Rio手把手教學：如何打造容器化應用程序的一站式部署體驗

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11月19日，業界應用最為廣泛的Kubernetes管理平台創建者Rancher Labs（以下簡稱Rancher）宣布Rio發布了beta版本，這是基於Kubernetes的應用程序部署引擎。它於今年5月份推出，現在最新的版本是v0.6.0。Rio結合了多種雲原生技術，從而簡化了將代碼從測試環境發布到生產環境的流程，同時保證了強大而安全的代碼體驗。

什麼是Rio？

下圖是Rio的架構：

Rio採用了諸如Kubernetes、knative、linkerd、cert-manager、buildkit以及gloo等技術，並將它們結合起來為用戶提供一個完整的應用程序部署環境。

Rio具有以下功能：

  1. 從源代碼構建代碼，並將其部署到Kubernetes集群

  2. 自動為應用程序創建DNS記錄，並使用Let’s Encrypt的TLS證書保護這些端點

  3. 基於QPS以及工作負載的指標自動擴縮容

  4. 支持金絲雀發布、藍綠髮布以及A/B部署

  5. 支持通過服務網格路由流量

  6. 支持縮容至零的serverless工作負載

  7. Git觸發的部署

Rancher的產品生態

Rio屬於Rancher整套產品生態的一部分，這些產品支持從操作系統到應用程序的應用程序部署和容器運維。當Rio和諸如Rancher 2.3、k3s和RKE等產品結合使用時，企業可以獲得完整的部署和管理應用程序及容器的體驗。

深入了解Rio

要了解Rio如何實現上述功能，我們來深入了解一些概念以及工作原理。

安裝Rio

前期準備

  • Kubernetes版本在1.15以上的Kubernetes集群

  • 為集群配置的kubeconfig（即上下文是你希望將Rio安裝到的集群）

  • 在$PATH中安裝的Rio CLI工具，可參閱以下鏈接，了解如何安裝CLI：
    https://github.com/rancher/rio/blob/master/README.md

安裝

使用安裝好的Rio CLI工具，調用rio install。你可能需要考慮以下情況：

ip-address：節點的IP地址的逗號分隔列表。你可以在以下情況使用：

  • 你不使用（或不能使用）layer-4的負載均衡器

  • 你的節點IP不是你希望流量到達的IP地址（例如，你使用有公共IP的EC2實例）

服 務

在Rio中，service是一個基本的執行單位。從Git倉庫或容器鏡像實例化之後，一個service由單個容器以及服務網格的關聯sidecar組成（默認啟用）。例如，運行使用Golang構建的一個簡單的“hello world”應用程序。

rio run https://github.com/ebauman/rio-demo

或者運行容器鏡像版本：

rio run ebauman/demo-rio:v1

還有其他選項也可以傳遞給rio run，如需要公開的任意端口（-p 80:8080/http），或者自動擴縮的配置（--scale 1-10）。你可以通過這一命令rio help run，查看所有可傳遞的選項。

想要查看你正在運行的服務，請執行rio ps：

$ rio ps
NAME            IMAGE                               ENDPOINT
demo-service    default-demo-service-4dqdw:61825    https://demo-service...

每次你運行一個新的服務，Rio將會為這一服務生成一個全局性的端點：

$ rio endpoints
NAME           ENDPOINTS
demo-service   https://demo-service-default.op0kj0.on-rio.io:30282

請注意，此端點不包括版本——它指向由一個common name標識的服務，並且流量根據服務的權重進行路由。

自動DNS&TLS

默認情況下，所有Rio集群都將為自己創建一個on-rio.io主機名，並以隨機字符串開頭（如lkjsdf.on-rio.io）。該域名成為通配符域名，它的記錄解析到集群的網關。如果使用NodePort服務，則該網關可以是layer-4負載均衡器，或者是節點本身。

除了創建這個通配符域名，Rio還會使用Let’s Encrypt為這個域名生成一個通配符證書。這會允許自動加密任何HTTP工作負載，而無需用戶進行配置。要啟動此功能，請傳遞-p參數，將http指定為協議，例如：

rio run -p 80:8080/http ...

自動擴縮容

Rio可以根據每秒所查詢到的指標自動擴縮服務。為了啟用這一特性，傳遞--scale 1-10作為參數到rio run，例如：

rio run -p 80:8080/http -n demo-service --scale 1-10 ebauman/rio-demo:v1

執行這個命令將會構建ebauman/rio-demo並且部署它。如果我們使用一個工具來添加負載到端點，我們就能夠觀察到自動擴縮容。為了證明這一點，我們需要使用HTTP端點（而不是HTTPS），因為我們使用的工具不支持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除了端點之外還會显示其他信息，但我們目前所需要的是端點信息。使用HTTP端點以及HTTP基準測試工具rakyll / hey，我們可以添加綜合負載：

hey -n 10000 http://demo-service-v0-default.op0kj0.on-rio.io:31976

這將會發送10000個請求到HTTP端點，Rio將會提高QPS並適當擴大規模，執行另一個rio ps將會展示已經擴大的規模：

$ rio ps
NAME            ...     SCALE       WEIGHT
demo-service    ...     2/5 (40%)   100%

分階段發布、金絲雀部署以及權重

注意

對於每個服務，都會創建一個全局端點，該端點將根據基礎服務的權重路由流量。

Rio可以先交付新的服務版本，然後再推廣到生產環境。分階段發布一個新的版本十分簡單：

rio stage --image ebauman/rio-demo:v2 demo-service v2

這一命令使用版本v2，分階段發布demo-service的新版本，並且使用容器鏡像ebauman/rio-demo:v2。我們通過執行rio ps這一命令，可以看到新階段的發布：

$ 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%

請注意，新服務的端點具有v2的新增功能，因此即使權重設置為0%，訪問此端點仍將帶你進入服務的v2。這可以讓你能夠在向其發送流量之前驗證服務的運行情況。

說到發送流量：

$ 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，我們現在將發送我們5%的流量（從全局的服務端點）到新版本。當我們覺得demo-service的v2性能感到滿意之後，我們可以將其提升到100%：

$ rio promote --duration 60s demo-service@v2
demo-service@v2 promoted

超過60秒之後，我們的demo-service@v2服務將會逐漸提升到接收100%的流量。在這一過程中任意端點上，我們可以執行rio ps，並且查看進程：

$ 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可以根據主機名、路徑、方法、標頭和cookie的任意組合將流量路由到端點。Rio還支持鏡像流量、注入故障，配置retry邏輯和超時。

創建一個路由器

為了開始制定路由決策，我們必須首先創建一個路由器。路由器代表一個主機名和一組規則，這些規則確定發送到主機名的流量如何在Rio集群內進行路由。你想要要定義路由器，需要執行rio router add。例如，要創建一個在默認測試時接收流量並將其發送到demo-service的路由器，請使用以下命令：

rio route add testing to demo-service

這將創建以下路由器：

$ rio routers
NAME             URL                            OPTS    ACTION      TARGET
router/testing   https://testing-default.0pjk...        to          demo-service,port=80

發送到https://testing-default…的流量將通過端口80轉發到demo-service。

請注意，此處創建的路由為testing-default. 。Rio將始終使用命名空間資源，因此在這種情況下，主機名測試已在默認命名空間中進行了命名。要在其他命名空間中創建路由器，請將 -n <namespace>傳遞給rio命令： 

rio -n <namespace> route add ...

基於路徑的路由

為了定義一個基於路徑的路由，當調用rio route add時，指定一個主機名加上一個路徑。這可以是新路由器，也可以是現有路由器。

$ rio route add testing/old to demo-service@v1

以上命令可以創建一個基於路徑的路由，它會在https://testing-default. /old接收流量，並且轉發流量到 demo-service@v1服務。

標頭和基於方法的路由

Rio支持基於HTTP標頭和HTTP verbs的值做出的路由策略。如果你想要創建基於特定標頭路由的規則，請在rio route add命令中指定標頭：

$ rio route add --header X-Header=SomeValue testing to demo-service

以上命令將創建一個路由規則，它可以使用一個X-Header的HTTP標頭和SomeValue的值將流量轉發到demo-service。類似地，你可以為HTTP方法定義規則：

$ rio route add --method POST testing to demo-service

故障注入

Rio路由有一項有趣的功能是能夠將故障注入響應中。通過定義故障路由規則，你可以設置具有指定延遲和HTTP代碼的失敗流量百分比：

$ rio route add --fault-httpcode 502 --fault-delay-milli-seconds 1000 --fault-percentage 75 testing to demo-service

其他路由選項

Rio支持按照權重分配流量、為失敗的請求重試邏輯、重定向到其他服務、定義超時以及添加重寫規則。要查看這些選項，請參閱以下鏈接：

https://github.com/rancher/rio

自動構建

將git倉庫傳遞給rio run將指示Rio在提交到受監控的branch（默認值：master）之後構建代碼。對於Github倉庫，你可以通過Github webhooks啟動此功能。對於任何其他git repo，或者你不想使用webhooks，Rio都會提供一項“gitwatcher”服務，該服務會定期檢查您的倉庫中是否有更改。

Rio還可以根據受監控的branch的拉取請求構建代碼。如果你想要進行配置，請將--build-pr傳遞到rio run。還有其他配置這一功能的選項，包括傳遞Dockerfile的名稱、自定義構建的鏡像名稱以及將鏡像推送到指定的鏡像倉庫。

堆棧和Riofile

Rio使用稱為Riofile的docker-compose-style manifest定義資源

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定義了一個簡單的nginx Hello World網頁所有必要的組件。通過rio up部署它，會創建一個Stack（堆棧），它是Riofile定義的資源的集合。

Riofile具有許多功能，例如觀察Git庫中的更改以及使用Golang模板進行模板化。

其他Rio組件

Rio還有許多功能，例如configs、secrets以及基於角色訪問控制（RBAC）。詳情可參閱：

https://rio.io/

Rio可視化

Rio Dashboard

Rio的beta版本包括了一個全新的儀錶盤，使得Rio組件可視化。要訪問此儀錶盤，請執行命令：rio dashboard。在有GUI和默認瀏覽器的操作系統上，Rio將自動打開瀏覽器並加載儀錶盤。

你可以使用儀錶盤來創建和編輯堆棧、服務、路由等。此外，可以直接查看和編輯用於各種組件技術（Linkerd、gloo等）的對象，儘管不建議這樣做。儀錶盤目前處於開發的早期階段，因此某些功能的可視化（如自動縮放和服務網格）尚不可用。

Linkerd

作為Rio的默認服務網格，Linked附帶了一個儀錶盤作為產品的一部分。該儀錶盤可以通過執行rio linkerd來使用，它將代理本地本地主機流量到linkerd儀錶盤（不會在外部公開）。與Rio儀錶盤類似，有GUI和默認瀏覽器的操作系統上，Rio將自動打開瀏覽器並加載儀錶盤：

Linkerd儀錶盤显示了Rio集群的網格配置、流量和網格組件。Linkerd提供了Rio路由的某些功能組件，因此這些配置可能會显示在此儀錶盤上。還有一些工具可用於測試和調試網格配置和流量。

結 論

Rio為用戶提供許多功能，是一款強大的應用程序部署引擎。這些組件可以在部署應用程序時為開發人員提供強大的功能，使流程穩定而安全，同時輕鬆又有趣。在Rancher產品生態中，Rio提供了企業部署和管理應用程序和容器的強大功能。

如果你想了解Rio的更多信息，歡迎訪問Rio主頁或Github主頁：

https://rio.io

https://github.com/rancher/rio

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