Kubernetes微服务实战
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1.4.5 微服务升级

做好微服务的部署和保护仅仅是开始,在系统不断地开发和发展时,你也需要升级微服务。关于如何执行此操作,有许多重要的考虑因素,我们将在后面的章节中进行讨论(如版本控制、滚动更新、蓝绿部署和金丝雀部署)。Kubernetes开箱即用地为其中许多概念提供了直接的功能支持,以及构建在其上的生态系统,进而可以为用户提供多种选项和定制化的解决方案。

系统升级的目标通常是零停机时间,并在出现问题时可以安全回滚。Kubernetes部署提供了支持这个目标的基本原语,例如更新部署、暂停部署以及回滚部署。你可以在这些坚实的基础上构建特定的工作流程。服务升级的机制通常包括将其镜像升级到新版本,有时还需要更改其支持资源和访问权限,如存储卷、角色、配额、限制等。

1.微服务扩展

使用Kubernetes扩展微服务有两个方面:第一个是扩展Pod的数量以支持特定的微服务,第二个是扩展集群的总容量。你可以通过更新部署的副本数轻松地显式扩展微服务,但这需要你时刻保持警惕。对于处理的请求数量在不同时间段存在较大差异的服务(例如,工作时间与下班时间,或工作日与周末),你可能需要花费大量精力进行应对。Kubernetes提供了基于CPU、内存或自定义指标的Pod水平自动扩展(Horizontal Pod Autoscaler,HPA)功能,可以自动扩展服务。

以下示例演示了如何将目前固定3个副本的nginx部署调整为在2到5之间弹性伸缩,其依据是实例的平均CPU利用率:

Kubernetes会持续监控属于nginx部署的Pod的CPU利用率。当在特定时间段内(默认情况下为5分钟)的平均CPU使用率超过90%时,它将增加副本到最多5个,直到利用率下降到90%以下。HPA也可以缩减资源,但是即使CPU利用率为0,部署也将始终维持至少2个副本。

2.微服务监控

现在,你的微服务已经在Kubernetes上部署并运行,并且在需要时更新微服务的版本。Kubernetes会进行一些自动修复和扩展,但是,你仍然需要监控系统并跟踪错误和性能指标。这不仅对于解决问题很重要,而且对于发现系统潜在需要的改进、优化和成本削减也很重要。

有几类相关的监控信息需要特别关注:

·第三方程序日志

·应用程序日志

·应用程序错误

·Kubernetes事件

·指标

当涉及由多个微服务和多个支持组件组成的系统时,其日志的数量往往是巨大的。解决方案是采用集中式日志管理,即将所有日志都存放在一个位置,然后根据需要再进行划分。此外,除了错误日志本身,通常将相关的元数据(例如栈跟踪)记录在特有的系统(例如sentry[1]或rollbar[2])中也是非常有价值的。对于检测系统性能和运行状况或者变化趋势,很多指标都是有帮助的。

Kubernetes提供了几种用于监控微服务的机制和抽象,其生态系统也提供了许多有用的项目。

3.日志

以下几种方法可以实现Kubernetes的集中日志管理。

·在每个节点上运行日志代理。

·向每个应用程序Pod中注入日志边车(sidecar)容器。

·让应用程序将其日志直接发送到集中的日志服务。

每种方法都各有利弊,最主要的是Kubernetes支持以上所有方法,使得容器和Pod的日志可以被充分利用。

请参阅https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/logging/#cluster-level-logging-architecture以进行深入讨论。

4.指标

Kubernetes自带cAdvisor(https://github.com/google/cadvisor)组件,这是一个集成在kubelet中用于收集容器指标的工具。Kubernetes过去提供了一个称为heapster的指标服务器,该服务器需要额外的后端和UI。目前,Prometheus开源项目是指标服务器方面的翘楚。如果你使用Google的GKE运行Kubernetes,那么Google Cloud Monitoring是一个不错的选择,它不需要在集群中安装其他组件。其他云提供商也提供集成好的监控解决方案,例如,Amazon EKS[3]和Amazon CloudWatch[4]

[1] 请参考https://sentry.io/welcome/。——译者注

[2] 请参考https://rollbar.com/。——译者注

[3] 请参考https://aws.amazon.com/eks/。——译者注

[4] 请参考https://aws.amazon.com/cloudwatch/。——译者注