微服务架构离线交付

离线交付的痛点

在传统行业，如政府、能源、军工、公安、工业、交通等行业，为了防止数据泄露和运行安全考虑，一般情况下网络会采取内外网隔离的策略，以防范不必要的风险，毕竟在安全防护方面，网络物理隔离是网络安全防御最有效的手段，而网络隔离在软件交付过程中，对于外部软件开发厂商来说将会带来一系列的交付难题，也增加大量成本投入。例如：

环境网络限制，影响交付效率

在交付过程中不能方便查找资料，网络限制会影响协作工具的使用，有些客户环境甚至不能带手机，会影响解决问题的效率，环境越复杂影响越大；交付完成后，应用需要持续运维，保障运行稳定性和功能持续可用，在网络无法联通的情况下，出任何问题都需要安排人员现场支持，甚至需要安排人员长期驻场。

客户基础设施差异，需要适配过程

在私有化场景，不同客户的安装环境也不一样，有些使用物理服务器，有些使用虚拟机，不同的虚拟机厂商也有差异。操作系统也各有不同，例如常见的操作系统有CentOS/Debian/Ubuntu/Redhat，当前还有很多国产化操作系统。CPU架构也可能不同，有X86、ARM等；因此交付的应用需要很重的适配过程，要么在公司适配，要么在客户现场适配。由于环境差异很大，应用交付完需要完整测试和验证，需要大量的人力和时间投入；

交付人员的技术门槛高

交付人员需要懂底层硬件和网络、操作系统和系统运维，需要懂服务治理、高可用、安全、性能分析、备份恢复、交付开发等。

交付技术发展历程

交付技术大致有以下三个发展阶段：传统应用交付->云原生技术应用交付->面向未来的云原生应用模型交付。从传统软件包的交付模式，逐渐过渡到以 Docker、Kubernetes 为代表的云原生技术交付阶段。

而未来，一定是以应用为中心的交付模式，在应用级抽象和包装底层复杂的技术，使得应用模型跟底层基础设施完全解耦，根据对接和交付的基础设施不同，自动转换和适配，真正实现一次开发，处处自动化部署。

1. 传统应用交付

  • 二进制的可执行文件： java 的Jar，Linux 的可执行文件，windows的exe等。
  • 软件包： CentOS 使用 RPM 包，Debian 使用 DEB 包，Java Web 使用 WAR 包。

安装他们都需要先安装依赖的环境和基础软件，YUM 和DEB 有自己的管理依赖的软件源，但离线环境用不了，如果客户的操作系统不同，还需要另外想办法解决，运行这类服务为了解决启动和自动重启的问题，还需要通过 systemd 或 supervisor 的方式来管理。如果交付单体架构的应用传统应用交付方式还能胜任，但如果是复杂的微服务架构，传统应用交付方式将难以胜任。

在传统应用交付过程中，管理这些运行环境和操作系统差异是一个痛点，容器的出现解决了这个问题。

2. 云原生技术应用交付

云原生应用交付主要使用容器和 Kubernetes 相关技术。

Docker 镜像交付

Docker 将业务和依赖的库一起打包成 Docker 镜像，在这个镜像中包含所有环境和应用，这样就可以达成一处打包、到处使用，我们可以将该镜像在任何支持 Docker 的操作系统上运行。Docker 的特性的确解决了很多开发、交付以及其他许多问题，因此 Docker 容器概念迅速的被普及。

在微服务架构场景，需要多个服务或应用一起交付，服务之间有依赖，还有复杂的配置，Docker-Compose解决了这个问题。

Docker-Compose应用交付

docker-compose 将多个服务或应用使用 YAML 的方式管理，可以利用docker-compose命令安装部署和管理，对于一个微服务架构的应用，利用docker-compose命令就可以在任何操作系统实现一键安装和运行，当然前提是需要安装好Docker 和 docker-compose。

对于单机场景docker-compose可以适用，当应用需要高可用或多节点分布式部署，docker-compose就不能胜任，Kubernetes的出现解决了容器的高可用和分布式调度问题。

Kubernetes YAML应用交付

在 Kubernetes 中部署业务我们需要定义 Deployment Statefulset Service 等资源类型，通过调整副本的方式 Kubernetes 会自动调度到多个节点实现业务高可用，在交付时我们只需要将这些 YAML 资源和 Image 导出，在客户的 Kubernetes 环境中部署并交付给客户。这种交付方式需要客户环境有Kubernetes或在客户环境安装Kubernetes。

当我们将Kubernetes YAML交付很多客户的时候，就需要参数配置、版本管理和简单的安装和升级，Helm在Kubernetes YAML的基础上解决了上述问题。

Helm 应用交付

Helm 是 Kubernetes 资源的包管理器，它可以将一组资源定义成 Helm Chart 模版，提供了基于 Helm Chart 模块的安装和升级，安装时可以配置不同的参数。Helm 同样也是在 Kubernetes 交付中大多数人选择的工具。

Helm最大的问题是需要开发者学习容器和Kubernetes整个技术栈，而且客户环境必须要有Kubernetes，学习和使用的门槛太高。抽象的应用模型是一个解决方案。

3. 面向未来的云原生应用模型交付

应用模型强调以应用为中心的理念，让开发者专注在业务本身，在应用级抽象和包装底层复杂的技术，应用模型跟底层基础设施完全解耦，根据对接和交付的基础设施不同，自动转换和适配，真正实现一次开发，处处自动化部署。

基于OAM的KubeVela应用交付

OAM（Open Application Model） 是一个描述应用的标准规范。有了这个规范，应用描述就可以彻底与基础设施部署和管理应用的细节分开。通过将应用定义与集群的运维能力分离，可以让应用开发者更专注于应用本身，而不是”应用部署在哪“这样的运维细节。KubeVela基于OAM实现了应用跨云、跨环境持续交付。当前KubeVela对离线场景的应用交付支持较弱。

基于RAM的Rainbond应用交付

Rainbond 是一个云原生应用多云管理平台，Rainbond 遵循以应用为中心的核心理念，统一封装容器、Kubernetes 等复杂技术，将 Kubernetes 资源统一抽象成 RAM（Rainbond Application Model）应用模型，使用户能非常简单的使用 Kubernetes，降低用户使用的门槛，使用户专注于应用开发、应用交付和应用运维。

在对于离线交付场景，Rainbond基于RAM可以导出三种离线交付包：

  • Rainbond应用模版包，其中包含了复杂微服务架构交付的所有要素，支持升级和回滚，但要求客户环境安装Kubernetes和Rainbond；
  • 非容器的软件包，非容器包按照传统应用交付方式打包，但易用性更好，包中包含了环境依赖，并采用静态编译，适合大多数操作系统，使用 Systemd 管理；
  • Docker-Compose离线包，支持在标准Docker Compose 环境一键启动和管理；

使用 Rainbond 实现微服务架构的离线交付

使用 Rainbond 交付流程如下图所示，当在开发环境开发好不同的微服务架构应用后，经过完整测试验证功能没有问题后。即可以应用模版的形式一键发布至本地应用市场，形成 1.0 版本。接下来可以将其导出完整的 Rainbond 应用模版包。其中包含了复杂微服务架构交付的所有要素。

接下来在客户环境一键导入该应用模版包，通过一键安装即可完成交付。当在客户环境出现问题时，还可以在开发环境修改后，发布 1.1 版本。重复以上流程，用户即可完成应用的一键升级。后续也可以基于该应用模版实现整个应用的回滚。

offline-delivery

操作步骤

准备工作

  1. 拥有两套 Rainbond 集群，模拟开发环境及交付环境(开发环境为在线环境，交付环境为离线环境)。

  2. 开发环境安装，参考快速安装，交付环境安装，参考离线安装。

  3. 在开发环境已有正常运行的应用，可参考快速入门。

制作应用模版

  1. 在应用拓扑图页面左侧，选择 发布->发布到组件库， 即可进入模版设置页面。各个参数详细说明参考附录1: 模版设置页面参数说明

  2. 新建一个应用模版，可选择发布范围为企业，设定好发布的版本，点击提交，接下来将会同步所有组件的镜像，推送到本地镜像仓库中。同步完成后，点击确认发布，即发布完成。接下来在 平台管理->应用市场->本地组件库，即可看到发布好的应用模版。

微服务架构离线交付 - 图2警告

注：仅有企业管理员可以看到平台管理按钮。

导出应用模版

  1. 平台管理->应用市场->本地组件库中，在刚刚发布完成的应用模版最右侧，选择导出应用模版，你可以选择需要导出的版本，和导出哪种类型的包。这里我们选择应用模型规范，点击导出。这个包将包含应用完整的运维特性，用于持续交付和升级。

  2. 导出完成后，将应用模版下载到本地，保存至U盘/光盘等移动存储设备中，带到离线交付环境中去。

离线环境中交付应用

  1. 在已经部署好 Rainbond 的离线环境中，我们先打开平台管理->应用市场，选择离线导入，上传刚刚下载好的应用模版。上传完成后，点击确认导入。

  2. 等待导入完成后，会自动跳转回应用市场。在导入完成的应用模版后，点击安装，即可一键部署该业务系统，该环境业务运行环境与开发环境完全一致，到此完成离线环境下的软件交付。