基于 Nginx 实现一个灰度上线系统

软件开发一般不会上来就是最终版本,而是会一个版本一个版本的迭代。

新版本上线前都会经过测试,但就算这样,也不能保证上线了不出问题。

所以,在公司里上线新版本代码一般都是通过灰度系统。

灰度系统可以把流量划分成多份,一份走新版本代码,一份走老版本代码。

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而且灰度系统支持设置流量的比例,比如可以把走新版本代码的流量设置为 5%,没啥问题再放到 10%,50%,最后放到 100% 全量。

这样可以把出现问题的影响降到最低。

不然一上来就全量,万一出了线上问题,那就是大事故。

而且灰度系统不止这一个用途,比如产品不确定某些改动是不是有效的,就要做 AB 实验,也就是要把流量分成两份,一份走 A 版本代码,一份走 B 版本代码。

那这样的灰度系统是怎么实现的呢?

其实很多都是用 nginx 实现的。

nginx 是一个反向代理的服务,用户请求发给它,由它转发给具体的应用服务器。

c906d46ec6fa44013db5c8ed6a76d1b2.png

这一层也叫做网关层。

由它负责转发请求给应用服务器,那自然就可以在这里控制流量的分配,哪些流量走版本 A,哪些流量走版本 B。

下面我们实现一下:

首先,我们准备两个版本的代码。

这里创建个 nest 项目:

npx nest new gray_test -p npm
d4321f287aca836ca8a35a392264c4d4.png

把 nest 服务跑起来:

npm run start
a1bb54dad7d809fe03ceab5fff7f5052.png

浏览器访问下:

f0f9d0754741ec10918ef93ebcf3acb8.png

看到 hello world 代表 nest 服务跑起来了。

然后改下 AppService:

68a2ee3d0bfd6044ef9a9f16717cbd03.png

修改下端口:

35ac6aceb3b27db76da4a05c95451457.png

然后再 npm run start:

6a98a6bdda6c073d23f137f500b80ce2.png

浏览器访问下:

b437e41bc145de36d590715ad6976229.png

现在我们就有了两个版本的 nest 代码。

接下来的问题是,如何用 nginx 实现灰度,让一部分请求走一个版本的代码,一部分请求走另一个版本呢?

我们先跑一个 nginx 服务。

docker desktop 搜索 nginx 镜像(这步需要科学上网),点击 run:

2aa1dfa309d8b0173d5ccf7480033a56.png

设置容器名为 gray1,端口映射宿主机的 82 到容器内的 80

b14e03f2ce4d8cd4fdfa7c2af153c8a9.png

现在访问 http://localhost:82 就可以看到 nginx 页面了:

a118721a86d88d99604ee3d13f77a34f.png

我们要修改下配置文件,把它复制出来:

docker cp gray1:/etc/nginx/conf.d ~/nginx-config
38b41d0439b96ef5eeaa1588d1f9f34d.png

然后编辑下这个 default.conf

添加这么一行配置:

location ^~ /api {
    rewrite ^/api/(.*)$ /$1 break;
    proxy_pass http://192.168.1.6:3001;
}

这行就是加了一个路由,把 /api/ 开头的请求转发给 http://宿主机IP:3001 这个服务。

用 rewrite 把 url 重写了,比如 /api/xxx 变成了 /xxx。

然后我们重新跑个 nginx 容器:

954a01179963d7c33d848ff2bee9cdae.png

容器名为 gray2,端口映射 83 到容器内的 80。

指定数据卷,挂载本地的 ~/nginx-config 目录到容器内的 /etc/nginx/conf.d 目录。

点击 run。

然后看下 files 部分:

可以看到容器内的 /etc/nginx/conf.d 目录标识为了 mounted。

8e4dfbf599dd30523e29f96688d23306.png

点开看看:

40bd1d2185660837d2902478e4924b88.png

这就是本地的那个文件。

我们在本地改一下试试:

a6c164505f454480b8ab423c393bcc86.png

容器内也同样修改了。

dc32dbbac60aa1aebba04bdf144608f6.png

在容器内修改这个文件,本地同样也会修改。

也就是说挂载数据卷之后,容器内的这个目录就是本地目录,是同一份。

然后我们访问下 http://localhost:83/api/ 看看:

8cbe77c589394781eaea6cddd1d227e1.png

nest 服务访问成功了。

现在我们不是直接访问 nest 服务了,而是经历了一层 nginx 反向代理或者说网关层。

bad2f4aaff6c14df022f0d19b6b70763.png

自然,我们可以在这一层实现流量控制的功能。

前面我们讲负载均衡的时候,是这么配的:

ee0d2e1f25e4cb04cab3048b89b79907.png

默认会轮询把请求发给 upstream 下的 server。

现在需要有多组 upstream:

upstream version1.0_server {
    server 192.168.1.6:3000;
}
 
upstream version2.0_server {
    server 192.168.1.6:3001;
}

upstream default {
    server 192.168.1.6:3000;
}

有版本 1.0 的、版本 2.0 的,默认的 server 列表。

然后需要根据某个条件来区分转发给哪个服务。

我们这里根据 cookie 来区分:

set $group "default";
if ($http_cookie ~* "version=1.0"){
    set $group version1.0_server;
}

if ($http_cookie ~* "version=2.0"){
    set $group version2.0_server;
}

location ^~ /api {
    rewrite ^/api/(.*)$ /$1 break;
    proxy_pass http://$group;
}

如果包含 version=1.0 的 cookie,那就走 version1.0_server 的服务,有 version=2.0 的 cookie 就走 version2.0_server 的服务,否则,走默认的。

aa941825e640741f6754a095c8da3cdc.png

这样就实现了流量的划分,也就是灰度的功能。

然后我们重新跑下容器:

b4eaaa8ff3fdecab9418be4445150b70.png

这时候,你访问 http://localhost:83/api/ 走到的就是默认的版本。

1abf2964fafdf9efa6e45ff4e4deff5e.png

然后带上 version=2.0 的 cookie,走到的就是另一个版本的代码:

765e8b87b2f3bc41d9aec78491e988fd.png

这样,我们就实现了灰度的功能。

但现在还有一个问题:

什么时候设置的这个 cookie 呢?

比如我想实现 80% 的流量走版本 1.0,20% 的流量走版本 2.0

其实公司内部一般都有灰度配置系统,可以配置不同的版本的比例,然后流量经过这个系统之后,就会返回 Set-Cookie 的 header,里面按照比例来分别设置不同的 cookie。

比如随机数载 0 到 0.2 之间,就设置 version=2.0 的 cookie,否则,设置 version=1.0 的 cookie。

这也叫做流量染色。

完整的灰度流程是这样的:

4d89a01a7bc8bb21e0cb1fb704a44c1d.png

第一次请求的时候,会按照设定的比例随机对流量染色,也就是设置不同 cookie。

再次访问的时候会根据 cookie 来走到不同版本的代码。

这就实现了灰度功能,可以用来做 5% 10% 50% 100% 这样逐步上线的灰度上线机制。

也可以用来做产品的 AB 实验。

公司里都会用这样的灰度系统。

总结

新版本代码的上线基本都会用灰度系统,可以逐步放量的方式来保证上线过程不会出大问题,也可以用来做产品 AB 实验。

我们可以用 nginx 实现这样的功能。

nginx 有反向代理的功能,可以转发请求到应用服务器,也叫做网关层。

我们可以在这一层根据 cookie 里的 version 字段来决定转发请求到哪个服务。

在这之前,还需要按照比例来给流量染色,也就是返回不同的 cookie。

不管灰度系统做的有多复杂,底层也就是流量染色、根据标记转发流量这两部分,我们完全可以自己实现一个。

- END -

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