網際網路金融時代下，金融產品和服務模式不斷創新，金融系統容量需求急劇增長，為進一步滿足運維標準提公升工作的需求，提公升服務連續性水平。中國工商銀行（後簡稱工行）從 2014 年開始分布式架構轉型的技術預研工作，通過對開源微服務框架深入調研和技術選型後，確定了基於開源 dubbo 自主研發建設分布式服務平台，並結合金融場景，工行在 dubbo 基礎上對服務的註冊、發現等核心能力進行了三十餘項定製，以支援單註冊中心超 70 萬提供者的超大規模業務場景。分布式服務作為分布式體系的核心能力，助力工行應用架構向分布式、服務化轉型，承載未來開放平台核心銀行系統。
在分布式系統中，由於分布式全鏈路灰度發布因其鏈路複雜、技術門檻高、落地難度高逐漸成為金融科技實現全鏈路灰度發布的難點所在。工行在分布式系統建設方面一直走在同業前列，積極探索分布式全鏈路灰度發布，致力於解決分布式架構下跨應用、跨服務的全鏈路灰度發布能力。
灰度發布是業界一種規避發布風險的有效的手段，通常可以藍綠部署、滾動發布、灰度發布等幾種方式實現。
藍綠部署是指同時執行兩個版本的應用，如圖1所示，藍綠部署的時候，原有版本不停止服務，直接部署一套新版本，新版本正常執行後，再將流量切換到新版本。但是藍綠部署要求在公升級過程中，同時執行兩套程式，對硬體的要求就是日常所需的兩倍。
圖 1 藍綠部署
滾動公升級就是在公升級過程中，不是同時啟動所有新版本，是先啟動一台新版本，再停止一台老版本，以此類推，直到公升級完成。但是滾動公升級存在風險，在開始滾動公升級後，流量會直接流向已經啟動起來的新版本，但是新版本是不一定可用的，比如需要進一步的測試才能確認。那麼在滾動公升級期間，整個系統就處於非常不穩定的狀態，如果發現了問題，也比較難以確定是新版本還是老版本造成的問題。
圖 2 滾動發布
灰度發布即先啟動乙個新版本應用，但是並不直接將流量切過來，而是測試人員對新版本進行線上測試。如果沒有問題，那麼可以將少量的使用者流量匯入到新版本上，然後再對新版本做執行狀態觀察，收集各種執行時資料，如果此時對新舊版本做各種資料對比，就是所謂的 a/b 測試。當確認新版本執行良好後，再逐步將更多的流量匯入到新版本上，在此期間，還可以不斷地調整新舊兩個版本的執行的伺服器副本數量，以使得新版本能夠承受越來越大的流量壓力。直到將 100% 的流量都切換到新版本上，最後關閉剩下的老版本服務，完成灰度發布。如果在灰度發布過程中（灰度期）發現了新版本有問題，就應該立即將流量切回老版本上，這樣，就會將負面影響控制在最小範圍內。
圖 3 灰度發布
工行從 2015 年開啟了 it 架構轉型工程，分布式體系已覆蓋百餘個關鍵應用，已有上萬分布式服務節點，日均服務呼叫量超 60 億，交易峰值逾 10 萬 tps，實現了遠端主機效能容量的集群處理能力。截至 2019 年，工行各專案主要通過滾動公升級、藍綠發布、業務開關三種方式實施了灰度發布。
隨著 it 架構轉型，分布式體系支撐的服務的底層架構和平台系統日益複雜，生產執行不確定因素相較於主機明顯增加，這就對生產系統穩定執行提出了更高的要求。工行於 2020 年上半年已支援分布式全鏈路灰度發布方式，旨在複雜分布式場景中，針對行內重點產品線、重點應用、公共支撐平台，形成統一的灰度發布規範，為重點產品線提供了全鏈路灰度發布能力的技術支撐。
工行目前已有近 10 億賬戶，每日通過多種渠道處理近 2 億筆支付結算業務，對系統的高可用能力要求極高。面對不同產品線，迫切需要端到端的全鏈路灰度發布，來降低版本發布的風險。工行全鏈路灰度發布能力通過對業務流量進行染色，聯合軟負載均衡、閘道器、服務框架等多個元件，實現染色流量按標籤進行路由，支援跨應用、跨節點的全鏈路灰度路由能力，並建立灰度發布運維監控體系和管控機制。
圖 4 工行全鏈路灰度流程
全鏈路灰度發布採用標籤路由的方式，通過軟負載和服務框架識別染色流量中的標籤和灰度環境節點標籤，實現對應染色流量只在對應標籤的灰度環境中流轉。
軟負載通過識別流量中的灰度標籤，把灰度流量路由傳送至對應標籤的灰度環境，實現灰度流量的第一級分發。
圖 5 軟負載灰度路由
灰度請求流量流轉到業務層服務化節點後，後續流量就由服務框架代管，通過 rpc（dubbo）協議流轉，服務框架的標籤路由層會自動識別本次請求是否攜帶灰度流量標識，並篩選特定的灰度環境並**請求。
圖 6 服務框架灰度路由
在業務服務層，服務框架負責灰度標籤的傳遞。dubbo 提供了優雅的隱式引數機制，方便地傳遞上下游的一些標記和控制訊息，而實現對業務無感的能力。工行微服務框架在此機制上，將灰度標籤作為一隱式引數，在消費方發起請求切面中自動將該引數設定在請求中，使得灰度流量在鏈路傳遞過程中，其攜帶的灰度標識能被層層傳遞下去，實現全鏈路灰度發布能力。
圖 7 灰度標識透明傳遞
當鏈路中存在環節所有服務節點灰度標識均無法匹配灰度請求標識，則灰度請求在該環境通過正常節點處理，且保證灰度標識能繼續向下游傳遞。保障系統高可用能力，防止流量找不到對應標識節點而出現交易失敗的情況。
圖 8 灰度降級
目前工行已建設統一的全鏈路灰度發布標準，降低了各應用實現灰度發布的改造人力成本及灰度環境建設難度，提高了研發效率，最終實現跨應用、跨服務的一致性灰度發布能力。已在聚合支付業務線、手機銀行業務線等二十餘個應用實現了全鏈路灰度發布能力。
隨著工行 it 架構轉型的持續推進，工行將持續構建以主機和平台雙核心的金融資訊系統，保證金融服務的穩定執行，支撐高頻業務快速增長。以「開放性、高容量、易擴充套件、成本可控、安全穩定、便捷研發」為建設理念，在分布式全鏈路灰度發布領域積極推動技術創新、管控公升級，覆蓋銀行核心交易鏈路場景，持續完善全鏈路灰度發布模式，減少應用接入成本，提公升全鏈路灰度發布中各元件相容適配能力，以適應複雜的分布式金融交易場景，為智慧型銀行建設提供有力支撐。
分布式全鏈路灰度發布的探索與實踐
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