研发运维一体化解决方案UAVStack升级系统设计
一、背景
作为微服务架构系统，UAVStack的主要服务组件包括：
- 中间件增强框架（英文名MonitorFramework，简称MOF探针）：部署在业务系统
- 监控代理程序 （英文名MonitorAgent，简称MA）：部署在业务系统
- 健康管理服务 （英文名HealthManager，简称HM）：部署在后台服务群
随着业务量的增长，部署在业务系统及后台的组件也会相应增加。当总量达到一定量级后，组件升级迭代的成本和效率都会面临很大挑战：
- 人工迭代：人工/时间成本高，错误率也高
对接发布系统：
- 优点：流程化、标准化
- 缺点：对接成本高，每次装卸组件都要一一对接。
因此，UAVStack基于自身特点开发了一套升级系统，实现了下列功能：
- 运维数据实时同步：确保组件基础信息的实效性及对称性
- 操作便捷：支持版本构建、信息查看、任务下发等
- 任务粒度清晰：提供任务详情、问题诊断、重试、历史留痕等功能
二、UAVStack升级系统架构图
- Apphub：前端应用，发起升级指令
- MA/HM：自带升级进程的组件。支持自升级，升级成功后自重启
- upgrade server（升级中心）：存放升级版本，提供下载功能
- upgrade client（升级进程）：执行具体升级任务
三、升级中心与升级进程
upgrade server升级中心
- 一个独立的HM组件
- Web端CRUD后台接口支撑，服务端
- 提供升级动作（action）入口，服务端
- 分配升级事件（event）
- 提供升级包下载能力，服务端
- 提供反馈入口，服务端
upgrade client升级进程
- 独立进程，脚本触发
- 升级动作，事件驱动
- 从接收参数中提取server地址
- 升级包下载，客户端
- 过程留痕、任务反馈，客户端
在分配event的同时，upgrade server升级中心会将详细的event信息一起发送给MA/HM。MA/HM接收到指令event后调用shell，拉起独立的进程upgrade client，同时附带详细的event信息。upgrade client作为独立进程完成对指定组件的升级。
upgrade server具备扩容能力，能够处理海量组件升级任务。当多个HM对同一个event做分配时，需要做特殊处理，保证event只会被派发一次。当多个作业人提交action时，若对同一个组件提交了多次不同的event事件，也需要做特殊处理，保证一个组件的event事件的单次完整性。
为降低代码复杂程度，提高功能可靠性，减少对第三方的依赖，同时考虑到action数据已经落地，最终决定通过存储实现event分配，即对存储并发下发修改指令，确保只有一条指令可以成功。而升级进程则通过文件锁保证了event事件的单次完整性。
四、升级过程
（状态机）
4.1 upgrade server通过event判断是否UAV自升级
1）UAV自升级：具备接收升级指令，自升级，自重启（HM、MA）
- upgrade server作为HM也可以被升级
2）第三方升级：不能接收升级指令，升级后不能自重启（MOF以及其他软件目录）
- 升级工作过程和原理与UAV自升级一致。
- 任何安装了MA的软件都可以使用升级功能
4.2 upgrade server分配任务
- NEW：action数据落地，解析event数据
ALLOCATION：扫描event数据，获取升级事件（发送修改指令占坑，标明当前HM负责的event）
- 成功获取的event放入队列，等待派送
- 队列消费：读取event信息，获取单次升级目标等信息；打包event信息，同时附加当前HM Server回调地址等；最后对指定升级目标发起升级指令。
4.3 upgrade client执行升级任务
基于业务代码实现事件驱动：每个处理过程被视为一个事件。升级成功后，将事件标识为成功；否则默认为失败。升级成功或失败都需要指定下一个动作，从而实现灵活处理并形成业务闭环。
- BEGIN （文件锁获取） >
BACKUP >
PACKAGE_DOWN_LOAD >
OVERRIDE_FILE >
STOP_UAV_PRO（UAV自升级）>
START_UAV_PRO（UAV自升级）>
END_ACTION（释放文件锁、现场清理、反馈回调）>
END
- 处理过程发生异常/错误：
OVERRIDE_FILE_CALLBACK（回刷备份文件）> END_ACTION （同理）>END
- 多次并发event事件：若无法获取文件锁，则进程执行失败，任务直接结束。文件锁释放后，方可继续处理event事件
4.4 upgrade client重启MA、HM
- 优先stop>start，停止不成功则kill pid
利用crontab启动应用进程，关键解决按原有启动参数启动
- MSCP程序启动时，会利用crontab的特性添加值守
- 基于liunx本身的命令，获取到进程pid即可完成以上操作
五、UAVStack升级系统亮点
5.1 运维数据实时同步
同步业务系统的节点信息与当前组件的版本信息时，往往主要依赖人工维护或相关发布系统。而UAVStack天然的实时画像数据则解决了运维信息同步不及时这一问题，不仅不再需要人为干预，还能支持运维信息自动发现。通过画像数据，可以实时查看组件部署情况。
5.2 操作便捷
不需要人为干预即可实现信息自动维护，支持实时过滤与查看、批量操作及任务下发。
5.3 任务粒度清晰
- 历史留痕
- 过程留痕
- 问题诊断、重试
六、总结
这套基于UAVStack自身特色的升级系统降低了运维成本、提升了迭代效率，单人迭代数十个组件迭代只需几分钟即可完成，已成功支持测试版本切换与迭代约400次，支持线上版本迭代约350次。
官方网站：https://uavorg.github.io/main/
开源地址：https://github.com/uavorg
作者：刘波安野
首发： UAVStack智能运维