发布可以通过多种方式实现，例如：

  • Deployment + Service：手动控制流量切换。
  • Istio：通过服务网格实现高级流量管理。
  • Ingress 注解：通过 Nginx Ingress Controller 的注解功能实现流量分割。
本文将重点介绍 Ingress 注解 的实现方式，因为它简单易用，且无需引入额外的组件。
通过 Ingress 注解实现灰度发布

Nginx Ingress Controller 提供了丰富的注解（Annotations），可以轻松实现灰度发布。以下是具体步骤：
1. 部署新旧版本应用

首先，我们需要部署两个版本的应用程序：

  • 旧版本（v1）：当前正在运行的生产版本。
  • 新版本（v2）：待发布的新版本。
1.1 创建 v1 版本 Deployment 和 Service
  1. # v1 版本 Deployment
  2. apiVersion: apps/v1
  3. kind: Deployment
  4. metadata:
  5.   name: my-app-v1
  6. spec:
  7.   replicas: 3
  8.   template:
  9.     metadata:
  10.       labels:
  11.         app: my-app
  12.         version: v1
  13.     spec:
  14.       containers:
  15.       - name: my-app
  16.         image: my-app:v1
  17.         ports:
  18.         - containerPort: 80
  20. # v1 版本 Service
  21. apiVersion: v1
  22. kind: Service
  23. metadata:
  24.   name: my-app-v1
  25. spec:
  26.   selector:
  27.     app: my-app
  28.     version: v1
  29.   ports:
  30.   - port: 80
  31.     targetPort: 80
复制代码
1.2 创建 v2 版本 Deployment 和 Service
  1. # v2 版本 Deployment
  2. apiVersion: apps/v1
  3. kind: Deployment
  4. metadata:
  5.   name: my-app-v2
  6. spec:
  7.   replicas: 3
  8.   template:
  9.     metadata:
  10.       labels:
  11.         app: my-app
  12.         version: v2
  13.     spec:
  14.       containers:
  15.       - name: my-app
  16.         image: my-app:v2
  17.         ports:
  18.         - containerPort: 80
  20. # v2 版本 Service
  21. apiVersion: v1
  22. kind: Service
  23. metadata:
  24.   name: my-app-v2
  25. spec:
  26.   selector:
  27.     app: my-app
  28.     version: v2
  29.   ports:
  30.   - port: 80
  31.     targetPort: 80
复制代码
2. 配置 Ingress 实现灰度发布

通过 Nginx Ingress Controller 的 canary 注解，我们可以轻松实现流量分割。
2.1 创建 Ingress 资源

以下是一个示例配置：
  1. apiVersion: networking.k8s.io/v1
  2. kind: Ingress
  3. metadata:
  4.   name: my-app-ingress
  5.   annotations:
  6.     nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"  # 启用灰度发布
  7.     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "10"  # 10% 流量到新版本
  8. spec:
  9.   rules:
  10.   - host: my-app.example.com
  11.     http:
  12.       paths:
  13.       - path: /
  14.         pathType: Prefix
  15.         backend:
  16.           service:
  17.             name: my-app-v2  # 新版本服务
  18.             port:
  19.               number: 80
  20.   - host: my-app.example.com
  21.     http:
  22.       paths:
  23.       - path: /
  24.         pathType: Prefix
  25.         backend:
  26.           service:
  27.             name: my-app-v1  # 旧版本服务
  28.             port:
  29.               number: 80
复制代码
2.2 关键注解说明


  • nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"：启用灰度发布功能。
  • nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "10"：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）。
3. 逐步调整流量权重

在灰度发布过程中，可以逐步增加新版本的流量比例。例如：

  • 初始阶段：10% 流量到 v2。
  • 验证通过后：将权重调整为 50%。
  • 最终阶段：将权重调整为 100%，完成全量发布。
只需修改 canary-weight 注解的值即可：
  1. nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "50"  # 50% 流量到新版本
复制代码
4. 监控与回滚

在灰度发布过程中，务必监控新版本的运行状态，包括：

  • 应用日志：检查是否有错误或异常。
  • 性能指标：如响应时间、错误率等。
  • 用户反馈：收集用户的使用体验。
如果发现问题，可以通过调整 canary-weight 注解将流量切回旧版本：
  1. nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "0"  # 所有流量切回旧版本
复制代码
灰度发布的进阶用法

除了基于权重的流量分割，Nginx Ingress Controller 还支持以下灰度发布策略：
1. 基于请求头的流量分割

通过 nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header 注解，将特定请求头的流量路由到新版本。
示例配置
  1. apiVersion: networking.k8s.io/v1
  2. kind: Ingress
  3. metadata:
  4.   name: my-app-ingress
  5.   annotations:
  6.     nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"
  7.     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header: "X-Canary"
  8.     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header-value: "true"
  9. spec:
  10.   rules:
  11.   - host: my-app.example.com
  12.     http:
  13.       paths:
  14.       - path: /
  15.         pathType: Prefix
  16.         backend:
  17.           service:
  18.             name: my-app-v2
  19.             port:
  20.               number: 80
  21.   - host: my-app.example.com
  22.     http:
  23.       paths:
  24.       - path: /
  25.         pathType: Prefix
  26.         backend:
  27.           service:
  28.             name: my-app-v1
  29.             port:
  30.               number: 80
复制代码
说明


  • 当请求头中包含 X-Canary: true 时，流量会被路由到新版本（v2）。
  • 其他请求继续使用旧版本（v1）。
2. 基于 Cookie 的流量分割

通过 nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-cookie 注解，将特定 Cookie 的流量路由到新版本。
示例配置
  1. apiVersion: networking.k8s.io/v1
  2. kind: Ingress
  3. metadata:
  4.   name: my-app-ingress
  5.   annotations:
  6.     nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"
  7.     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-cookie: "canary"
  8. spec:
  9.   rules:
  10.   - host: my-app.example.com
  11.     http:
  12.       paths:
  13.       - path: /
  14.         pathType: Prefix
  15.         backend:
  16.           service:
  17.             name: my-app-v2
  18.             port:
  19.               number: 80
  20.   - host: my-app.example.com
  21.     http:
  22.       paths:
  23.       - path: /
  24.         pathType: Prefix
  25.         backend:
  26.           service:
  27.             name: my-app-v1
  28.             port:
  29.               number: 80
复制代码
说明


  • 当请求中包含 canary=true 的 Cookie 时，流量会被路由到新版本（v2）。
  • 其他请求继续使用旧版本（v1）。
3. 组合使用

可以同时使用权重、请求头和 Cookie 实现更复杂的灰度发布策略。
示例配置
  1. apiVersion: networking.k8s.io/v1
  2. kind: Ingress
  3. metadata:
  4.   name: my-app-ingress
  5.   annotations:
  6.     nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"
  7.     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "10"
  8.     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header: "X-Canary"
  9.     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header-value: "true"
  10.     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-cookie: "canary"
  11. spec:
  12.   rules:
  13.   - host: my-app.example.com
  14.     http:
  15.       paths:
  16.       - path: /
  17.         pathType: Prefix
  18.         backend:
  19.           service:
  20.             name: my-app-v2
  21.             port:
  22.               number: 80
  23.   - host: my-app.example.com
  24.     http:
  25.       paths:
  26.       - path: /
  27.         pathType: Prefix
  28.         backend:
  29.           service:
  30.             name: my-app-v1
  31.             port:
  32.               number: 80
复制代码
说明


  • 10% 的流量会被分配到新版本（v2）。
  • 如果请求头中包含 X-Canary: true 或 Cookie 中包含 canary=true，流量也会被路由到新版本。
总结

通过 Kubernetes 的 Ingress 注解，我们可以轻松实现灰度发布，逐步将新版本应用推送给用户，降低发布风险。无论是基于权重的流量分割，还是基于请求头或 Cookie 的精细化控制，Nginx Ingress Controller 都提供了强大的支持。
灰度发布不仅是技术上的优化，更是对用户体验的尊重。希望本文能帮助你掌握这一重要技能，让你的发布过程更加平稳、可靠！
立即尝试：在你的 Kubernetes 集群中部署一个灰度发布示例，感受渐进式发布的魅力吧！如果你有任何问题或想法，欢迎在评论区留言讨论！

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