3. 蓝绿发布实战：基于 Kubernetes Service 与 Ingress 实现蓝绿环境切换

蓝绿发布是一种零停机部署策略，通过维护两套完全独立的生产环境（蓝环境与绿环境），实现流量瞬间切换与快速回滚。本章将基于 Kubernetes 原生 Service 与 Ingress 资源，手把手构建完整的蓝绿发布流程，涵盖环境准备、流量切换、验证与回滚。

3.1 蓝绿发布核心概念与架构

蓝绿发布的核心思想是：在同一集群中同时运行两个版本的应用实例，通过控制前端流量入口（Service/Ingress）的标签选择器，将用户流量瞬间从旧版本切换到新版本。

3.2 环境准备：部署蓝绿两套 Deployment

首先创建两个 Deployment，分别代表蓝环境（v1）和绿环境（v2）。关键区别在于 labels 和容器镜像版本。

3.2.1 蓝环境 Deployment（v1）

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: app-blue
  labels:
    app: myapp
    version: v1
    environment: blue
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
        version: v1
        environment: blue
    spec:
      containers:
      - name: app
        image: myapp:1.0.0
        ports:
        - containerPort: 8080
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /health
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 10

3.2.2 绿环境 Deployment（v2）

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: app-green
  labels:
    app: myapp
    version: v2
    environment: green
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
      version: v2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
        version: v2
        environment: green
    spec:
      containers:
      - name: app
        image: myapp:2.0.0
        ports:
        - containerPort: 8080
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /health
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 10

3.3 创建共享 Service 实现流量切换

蓝绿发布的核心是 一个 Service 对应两个环境，通过修改 selector 中的 version 标签值来切换流量。

3.3.1 初始 Service（指向蓝环境 v1）

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: app-svc
spec:
  selector:
    app: myapp
    version: v1    # 初始指向蓝环境
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080

3.3.2 流量切换操作（指向绿环境 v2）

执行以下命令，将 Service 的 selector 从 version: v1 改为 version: v2：

kubectl patch svc app-svc -p '{"spec":{"selector":{"version":"v2"}}}'

验证切换是否成功：

# 查看 Service 端点是否已切换到 v2 Pod
kubectl get endpoints app-svc

# 通过 Service IP 访问测试
kubectl run test-pod --image=busybox -it --rm -- wget -qO- http://app-svc

3.4 使用 Ingress 实现精细化流量路由

当需要更复杂的路由规则（如按 Header、权重比例）时，使用 Ingress 资源替代 Service 直接暴露。通过修改 Ingress 的 backend 指向不同版本的 Service，实现流量切换。

3.4.1 创建两个版本独立的 Service

# 蓝环境 Service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: app-svc-blue
spec:
  selector:
    app: myapp
    version: v1
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080

---
# 绿环境 Service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: app-svc-green
spec:
  selector:
    app: myapp
    version: v2
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080

3.4.2 Ingress 配置（初始指向蓝环境）

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: app-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: myapp.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: app-svc-blue    # 初始指向蓝环境
            port:
              number: 80

3.4.3 切换 Ingress 到绿环境

kubectl patch ingress app-ingress --type='json' \
  -p='[{"op": "replace", "path": "/spec/rules/0/http/paths/0/backend/service/name", "value": "app-svc-green"}]'

3.5 回滚策略：快速切回蓝环境

当绿环境出现问题时，回滚操作只需将流量切回蓝环境。回滚速度取决于 DNS 传播和 Ingress 控制器生效时间，通常在秒级完成。

3.6 完整发布与回滚脚本示例

以下是一个自动化蓝绿发布脚本的核心逻辑，包含部署、验证、切换和回滚：

#!/bin/bash
# blue-green-deploy.sh

NAMESPACE="production"
APP="myapp"
VERSION="v2"

echo "=== 步骤 1: 部署绿环境 ==="
kubectl apply -f app-green.yaml -n $NAMESPACE

echo "=== 步骤 2: 等待绿环境就绪 ==="
kubectl rollout status deployment/app-green -n $NAMESPACE --timeout=120s

echo "=== 步骤 3: 验证绿环境健康 ==="
GREEN_POD=$(kubectl get pod -l version=v2 -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')
kubectl exec $GREEN_POD -n $NAMESPACE -- curl -s http://localhost:8080/health
if [ $? -ne 0 ]; then
  echo "绿环境健康检查失败，触发回滚"
  exit 1
fi

echo "=== 步骤 4: 切换流量到绿环境 ==="
kubectl patch svc app-svc -n $NAMESPACE -p '{"spec":{"selector":{"version":"v2"}}}'

echo "=== 步骤 5: 验证生产流量 ==="
sleep 5
kubectl run test-$VERSION --image=busybox -it --rm -- wget -qO- http://app-svc.$NAMESPACE.svc.cluster.local

echo "=== 发布成功，保留蓝环境用于回滚 ==="

3.7 蓝绿发布 vs 滚动更新对比