有了多集群服务和跨集群的流量调度之后，使用 Kubernetes 的方式会发生很大的变化。流量的管理不再限制单一集群内，而是横向跨越了多个集群。最重要的是这一切“静悄悄地”发生，对应用来说毫无感知。
就拿 Kubernetes 版本升级来说吧。记得曾经经历过集群的原地升级：团队的几个人经过多次、多个环境的演练，还要在凌晨的时候进行生产环境的升级。幸好最后是有惊无险，整个过程的体验就像是下图一样：为飞行中的飞机换引擎。
解决了跨集群的流量调度之后，一切就会变得简单：只需重新建个集群，慢慢将应用迁移到新的集群，让乘客来个“空中转机”。
方案
与之前所做的示例类似，整个方案的核心仍然是跨集群的服务调用：服务可以像使用本地 Service 一样使用多集群 Service。
升级过程中，创建新版本的 Kubernetes 集群，其他的中间件复用现有的，这样少了数据同步等问题。剩下的便是，调整 CD 的流程将服务“同时部署到新的集群”。然后再通过 全局流量策略 慢慢放少部分流量到新的集群中进行测试，边测试边调整流量。两个集群的服务也可保持一段时间观察稳定性，然后再慢慢减少原集群的实例直至所有实例下线。
接下来，我们使用进行下示例演示。
演示
环境准备
如上面的图展示的那样，我们先创建两个集群：control-plane、1-23 和 1-25。 集群 1-23 就是我们现有的集群，1-25 就是最新版本的集群。
环境搭建
获取主机 IP 地址备用，192.168.1.110 是我本机的地址。
export HOST_IP=192.168.1.110
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搭建集群
使用 k3d 来创建这 3 个 集群。
API_PORT=6444 #6445 6446PORT=80 #81 82for CLUSTER_NAME in control-plane 1-23 1-25do k3d cluster create ${CLUSTER_NAME} \ --image docker.io/rancher/k3s:v1.23.8-k3s2 \ --api-port "${HOST_IP}:${API_PORT}" \ --port "${API_PORT}:6443@server:0" \ --port "${PORT}:80@server:0" \ --servers-memory 4g \ --k3s-arg "--disable=traefik@server:0" \ --timeout 120s \ --wait ((API_PORT=API_PORT+1)) ((PORT=PORT+1))done
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安装 FSM
在 3 个集群中安装 FSM。
helm repo updateexport FSM_NAMESPACE=flomeshexport FSM_VERSION=0.2.0-alpha.10for CLUSTER_NAME in control-plane 1-23 1-25do kubectx k3d-${CLUSTER_NAME} sleep 1 helm install --namespace ${FSM_NAMESPACE} --create-namespace --version=${FSM_VERSION} --set fsm.logLevel=5 fsm fsm/fsm sleep 1 kubectl wait --for=condition=ready pod --all -n $FSM_NAMESPACE --timeout=120sdone
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加入集群组
将集群 1-23 和 1-25 纳入集群 control-plane 的管理。 不管是新集群还是旧集群，如果要进行跨集群的服务调用，都是要加入集群组的。
export HOST_IP=192.168.1.110kubectx k3d-control-planesleep 1PORT=81for CLUSTER_NAME in 1-23 1-25do kubectl apply -f - <<EOFapiVersion: flomesh.io/v1alpha1kind: Clustermetadata: name: ${CLUSTER_NAME}spec: gatewayHost: ${HOST_IP} gatewayPort: ${PORT} kubeconfig: |+`k3d kubeconfig get ${CLUSTER_NAME} | sed 's|^| |g' | sed "s|0.0.0.0|$HOST_IP|g"`EOF((PORT=PORT+1))done
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安装服务网格
下载 osm CLI
system=$(uname -s | tr [:upper:] [:lower:])arch=$(dpkg --print-architecture)release=v1.3.0-beta.1curl -L https://github.com/flomesh-io/osm-edge/releases/download/$release/osm-edge-$release-$system-$arch.tar.gz | tar -vxzf -./${system}-${arch}/osm versioncp ./${system}-${arch}/osm /usr/local/bin/
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将服务网格 osm-edge 安装到集群 1-23 和 1-25。控制平面不处理应用流量，无需安装。
export OSM_NAMESPACE=osm-systemexport OSM_MESH_NAME=osmfor CLUSTER_NAME in 1-23 1-25do kubectx k3d-${CLUSTER_NAME} DNS_SVC_IP="$(kubectl get svc -n kube-system -l k8s-app=kube-dns -o jsonpath='{.items[0].spec.clusterIP}')"osm install \ --mesh-name "$OSM_MESH_NAME" \ --osm-namespace "$OSM_NAMESPACE" \ --set=osm.certificateProvider.kind=tresor \ --set=osm.image.pullPolicy=Always \ --set=osm.sidecarLogLevel=error \ --set=osm.controllerLogLevel=warn \ --timeout=900s \ --set=osm.localDNSProxy.enable=true \ --set=osm.localDNSProxy.primaryUpstreamDNSServerIPAddr="${DNS_SVC_IP}"done
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部署实例应用
在集群 1-23 的 httpbin 命名空间（由网格管理，会注入 sidecar）下，部署 httpbin 应用。这里的 httpbin 应用由 Pipy 实现，会返回当前的集群名，并提示被网格管理。
NAMESPACE=httpbinCLUSTER_NAME="1-23"
kubectx k3d-${CLUSTER_NAME}kubectl create namespace ${NAMESPACE}osm namespace add ${NAMESPACE}kubectl apply -n ${NAMESPACE} -f - <<EOFapiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata: name: httpbin labels: app: pipyspec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: pipy template: metadata: labels: app: pipy spec: containers: - name: pipy image: flomesh/pipy:latest ports: - containerPort: 8080 command: - pipy - -e - | pipy() .listen(8080) .serveHTTP(new Message('Hi, I am from ${CLUSTER_NAME} and controlled by mesh!\n'))---apiVersion: v1kind: Servicemetadata: name: httpbinspec: ports: - port: 8080 targetPort: 8080 protocol: TCP selector: app: pipyEOF
sleep 3kubectl wait --for=condition=ready pod -n ${NAMESPACE} --all --timeout=60s
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在命名空间 curl 下部署 curl 应用，这个命名空间也是被网格管理的，注入的 sidecar 会完全流量的跨集群调度。
export NAMESPACE=curlkubectx k3d-1-23kubectl create namespace ${NAMESPACE}osm namespace add ${NAMESPACE}kubectl apply -n ${NAMESPACE} -f - <<EOFapiVersion: v1kind: ServiceAccountmetadata: name: curl---apiVersion: v1kind: Servicemetadata: name: curl labels: app: curl service: curlspec: ports: - name: http port: 80 selector: app: curl---apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata: name: curlspec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: curl template: metadata: labels: app: curl spec: serviceAccountName: curl containers: - image: curlimages/curl imagePullPolicy: IfNotPresent name: curl command: ["sleep", "365d"]EOF
sleep 3kubectl wait --for=condition=ready pod -n ${NAMESPACE} --all --timeout=60s
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测试
在集群 1-23 中的 curl 向 httpbin 发送请求。
kubectx k3d-1-23curl_client="$(kubectl get pod -n curl -l app=curl -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')"
kubectl exec "${curl_client}" -n curl -c curl -- curl -s http://httpbin.httpbin:8080/
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看到下面的输出，说明服务正常。
Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!
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导出服务
服务的导出就是向集群组注册服务，执行下面的命令将集群 1-23 中的服务 httpbin 注册到集群组。注意，该命令是在集群 1-23 中执行的。
export NAMESPACE_MESH=httpbinCLUSTER_NAME="1-23"kubectx k3d-${CLUSTER_NAME}kubectl apply -f - <<EOFapiVersion: flomesh.io/v1alpha1kind: ServiceExportmetadata: namespace: ${NAMESPACE_MESH} name: httpbinspec: serviceAccountName: "*" rules: - portNumber: 8080 path: "/${CLUSTER_NAME}/httpbin-mesh" pathType: PrefixEOFsleep 1
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此时，我们的系统如下图所示。
升级迁移
新集群中部署应用
有了新版本的集群之后，我们慢慢向新集群迁移服务。在集群 1-25 中部署 httpbin 服务。
NAMESPACE=httpbinCLUSTER_NAME="1-25"
kubectx k3d-${CLUSTER_NAME}kubectl create namespace ${NAMESPACE}osm namespace add ${NAMESPACE}kubectl apply -n ${NAMESPACE} -f - <<EOFapiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata: name: httpbin labels: app: pipyspec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: pipy template: metadata: labels: app: pipy spec: containers: - name: pipy image: flomesh/pipy:latest ports: - containerPort: 8080 command: - pipy - -e - | pipy() .listen(8080) .serveHTTP(new Message('Hi, I am from ${CLUSTER_NAME} and controlled by mesh!\n'))---apiVersion: v1kind: Servicemetadata: name: httpbinspec: ports: - port: 8080 targetPort: 8080 protocol: TCP selector: app: pipy---apiVersion: v1kind: Servicemetadata: name: httpbin-${CLUSTER_NAME}spec: ports: - port: 8080 targetPort: 8080 protocol: TCP selector: app: pipyEOF
sleep 3kubectl wait --for=condition=ready pod -n ${NAMESPACE} --all --timeout=60s
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导出服务
向集群组注册集群 1-25 的服务 httpbin。
export NAMESPACE_MESH=httpbinCLUSTER_NAME="1-25"kubectx k3d-${CLUSTER_NAME}kubectl apply -f - <<EOFapiVersion: flomesh.io/v1alpha1kind: ServiceExportmetadata: namespace: ${NAMESPACE_MESH} name: httpbinspec: serviceAccountName: "*" rules: - portNumber: 8080 path: "/${CLUSTER_NAME}/httpbin-mesh" pathType: PrefixEOFsleep 1
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回到集群 1-23，查看 ServiceImports httpbin，可以看到已经发现了集群 1-25 注册的服务。
kubectl get serviceimports httpbin -n httpbin -o jsonpath='{.spec}' | jq{ "ports": [ { "endpoints": [ { "clusterKey": "default/default/default/1-25", "target": { "host": "192.168.1.110", "ip": "192.168.1.110", "path": "/1-25/httpbin-mesh", "port": 82 } } ], "port": 8080, "protocol": "TCP" } ], "serviceAccountName": "*", "type": "ClusterSetIP"}
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但此时在 curl 发送请求，并不会收到集群 1-25 中的响应。还记得 上篇 中提到过，默认的全局流量策略是 Locality，因此集群外的节点并不会参与请求的处理。
Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!
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我们创建一个 ActiveActive 的全局流量策略。注意，这里设置 targets 的时候我们加上了代表权重的字段 weight。 将其设置为 10，表示将 1/11 的流量导入集群 1-25 中，记住本集群的权重总是 100。
kubectx k3d-1-23kubectl apply -n httpbin -f - <<EOFapiVersion: flomesh.io/v1alpha1kind: GlobalTrafficPolicymetadata: name: httpbinspec: lbType: ActiveActive targets: - clusterKey: default/default/default/1-25 weight: 10EOF
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这次我们请求 20 次，结果也正如我们所期望的，只有 1-2 次请求进入集群 1-25。
for i in {1..20}; do kubectl exec "${curl_client}" -n curl -c curl -- curl -s http://httpbin.httpbin:8080/ ; doneHi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-25 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-25 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!
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我们将集群 1-25 的权重设置为 900，因此会有 90% 的流量进入集群 1-25。
kubectx k3d-1-23kubectl apply -n httpbin -f - <<EOFapiVersion: flomesh.io/v1alpha1kind: GlobalTrafficPolicymetadata: name: httpbinspec: lbType: ActiveActive targets: - clusterKey: default/default/default/1-25 weight: 900EOF
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然后请求 10 次，会看到 9 次的请求都进入到集群 1-25，也就是 90% 的流量分流到了其他集群。
for i in {1..10}; do kubectl exec "${curl_client}" -n curl -c curl -- curl -s http://httpbin.httpbin:8080/ ; doneHi, I am from 1-25 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-23 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-25 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-25 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-25 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-25 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-25 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-25 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-25 and controlled by mesh!Hi, I am from 1-25 and controlled by mesh!
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接着就是停止集群 1-23 中的实例，使所有流量都分流到外集群。
kubectl scale deploy httpbin -n httpbin --replicas 0
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最后的工作就是慢慢得将 curl 服务也迁移到新的集群中，进而是所有的服务都迁移完成之后，下线旧的集群。
总结
自维护的 Kubernetes 集群升级不是一件容易的事情，原地升级风险高，尤其是升级控制面。不管是蓝绿还是金丝雀升级，都面临着流量跨集群的问题：流量除了从入口进入还会有其他的途径，比如消息系统，定时任务等等。
解决了流量的跨集群调度问题后，这些问题都迎刃而解。剩下的问题就是如何让迁移做到自动化、可控的迁移了。
引用链接
[1] Pipy: https://flomesh.io/pipy
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