K8S蓝绿发布

在 Kubernetes（K8S）中，蓝绿发布 是一种零停机的发布策略，核心思路是同时维护两套完全相同的环境（蓝环境 = 旧版本，绿环境 = 新版本），先部署绿环境并验证，验证通过后将流量从蓝环境切换到绿环境，最后销毁蓝环境。以下是详细的实现步骤、核心资源和实操示例：

一、蓝绿发布核心原理

1. 环境隔离：蓝、绿环境使用独立的 Deployment（或 StatefulSet），但共享同一个 Service（通过标签选择器控制流量指向）。
2. 流量切换：通过修改 Service 的 selector 标签，将流量从旧版本（蓝）切换到新版本（绿）。
3. 回滚机制：若绿环境异常，只需将 Service 的 selector 切回蓝环境标签，即可快速回滚。

二、前置条件

1. 已部署 K8S 集群（单节点 / 多节点均可）。
2. 已准备好新旧版本的应用镜像（例如：app:v1= 蓝，app:v2= 绿）。
3. 熟悉 K8S 的 Deployment、Service、Label 核心概念。

三、分步实现蓝绿发布

步骤 1：部署蓝环境（旧版本）

首先部署旧版本应用（蓝环境），并通过 Service 暴露流量。

1.1 蓝环境 Deployment（app-v1.yaml）

yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: app-blue  # 蓝环境 Deployment 名称
spec:
  replicas: 3  # 副本数，根据业务调整
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
      version: v1  # 蓝环境核心标签
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
        version: v1  # 与 selector 一致
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: app:v1  # 旧版本镜像
        ports:
        - containerPort: 8080
        readinessProbe:  # 就绪探针，确保容器就绪后再接收流量
          httpGet:
            path: /health
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 5

1.2 服务暴露 Service（app-service.yaml）

yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-service
spec:
  type: ClusterIP  # 或 NodePort/LoadBalancer，根据场景选择
  selector:
    app: myapp
    version: v1  # 初始指向蓝环境
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080

1.3 部署蓝环境

bash

运行

kubectl apply -f app-v1.yaml
kubectl apply -f app-service.yaml

# 验证蓝环境运行正常
kubectl get pods -l version=v1
kubectl port-forward service/myapp-service 8080:80  # 本地访问验证

步骤 2：部署绿环境（新版本）

部署新版本应用（绿环境），此时绿环境不接收任何流量（因为 Service 的 selector 仍指向 v1）。

2.1 绿环境 Deployment（app-v2.yaml）

yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: app-green  # 绿环境 Deployment 名称
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
      version: v2  # 绿环境核心标签
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
        version: v2
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: app:v2  # 新版本镜像
        ports:
        - containerPort: 8080
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /health
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 5

2.2 部署绿环境并验证

bash

运行

kubectl apply -f app-v2.yaml

# 验证绿环境 Pod 正常运行（此时无流量）
kubectl get pods -l version=v2
# 可选：直接访问绿环境 Pod IP 验证新版本功能
kubectl exec -it <蓝环境Pod> -- curl <绿环境PodIP>:8080

步骤 3：切换流量到绿环境

修改 Service 的 selector，将流量从 version: v1 切换到 version: v2。

方式 1：编辑 Service（交互式）

bash

运行

kubectl edit service myapp-service
# 将 spec.selector.version 从 v1 改为 v2，保存退出

方式 2：命令行替换（推荐，可自动化）

bash

运行

kubectl patch service myapp-service -p '{"spec":{"selector":{"version":"v2"}}}'

验证流量切换

bash

运行

# 本地访问 Service，确认返回新版本内容
kubectl port-forward service/myapp-service 8080:80
# 查看 Service 端点（已指向绿环境 Pod）
kubectl describe service myapp-service | grep Endpoints

步骤 4：确认无误后清理蓝环境

若绿环境运行稳定，删除蓝环境 Deployment：

bash

运行

kubectl delete deployment app-blue

回滚操作（若绿环境异常）

只需将 Service 的 selector 切回 version: v1 即可：

bash

运行

kubectl patch service myapp-service -p '{"spec":{"selector":{"version":"v1"}}}'
# 之后可删除绿环境 Deployment
kubectl delete deployment app-green

四、进阶优化

1. 使用 Label 而非 Deployment 名称：确保蓝绿环境的核心区别是 version 标签，而非 Deployment 名称，降低维护成本。
2. 自动化验证：在切换流量前，通过脚本 / CI 验证绿环境的健康检查、接口可用性。
3. 结合 Ingress：若对外暴露服务，可通过 Ingress 的 backend.service.selector 切换流量，支持域名 / 路径级别的蓝绿发布。
4. 扩缩容策略：切换前可先扩绿环境副本数至与蓝环境一致，切换后缩容蓝环境，避免资源浪费。
5. 使用 Argo Rollouts/Flagger：若需更完善的发布策略（如金丝雀、自动回滚），可集成 K8S 原生的发布控制器（Argo Rollouts 支持蓝绿 / 金丝雀发布）。

五、注意事项

1. 资源占用：蓝绿发布需同时运行两套环境，集群资源需预留足够容量。
2. 状态应用处理：若应用有状态（如数据库），需确保蓝绿环境数据一致性（如使用共享存储、数据库迁移脚本）。
3. 长连接处理：若应用有长连接（如 TCP），切换流量后旧连接可能持续到超时，需在应用层处理连接优雅关闭。

总结

K8S 蓝绿发布的核心是标签隔离 + Service 流量切换，流程简单、回滚成本低，适合对可用性要求高、版本差异较大的场景。核心步骤：部署蓝环境 → 部署绿环境 → 验证绿环境 → 切换流量 → 清理蓝环境，全程零停机，是生产环境中最常用的发布策略之一。