Rio手把手教学:如何打造容器化应用程序的一站式部署体验


11月19日,业界应用最为广泛的Kubernetes管理平台创建者Rancher Labs(以下简称Rancher)宣布Rio发布了beta版本,这是基于Kubernetes的应用程序部署引擎。它于今年5月份推出,现在最新的版本是v0.6.0。Rio结合了多种云原生技术,从而简化了将代码从测试环境发布到生产环境的流程,同时保证了强大而安全的代码体验。

什么是Rio?

下图是Rio的架构:



Rio采用了诸如Kubernetes、knative、linkerd、cert-manager、buildkit以及gloo等技术,并将它们结合起来为用户提供一个完整的应用程序部署环境。

Rio具有以下功能:

  1. 从源代码构建代码,并将其部署到Kubernetes集群

  2. 自动为应用程序创建DNS记录,并使用Let’s Encrypt的TLS证书保护这些端点

  3. 基于QPS以及工作负载的指标自动扩缩容

  4. 支持金丝雀发布、蓝绿发布以及A/B部署

  5. 支持通过服务网格路由流量

  6. 支持缩容至零的serverless工作负载

  7. Git触发的部署


Rancher的产品生态



Rio属于Rancher整套产品生态的一部分,这些产品支持从操作系统到应用程序的应用程序部署和容器运维。当Rio和诸如Rancher 2.3、k3s和RKE等产品结合使用时,企业可以获得完整的部署和管理应用程序及容器的体验。

深入了解Rio

要了解Rio如何实现上述功能,我们来深入了解一些概念以及工作原理。

安装Rio

前期准备

  • Kubernetes版本在1.15以上的Kubernetes集群

  • 为集群配置的kubeconfig(即上下文是你希望将Rio安装到的集群)

  • 在$PATH中安装的Rio CLI工具,可参阅以下链接,了解如何安装CLI:
    https://github.com/rancher/rio ... ME.md


安装

使用安装好的Rio CLI工具,调用rio install。你可能需要考虑以下情况:

ip-address:节点的IP地址的逗号分隔列表。你可以在以下情况使用:

  • 你不使用(或不能使用)layer-4的负载均衡器

  • 你的节点IP不是你希望流量到达的IP地址(例如,你使用有公共IP的EC2实例)


服 务

在Rio中,service是一个基本的执行单位。从Git仓库或容器镜像实例化之后,一个service由单个容器以及服务网格的关联sidecar组成(默认启用)。例如,运行使用Golang构建的一个简单的“hello world”应用程序。
rio run https://github.com/ebauman/rio-demo


或者运行容器镜像版本:
rio run ebauman/demo-rio:v1


还有其他选项也可以传递给rio run,如需要公开的任意端口(-p 80:8080/http),或者自动扩缩的配置(--scale 1-10)。你可以通过这一命令rio help run,查看所有可传递的选项。

想要查看你正在运行的服务,请执行rio ps
$ rio ps
NAME            IMAGE                               ENDPOINT
demo-service    default-demo-service-4dqdw:61825    https://demo-service...


每次你运行一个新的服务,Rio将会为这一服务生成一个全局性的端点:
$ rio endpoints
NAME           ENDPOINTS
demo-service   https://demo-service-default.op0kj0.on-rio.io:30282


请注意,此端点不包括版本——它指向由一个common name标识的服务,并且流量根据服务的权重进行路由。

自动DNS&TLS

默认情况下,所有Rio集群都将为自己创建一个on-rio.io主机名,并以随机字符串开头(如lkjsdf.on-rio.io)。该域名成为通配符域名,它的记录解析到集群的网关。如果使用NodePort服务,则该网关可以是layer-4负载均衡器,或者是节点本身。

除了创建这个通配符域名,Rio还会使用Let’s Encrypt为这个域名生成一个通配符证书。这会允许自动加密任何HTTP工作负载,而无需用户进行配置。要启动此功能,请传递-p参数,将http指定为协议,例如:
rio run -p 80:8080/http ...


自动扩缩容

Rio可以根据每秒所查询到的指标自动扩缩服务。为了启用这一特性,传递--scale 1-10作为参数到rio run,例如:
rio run -p 80:8080/http -n demo-service --scale 1-10 ebauman/rio-demo:v1


执行这个命令将会构建ebauman/rio-demo并且部署它。如果我们使用一个工具来添加负载到端点,我们就能够观察到自动扩缩容。为了证明这一点,我们需要使用HTTP端点(而不是HTTPS),因为我们使用的工具不支持TLS:
$ rio inspect demo-service
<snipped>
endpoints:
- https://demo-service-v0-default.op0kj0.on-rio.io:30282
- http://demo-service-v0-default.op0kj0.on-rio.io:31976
<snipped>


rio inspect除了端点之外还会显示其他信息,但我们目前所需要的是端点信息。使用HTTP端点以及HTTP基准测试工具rakyll / hey,我们可以添加综合负载:
hey -n 10000 http://demo-service-v0-default.op0kj0.on-rio.io:31976


这将会发送10000个请求到HTTP端点,Rio将会提高QPS并适当扩大规模,执行另一个rio ps将会展示已经扩大的规模:
$ rio ps
NAME            ...     SCALE       WEIGHT
demo-service    ...     2/5 (40%)   100%


分阶段发布、金丝雀部署以及权重

>注意
>

对于每个服务,都会创建一个全局端点,该端点将根据基础服务的权重路由流量。
Rio可以先交付新的服务版本,然后再推广到生产环境。分阶段发布一个新的版本十分简单:
rio stage --image ebauman/rio-demo:v2 demo-service v2


这一命令使用版本v2,分阶段发布demo-service的新版本,并且使用容器镜像ebauman/rio-demo:v2。我们通过执行rio ps这一命令,可以看到新阶段的发布:
$ rio ps
NAME                IMAGE                   ENDPOINT                    WEIGHT
demo-service@v2     ebauman/rio-demo:v2     https://demo-service-v2...  0%
demo-service        ebauman/rio-demo:v1     https://demo-service-v0...  100%


请注意,新服务的端点具有v2的新增功能,因此即使权重设置为0%,访问此端点仍将带你进入服务的v2。这可以让你能够在向其发送流量之前验证服务的运行情况。

说到发送流量:
$ rio weight demo-service@v2=5%
$ rio ps
NAME                IMAGE                   ENDPOINT                    WEIGHT
demo-service@v2     ebauman/rio-demo:v2     https://demo-service-v2...  5%
demo-service        ebauman/rio-demo:v1     https://demo-service-v0...  95%


使用rio weight命令,我们现在将发送我们5%的流量(从全局的服务端点)到新版本。当我们觉得demo-service的v2性能感到满意之后,我们可以将其提升到100%:
$ rio promote --duration 60s demo-service@v2
demo-service@v2 promoted


超过60秒之后,我们的demo-service@v2服务将会逐渐提升到接收100%的流量。在这一过程中任意端点上,我们可以执行rio ps,并且查看进程:
$ rio ps
NAME                IMAGE                   ENDPOINT                    WEIGHT
demo-service@v2     ebauman/rio-demo:v2     https://demo-service-v2...  34%
demo-service        ebauman/rio-demo:v1     https://demo-service-v0...  66%


路由(Routing)

Rio可以根据主机名、路径、方法、标头和cookie的任意组合将流量路由到端点。Rio还支持镜像流量、注入故障,配置retry逻辑和超时。

创建一个路由器

为了开始制定路由决策,我们必须首先创建一个路由器。路由器代表一个主机名和一组规则,这些规则确定发送到主机名的流量如何在Rio集群内进行路由。你想要要定义路由器,需要执行rio router add。例如,要创建一个在默认测试时接收流量并将其发送到demo-service的路由器,请使用以下命令:
rio route add testing to demo-service


这将创建以下路由器:
$ rio routers
NAME             URL                            OPTS    ACTION      TARGET
router/testing   https://testing-default.0pjk...        to          demo-service,port=80


发送到https://testing-default...的流量将通过端口80转发到demo-service。

请注意,此处创建的路由为testing-default.<rio domain>。Rio将始终使用命名空间资源,因此在这种情况下,主机名测试已在默认命名空间中进行了命名。要在其他命名空间中创建路由器,请将-n &lt;namespace>传递给rio命令:
rio -n <namespace> route add ...


基于路径的路由

为了定义一个基于路径的路由,当调用rio route add时,指定一个主机名加上一个路径。这可以是新路由器,也可以是现有路由器。
$ rio route add testing/old to demo-service@v1


以上命令可以创建一个基于路径的路由,它会在https://testing-default.<rio-domain>/old接收流量,并且转发流量到demo-service@v1服务。

标头和基于方法的路由

Rio支持基于HTTP标头和HTTP verbs的值做出的路由策略。如果你想要创建基于特定标头路由的规则,请在rio route add命令中指定标头:
$ rio route add --header X-Header=SomeValue testing to demo-service


以上命令将创建一个路由规则,它可以使用一个X-Header的HTTP标头和SomeValue的值将流量转发到demo-service。类似地,你可以为HTTP方法定义规则:
$ rio route add --method POST testing to demo-service


故障注入

Rio路由有一项有趣的功能是能够将故障注入响应中。通过定义故障路由规则,你可以设置具有指定延迟和HTTP代码的失败流量百分比:
$ rio route add --fault-httpcode 502 --fault-delay-milli-seconds 1000 --fault-percentage 75 testing to demo-service


其他路由选项

Rio支持按照权重分配流量、为失败的请求重试逻辑、重定向到其他服务、定义超时以及添加重写规则。要查看这些选项,请参阅以下链接:

https://github.com/rancher/rio

自动构建

将git仓库传递给rio run将指示Rio在提交到受监控的branch(默认值:master)之后构建代码。对于Github仓库,你可以通过Github webhooks启动此功能。对于任何其他git repo,或者你不想使用webhooks,Rio都会提供一项“gitwatcher”服务,该服务会定期检查您的仓库中是否有更改。

Rio还可以根据受监控的branch的拉取请求构建代码。如果你想要进行配置,请将--build-pr传递到rio run。还有其他配置这一功能的选项,包括传递Dockerfile的名称、自定义构建的镜像名称以及将镜像推送到指定的镜像仓库。

堆栈和Riofile

Rio使用称为Riofile的docker-compose-style manifest定义资源
configs:
conf:
index.html: |-
  <!DOCTYPE html>
  <html>
  <body>

  <h1>Hello World</h1>

  </body>
  </html>
services:
nginx:
image: nginx
ports:
- 80/http
configs:
- conf/index.html:/usr/share/nginx/html/index.html


Riofile定义了一个简单的nginx Hello World网页所有必要的组件。通过rio up部署它,会创建一个Stack(堆栈),它是Riofile定义的资源的集合。

Riofile具有许多功能,例如观察Git库中的更改以及使用Golang模板进行模板化。

其他Rio组件

Rio还有许多功能,例如configs、secrets以及基于角色访问控制(RBAC)。详情可参阅:

https://rio.io/

Rio可视化

Rio Dashboard

Rio的beta版本包括了一个全新的仪表盘,使得Rio组件可视化。要访问此仪表盘,请执行命令:rio dashboard。在有GUI和默认浏览器的操作系统上,Rio将自动打开浏览器并加载仪表盘。



你可以使用仪表盘来创建和编辑堆栈、服务、路由等。此外,可以直接查看和编辑用于各种组件技术(Linkerd、gloo等)的对象,尽管不建议这样做。仪表盘目前处于开发的早期阶段,因此某些功能的可视化(如自动缩放和服务网格)尚不可用。

Linkerd

作为Rio的默认服务网格,Linked附带了一个仪表盘作为产品的一部分。该仪表盘可以通过执行rio linkerd来使用,它将代理本地本地主机流量到linkerd仪表盘(不会在外部公开)。与Rio仪表盘类似,有GUI和默认浏览器的操作系统上,Rio将自动打开浏览器并加载仪表盘:



Linkerd仪表盘显示了Rio集群的网格配置、流量和网格组件。Linkerd提供了Rio路由的某些功能组件,因此这些配置可能会显示在此仪表盘上。还有一些工具可用于测试和调试网格配置和流量。

结 论

Rio为用户提供许多功能,是一款强大的应用程序部署引擎。这些组件可以在部署应用程序时为开发人员提供强大的功能,使流程稳定而安全,同时轻松又有趣。在Rancher产品生态中,Rio提供了企业部署和管理应用程序和容器的强大功能。

如果你想了解Rio的更多信息,欢迎访问Rio主页或Github主页:

https://rio.io

https://github.com/rancher/rio

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