边开飞机边换引擎？我们造了个新功能保障业务流量无损迁移
作者 | 顾静（子白）
来源 | 阿里巴巴云原生团队
容器化部署应用可以降低企业成本，提升研发效率，解放运维人员。据 Gartner 预计，到 2022 年，将有 75％ 的企业将在生产中运行容器化应用程序。Kubernetes 是企业部署容器化应用的首选框架。由于 Kubernetes 部署及运维的复杂性，越来越多的客户选择将业务从 ECS 或者自建的 Kubernetes 迁移到阿里云托管版 Kubernetes —— ACK 中。但是，如何保证业务流量的平滑迁移成为一大挑战。
Cloud Controller Manager（CCM）是 ACK 的一个系统核心组件，负责对接 Kubernetes 与云上基础产品如 CLB、VPC、DNS 等。当 Service 的类型设置为 Type=LoadBalancer 时，CCM 会为该 Service 创建或配置阿里云负载均衡 CLB。当 Service 对应的后端 Endpoint 或者集群节点发生变化时，CCM 会自动更新 CLB 的后端虚拟服务器组。此外，CCM 还提供了许多阿里云注解，支持丰富的负载均衡能力。
近期 CCM 发布了一个新特性——支持在同一个 CLB 后端挂载集群内节点和集群外 ECS，借助这一特性可以解决业务容器化过程中流量平滑迁移的难题。
场景一：应用容器化改造（流量平滑迁移）
对于一个 CLB，支持将流量转发至集群内及集群外节点
1）操作步骤
登录 CLB 控制台创建 CLB，记录 CLB ID ("lb-xxxxx")
创建 Service
设置 service.beta.kubernetes.io/alicloud-loadbalancer-force-override-listeners 为 false，不管理监听信息。
CCM 会自动创建对应的虚拟服务器组。
cat <<EOF |kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
annotations:
service.beta.kubernetes.io/alibaba-cloud-loadbalancer-id: "lb-xxxx"
service.beta.kubernetes.io/alicloud-loadbalancer-force-override-listeners: "false"
labels:
app: nignx
name: my-nginx-svc
namespace: default
spec:
ports:
- port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app: nginx
type: LoadBalancer
EOF
登录 CLB 控制台，创建监听并关联虚拟服务器组
登录 CLB 控制台，手动在虚拟服务器组中添加集群外 ECS 并设置权重
2）预期结果
配置完成后，在 CLB 的虚拟服务组里既可以看到集群内的节点，也可以看到集群外的 ECS。集群内应用进行扩缩容时，集群外的 ECS 节点不受影响。
场景二：金丝雀发布
支持金丝雀发布，将流量按比例转发至集群内及集群外节点
迁移过程中，往往需要逐步将流量从存量 ECS 迁往 Kubernetes 集群中。CCM 支持通过 annotationservice.beta.kubernetes.io/alicloud-loadbalancer-weight为 Kubernetes 集群配置权重，从而实现流量的逐步迁移。
1）注意事项
不能跨 CLB 复用虚拟服务器组
一个虚拟服务器组只能与一个端口关联
集群内节点权重由 CCM 组件设置，集群外 ECS 权重需要用户手动设置
2）操作步骤
登录 CLB 控制台创建 CLB、监听及虚拟服务器组，记录 CLB ID ("lb-xxxx") 及虚拟服务器组 Id ("rsp-xxx")
手动在虚拟服务器组中添加集群外 ECS 并设置权重
创建 Service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
annotations:
service.beta.kubernetes.io/alicloud-loadbalancer-id: "lb-xxxxx"
service.beta.kubernetes.io/alicloud-loadbalancer-vgroup-ids: "80:rsp-xxx"
# 集群内部权重为20%
service.beta.kubernetes.io/alicloud-loadbalancer-weight: "20"
name: nginx-svc
namespace: default
spec:
ports:
- name: http
port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app: nginx
sessionAffinity: None
type: LoadBalancer
3）预期结果
配置完成后，在 CLB 的虚拟服务组里既可以看到集群内的节点，也可以看到集群外的 ECS，集群节点的权重按照 annotation 配置。集群内应用进行扩缩容时，集群外的 ECS 节点不受影响。
场景三：多集群业务流量多活与灾备
对于一个 CLB，支持将流量转发至多个 Kubernetes 集群内
企业用户会采取多种措施以保障应用的高可用性，如创建多个集群进行备份、容灾等。这要求业务流量可以通过一个 CLB 接入多个 Kubernetes 集群中，并且支持为 Kubernetes 集群设置不同的权重，如下图所示。
1）注意事项
不能跨 CLB 复用虚拟服务器组
一个虚拟服务器组只能与一个端口关联
两个集群均已配置 Cluster Id，否则两个集群中的 service 需要不同名称
2）操作步骤
登录 CLB 控制台创建 CLB、监听及虚拟服务器组，记录 CLB ID ("lb-xxxx") 及虚拟服务器组 Id ("rsp-xxx")
集群 A 中创建 Serivce-A，权重设置为 20%
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
annotations:
service.beta.kubernetes.io/alicloud-loadbalancer-id: "lb-xxxxx"
service.beta.kubernetes.io/alicloud-loadbalancer-vgroup-ids: "80:rsp-xxx"
service.beta.kubernetes.io/alicloud-loadbalancer-weight: "20"
name: service-A
namespace: default
spec:
ports:
- name: http
port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app: nginx
sessionAffinity: None
type: LoadBalancer
3）预期结果
配置完成后，在 clb 的虚拟服务组里既可以看到集群 A 内的节点，也可以看到集群 B 的节点。集群节点的权重按照 annotation 自动设置。集群内应用进行扩缩容时，CLB 后端虚拟服务器组会自动更新。
总结
出于降本增效的考虑，越来越多的企业采用容器化方式部署应用。在业务迁移过程中，如何保障业务流量不受损成为一大难题。对于电商类应用而言，业务流量下跌往往会导致交易量下跌，造成重大损失。游戏类应用对业务流量也十分敏感，短暂的流量中断都会明显地影响游戏用户体验；交通类应用的流量下跌会影响交通流量管制、交通故障排险效率。保障业务流量不受损是保障用户业务正常运转的底线。
CCM 发布的支持在同一个 CLB 后端挂载集群内节点和集群外 ECS 的功能，可以一举解决迁移过程中流量中断的难题。同时，还支持将业务流量转发至多个 Kubernetes 集群内，支撑备份、容灾等需求，保障业务高可用。
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