前言
在传统的单体应用架构中，灰度发布相对简单。只需要在服务的网关侧即流量入口处进行分流即可实现。
然而，微服务架构引入了新的复杂性，服务之间的依赖关系错综复杂。
有时候，某个功能的发布可能依赖于多个服务，要求灰度流量在整个调用链中准确路由到灰度版本的服务。
传统的单个服务流量入口设置分流的做法无法满足这一需求。
为了解决微服务架构下的灰度发布问题，全链路灰度发布引入了泳道（Lane）的概念。
泳道将灰度视角从单个服务扩展到整个请求的调用链上，确保流量能够精确地在一组指定规则的服务之间流动，就像在预先设置好的泳道中一样。全链路灰度发布方案专为微服务架构设计，旨在应对微服务架构下的灰度发布挑战。
一、常见部署策略
CD的最终目的是将CI产出的构建产物部署到生产环境，在CD部署时采用不同部署策略，可以发现新功能的价值收益，降低软件发布风险。
想要做微服务全链路的流量控制，需要先把微服务按照一定的部署策略，将微服务架构部署出来 ；
1.蓝绿发布
蓝绿部署中，一共有2套完全独立、功能完善、且正在运行的系统：
- 一套是正在提供服务系统(也就是上面说的旧版)，标记为“绿色”；
- 一套是准备发布的系统，标记为“蓝色”；
不同的是系统版本和对外服务情况
- 蓝：老系统标记为绿色，对外提供服务
- 绿：新部署标记为蓝色，不对外提供服务
新部署的蓝色系统不对外提供服务，用来做什么？
用来做发布前测试，测试过程中发现任何问题，可以直接在蓝色系统上修改，不干扰用户正在使用的系统。
蓝色系统经过反复的测试、修改、验证，确定达到上线标准之后，直接将用户切换到蓝色系统, 切换后的一段时间内，依旧是蓝绿两套系统并存，但是用户访问的已经是蓝色系统。
这段时间内观察蓝色系统（新系统）工作状态，如果新部署的系统出现问题，直接一刀切换回绿色系统。
当确信对外提供服务的蓝色系统工作正常，不对外提供服务的绿色系统已经不再需要的时候，蓝色系统正式成为对外提供服务系统，成为新的绿色系统。
原先的绿色系统可以销毁，将资源释放出来，用于部署下一个蓝色系统。
2.A/B测试
A/B测试和蓝绿发布的区别之一是：A和B系统都对外提供服务，但是流量比例不一样；
- 蓝绿发布、滚动发布和金丝雀是发布策略，目标是确保新上线的系统稳定，关注的是新系统的BUG、隐患。
- A/B测试关注的是不同版本的服务的实际效果，譬如说转化率、订单情况等。
A/B测试时，线上同时运行多个版本的服务，但对于用户侧来说这些服务通常存在一些体验上的差异；
譬如说页面样式、颜色、操作流程不同。相关人员通过分析各个版本服务的实际效果，选出效果最好的版本。
3.灰度/金丝雀发布
灰度发布, 也叫金丝雀发布，是指在同1个系统内部划分为黑与白2个版本进行平滑过渡的一种发布方式，相较于蓝绿部署和A/B测试更节省服务器成本；
逐步切换：灰度发布可以保证整体系统的稳定，在初始灰度的时候就可以发现、调整问题，以保证其影响度，而我们平常所说的金丝雀部署也就是灰度发布的一种方式。
3.1.Service+Devployment实现金丝雀部署
1个service+2个Deployment可以实现金丝雀部署
1个Service路由流量到以下2个Deployment
# service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-app-service
spec:
selector:
app: my-app
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
type: LoadBalancer
稳定版本（假设为 v1）
# stable-deployment.yaml
apiVersion: v1
kind: Deployment
metadata:
name: my-app-v1
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: my-app
version: v1
template:
metadata:
labels:
app: my-app
version: v1
spec:
containers:
- name: my-app-container
image: my-app-image:v1
ports:
- containerPort: 80
另一个用于新版本（假设为 v2）：
# canary-deployment.yaml
apiVersion: v1
kind: Deployment
metadata:
name: my-app-v2
spec:
replicas: 0 # 初始时没有副本
selector:
matchLabels:
app: my-app
version: v2
template:
metadata:
labels:
app: my-app
version: v2
spec:
containers:
- name: my-app-container
image: my-app-image:v2
ports:
- containerPort: 80
不断地减少v1的副本数量，来增加v2的副本数量实现金丝雀发布；
二、微服务全链路流量控制
微服务架构确定之后，针对不同的微服务架构做全链路流量控制；
全链路灰度发布的核心在于流量泳道概念的实现，而泳道正如上文所说，是对满足指定规则的流量定下一个活动范围，它有以下两种实现思路：
1.微服务网关
在微服务网关侧：可以实现
- 用户流量染色
- 用户流量按百分比分
转发到后端微服务泳道；
流量染色
流量染色是指根据流量协议设置对应的流量染色规则，对指定的流量进行染色标记，并在整个调用链中携带该标记。
通过染色流量可以对特定的流量进行跟踪和路由，所以流量染色功能常被用于灰度发布的场景。
在MSE网关设置插件中心，开发钩子Golang插件，进行用户打标（流量染色）；
在MSE网关鉴权中心，设置鉴权的URL路径，开发对应服务；
根据自身业务需求，基于用户的HTTP请求内容，例如URL、请求体、IP归属地(地域)等信息，在HTTP请求Header中设置参数或者Cookie。
2.微服务泳道
微服务后端划分不通泳道，用于接收和路由来自微服务网关的不通流量；
微服务泳道可以根据微服务本身进行划分，也可以进行逻辑划分；
2.1.不分叉型微服务泳道
泳道实现的主要难点在于，流量在服务间调用的过程中如何路由到正确的服务版本，但有一个简单的实现思路可以规避这个问题：复制一个包含所有微服务的完整环境，将需要灰度的服务替换为灰度版本。然后只需要在两个环境的流量入口处通过网关对流量进行规则分流，由于两套环境间存在网络隔离，灰度环境天然成为了一个灰度流量泳道。
完全隔离的微服务泳道缺点
然而，对于服务数量较多的微服务项目来说，这种方法会浪费资源，因为在灰度环境中创建非灰度服务会消耗额外的资源。如果要同时灰度多个版本，就需要创建多套完整环境，进一步增加了资源的浪费。
2.2.分叉型微服务泳道
逻辑上隔离的微服务泳道，需要每个微服务节点，具备流量路由的功能；
想要每个微服务节点，具备流量路由功能，在不修改应用代码的前提下，可以借助服务网格技术实现，例如Istio和Envo。
若能赋予每个服务路由流量的能力，泳道的设置就可以共用正常服务从而充分利用资源，多版本的全链路灰度发布也可以同时在同1个环境中进行。
3.微服务泳道功能
无论是分叉型微服务泳道还是不分叉型微服务泳道，都需要具备以下能力；
- 微服务环境隔离
- 全链路流量路由
- 全链路数据透传
全链路流量路由
流量路由指的是服务本身发送流量时，可以根据指定规则将其路由到正确的目的地，例如带有灰度标的流量应该优先发往灰度版本的服务，全链路流量路由则要求每个服务都具备这种能力。
全链路流量路由目前有两种主流实现：
- 基于 Istio：采用 Istio 这个开源 Service Mesh 组件，通过在每个服务的容器中部署 Envoy 透明代理，拦截服务之间的网络通信并按指定规则转发，从而实现了全链路流量路由，无需对现有代码进行修改。
- 基于服务发现组件：通过支持为服务设置元数据的服务注册中心，如 Nacos，可以标记服务实例的特征，例如灰度版本。每个服务可以通过注册中心获取其他服务实例的版本信息，并通过修改代码逻辑或 Java Agent 实现流量路由。
全链路数据透传
为了实现全链路灰度发布，流量路由规则基于流量染色标记，因此需要将染色标记传递到整个请求链路中，即实现全链路数据透传能力。简单的数据透传可以基于原生的 HTTP Header、Query Parameters 等资源来实现，但在复杂的微服务场景下，应该使用 Tracing Baggage 机制。Tracing Baggage 是分布式链路跟踪工具提供的一种能力，可以携带用户自定义的键值对，主流的跟踪工具如 Skywalking 和 OpenTelemetry 都支持该功能。使用分布式链路追踪框架可以方便地进行日志记录和问题排查，特别适用于灰度发布场景下的需求。
三、微服务全链路流量控制实现方案
主要有 Istio、JavaAgent 等主流方案，基于流量路由的能力，ZadigX 提供了两套通用方案：
1.阿里云 MSE + ZadigX
阿里云 MSE 为 Java 应用提供了便捷实现全链路灰度的能力。MSE 微服务引擎是基于 Java Agent 实现的无侵入式企业生产级服务治理产品，不需要修改任何一行业务代码，即可拥有不限于全链路灰度的治理能力，并且支持近 5 年内所有的 Spring Boot、Spring Cloud 和 Dubbo。
使用 MSE 进行灰度发布的过程中，ZadigX 可以便捷得创建灰度环境和灰度 K8S 资源、结合发布工作流编排能力，自动为 K8S 资源设置 MSE 所需的资源标记，集成了 MSE API 降低重复工作量。
2.Istio+Distributed Tracing+ZadigX
Istio 可以无侵入得实现全链路流量路由能力，同时还可以设置基于比例、权重、HTTP Header 等条件的流量路由，但全链路数据透传需要服务本身实现，为此需要服务接入支持 Baggage 的分布式链路追踪框架，若还没接入则会涉及到一定的改造成本。
ZadigX 可以根据指定的灰度任务与灰度标记规则，结合发布工作流编排能力与环境的监测管理能力，自动创建 Istio VirtualService 与 DistinationRule 资源以实现相应的泳道，达到了让开发者轻松进行全链路灰度发布的效果。
