Deploys sem medo: Argo Rollouts, sua rede de proteção no Kubernetes

O Argo Rollouts é um poderoso controlador do Kubernetes com um conjunto de CRDs que amplia os recursos de deploy, incluindo blue-green, análise canary, experimentação e entrega progressiva no Kubernetes.

O Argo Rollouts pode ser integrado a ingress controllers e service meshes para deslocar o tráfego gradualmente para as novas versões durante uma atualização. Além disso, o Rollouts coleta e analisa métricas de diversos provedores para verificar KPIs essenciais e promover ou reverter automaticamente durante a atualização.

Assim como o objeto deployment, o controlador do Argo Rollouts gerencia a criação, o escalonamento e a exclusão de ReplicaSets. Esses ReplicaSets são definidos pelo campo spec.template dentro do recurso Rollout, que usa o mesmo template de pod do objeto deployment. O Argo Rollouts não oferece suporte a StatefulSet ou DaemonSet.

Quando o spec.template é alterado, isso sinaliza ao controlador do Argo Rollouts que um novo ReplicaSet será introduzido. O controlador usa a estratégia definida no campo spec.strategy para determinar como o rollout vai progredir do ReplicaSet antigo para o novo. Quando esse novo ReplicaSet sobe (e, opcionalmente, passa por uma Análise), o controlador o marca como "stable".

Você também pode usar spec.WorkoadRef para gerenciar deployments existentes no Argo Rollouts sem apagar a configuração atual.

Pré-requisitos

• Cluster Kubernetes no ar e kubectl instalado e configurado.
• Instale o plugin kubectl do Argo Rollouts na sua máquina.

Instalando o Argo Rollouts

• Rode os comandos abaixo para instalar o Argo Rollouts no cluster. Consulte a documentação oficial para mais opções.

kubectl create namespace argo-rollouts
kubectl apply -n argo-rollouts -f https://github.com/argoproj/argo-rollouts/releases/latest/download/install.yaml

Estratégia de deploy Blue-Green

Um deploy blue-green consiste em manter dois ambientes idênticos rodando ao mesmo tempo. Um deles, o ambiente blue, representa a produção atual; o outro, o ambiente green, traz a nova versão da aplicação que você quer publicar. Durante essa fase, apenas a versão antiga recebe tráfego de produção. Essa abordagem permite testar a nova versão antes de redirecionar o tráfego real para o novo ambiente.

representação visual do deploy blue-green

Vamos ver como usar o Argo Rollouts para a estratégia Blue-Green com um deploy simples.

• Faça o deploy de uma aplicação nginx de exemplo no cluster com o comando abaixo, que vai funcionar como ambiente blue.

kubectl create deployment nginx --image nginx:1.19.10 --replicas 2

Pods da aplicação de exemplo

• Crie dois services do Kubernetes para o deployment. Um para o ambiente atual (blue) e outro para o novo ambiente (green).

kubectl expose deployment nginx --name nginx-active --port 80 --target-port 80
kubectl expose deployment nginx --name nginx-preview --port 80 --target-port 80

Service e endpoints de exemplo

• Crie um recurso Argo Rollout com as configurações necessárias para a estratégia Blue-Green. Veja todas as opções na documentação oficial.

cat <<EOF | kubectl apply -f -
---
apiVersion: argoproj.io/v1alpha1
kind: Rollout
metadata:
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  strategy:
    blueGreen: #Indicates that the rollout should use the Blue-Green strategy
      activeService: nginx-active # Reference to service that the rollout modifies as the active service.
      previewService: nginx-preview # Name of the service that the rollout modifies as the preview service.
      previewReplicaCount: 1 #The number of replicas to run under the preview service before the switchover.
      # Indicates if the rollout should automatically promote the new ReplicaSet
      # to the active service or enter a paused state. If not specified, the
      # default value is true. +optional
      autoPromotionEnabled: false
  # WorkloadRef holds a references to a workload that provides Pod template
  workloadRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: nginx
EOF

• Confira o novo replicaset e a configuração do Argo Rollout, conforme mostrado abaixo.

Status de pods, replicasets e Argo Rollout

• Os pods gerenciados pelo replicaset inicial não são removidos automaticamente. O recomendado é zerar manualmente as réplicas do deployment, já que o Argo Rollout assume o gerenciamento. Rode o comando abaixo para escalar para zero os pods que ficaram fora do controle.

kubectl scale deployment nginx --replicas 0

• Vamos trocar a versão da imagem para latest, o que vai disparar uma nova revisão.

kubectl set image deployment/nginx nginx=nginx:latest

Status do deploy Blue-Green antes da promoção

• O ambiente Green já está pronto, e você pode usar o service nginx-preview para testar as mudanças sem afetar o tráfego real, atendido pelo service nginx-active.
• Você também pode usar o dashboard do Argo Rollout para acompanhar o status do rollout. Rode o comando abaixo para acessar o dashboard.

kubectl argo rollouts dashboard -n default

Status do rollout no dashboard do Argo Rollout

• Promova a nova versão para produção com o comando abaixo.

kubectl argo  rollouts promote nginx

Status do deploy Blue-Green após a promoção

Um deploy canary é uma implantação faseada que distribui o tráfego entre uma versão já no ar e uma nova versão, liberando-a aos poucos para um grupo de usuários antes de publicá-la por completo.

Ingress controllers e service meshes, como NGINX e Istio, permitem um traffic shaping mais avançado para canary, com divisão de tráfego refinada ou com base em headers HTTP, por exemplo.

representação visual do deploy canary

Vamos ver como usar o Argo Rollouts para o deploy Canary.

• Faça o deploy de uma aplicação de exemplo no cluster.

kubectl create deployment nginx-canary --image nginx:1.19.10 --replicas 5

• Crie um service do Kubernetes para o deployment. Diferente do deploy Blue-Green, o canary não exige dois services do Kubernetes para o mesmo deployment, já que os novos endpoints de pod vão sendo adicionados ao service conforme a porcentagem do Canary.

kubectl expose deployment nginx-canary --port 80 --target-port 80

Pods e service da aplicação de exemplo

• Crie um recurso Argo Rollout para a estratégia canary. Veja todas as opções na documentação oficial.

cat <<EOF | kubectl apply -f -
---
apiVersion: argoproj.io/v1alpha1
kind: Rollout
metadata:
  name: nginx-canary
spec:
  replicas: 5
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-canary
  workloadRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: nginx-canary
  strategy:
    canary: #Indicates that the rollout should use the Canary strategy
      maxSurge: "25%"
      maxUnavailable: 0
      steps:
      - setWeight: 10
      - pause:
          duration: 1h #Pause for 1 hour and wait promote to next canary stage
      - setWeight: 30
      - pause: {} # pause indefinitely and requires manual promote action
      - setWeight: 100
      - pause: {} # pause indefinitely and requires manual promote action
EOF

Status de pods, replicaset e Argo Rollout

• Como no deploy blue-green, é preciso zerar as réplicas do deployment atual para que o Argo Rollout consiga gerenciar todos os novos pods que fazem parte do novo replicaset.

kubectl scale deployment nginx-canary --replicas 0

• Vamos publicar uma nova versão da aplicação e acompanhar o deploy canary.

kubectl set image deployment/nginx-canary nginx=nginx:latest

Status inicial (10%) do deploy Canary

Status do rollout Canary no dashboard do Argo

• Promova manualmente o rollout para os próximos estágios canary.

kubectl argo rollouts promote nginx-canary

Status do rollout Canary em 30%

Status do rollout Canary no dashboard do Argo

Status do rollout Canary em 100%

Status do rollout Canary no dashboard do Argo

O Argo Rollout oferece um recurso de análise que permite definir e executar diversas verificações e testes na sua aplicação durante ou depois dos deploys, ajudando a validar a estabilidade e o desempenho da nova versão antes de promovê-la para 100% do tráfego de produção.