褚英雙 郭晶云

隨著港口信息化建設(shè)步入智慧港口建設(shè)的新階段，天津港智慧工作平臺(tái)逐漸融合多項(xiàng)港口運(yùn)營相關(guān)業(yè)務(wù)，在滿足基礎(chǔ)辦公應(yīng)用需求的同時(shí)，接入多個(gè)自建應(yīng)用和第三方應(yīng)用，從而對平臺(tái)運(yùn)營升級的穩(wěn)定性提出較高要求。此外，移動(dòng)端應(yīng)用軟件使用頻次的增加也使天津港智慧工作平臺(tái)在運(yùn)營升級方面面臨新的挑戰(zhàn)。為了降低天津港智慧工作平臺(tái)運(yùn)營升級風(fēng)險(xiǎn)，滿足港口全天候連續(xù)作業(yè)對平臺(tái)服務(wù)連續(xù)性和穩(wěn)定性的要求，本文設(shè)計(jì)天津港智慧工作平臺(tái)灰度發(fā)布系統(tǒng)和流程，在原有的計(jì)算機(jī)端和移動(dòng)端負(fù)載均衡架構(gòu)的基礎(chǔ)上增加灰度服務(wù)器，為不同的升級類型和場景提供相應(yīng)的發(fā)布策略，并配合服務(wù)器監(jiān)控、日志分析和回滾策略，完成面向指定用戶群體的灰度發(fā)布過程。

1 港口企業(yè)信息系統(tǒng)灰度發(fā)布的必要性

灰度發(fā)布指面向一定范圍內(nèi)的用戶群體發(fā)布系統(tǒng)新功能或修復(fù)系統(tǒng)問題，以確保系統(tǒng)升級發(fā)布過程的平滑性和穩(wěn)定性，避免其對用戶體驗(yàn)造成大范圍的負(fù)面影響。灰度發(fā)布適用于用戶規(guī)模大、影響范圍廣的場景，是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)普遍采用的系統(tǒng)升級發(fā)布方式。例如，今日頭條、滴滴出行等移動(dòng)端應(yīng)用軟件經(jīng)常彈出的內(nèi)測通知就是常見的灰度發(fā)布方式之一。

隨著應(yīng)用軟件更新迭代的節(jié)奏加快以及用戶對系統(tǒng)時(shí)效性的要求提高，港口企業(yè)信息系統(tǒng)面臨的運(yùn)營升級壓力逐步顯現(xiàn)。目前，港口企業(yè)信息系統(tǒng)大多沿用傳統(tǒng)的升級發(fā)布方式：首先，對發(fā)布前的新系統(tǒng)開展功能測試和回歸測試;然后，選擇用戶使用率最低的時(shí)段完成系統(tǒng)升級發(fā)布;最后，對發(fā)布后的新系統(tǒng)再次開展功能測試和回歸測試。上述系統(tǒng)升級發(fā)布方式存在以下問題：（1）在用戶規(guī)模較大的情況下，很難控制系統(tǒng)升級發(fā)布過程對用戶體驗(yàn)造成的負(fù)面影響;（2）發(fā)布前的系統(tǒng)測試難以實(shí)現(xiàn)真正的用戶全覆蓋;（3）在發(fā)布前的系統(tǒng)測試過程中，為了擴(kuò)大系統(tǒng)測試的用戶覆蓋面，需要投入更多的資源和時(shí)間，從而導(dǎo)致系統(tǒng)升級發(fā)布效率大大降低;（4）由于港口生產(chǎn)具有連續(xù)性，港口企業(yè)信息系統(tǒng)需要連續(xù)運(yùn)行，即使在低用戶使用率的時(shí)段升級發(fā)布系統(tǒng)，也難免對港口生產(chǎn)造成一定影響，而且這種影響是不可控制的。鑒于傳統(tǒng)的系統(tǒng)升級發(fā)布方式難以適應(yīng)港口生產(chǎn)特點(diǎn)，有必要對原有的天津港智慧工作平臺(tái)發(fā)布系統(tǒng)和流程實(shí)施改造，設(shè)計(jì)合理有效的企業(yè)級灰度發(fā)布系統(tǒng)和流程。

2 天津港智慧工作平臺(tái)灰度發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 計(jì)算機(jī)端負(fù)載均衡方案

2.1.1 硬件架構(gòu)

在原有的計(jì)算機(jī)端負(fù)載均衡架構(gòu)的基礎(chǔ)上增加灰度服務(wù)器，并在灰度服務(wù)器上部署與其他負(fù)載均衡服務(wù)器相同的應(yīng)用服務(wù)。根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求和灰度用戶數(shù)量，設(shè)置單臺(tái)或多臺(tái)灰度服務(wù)器，并根據(jù)灰度發(fā)布的實(shí)際影響范圍，選擇是否將灰度服務(wù)器掛載于負(fù)載均衡架構(gòu)下。為了避免發(fā)生用戶跳轉(zhuǎn)的情況，在非灰度發(fā)布期間，不掛載灰度服務(wù)器。由于用戶在灰度服務(wù)器上的任何操作均為正式業(yè)務(wù)操作，需要將灰度服務(wù)器連接至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

2.1.2 軟件方案

為了將灰度發(fā)布面向的用戶群體控制在指定范圍內(nèi)，在天津港智慧工作平臺(tái)的用戶體系內(nèi)創(chuàng)建灰度發(fā)布群組。灰度發(fā)布群組內(nèi)的用戶通過正式登錄地址登錄系統(tǒng)，系統(tǒng)通過登錄接口判斷用戶為灰度用戶后，自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至灰度服務(wù)器所在的地址，從而在用戶無感知的情況下實(shí)現(xiàn)灰度發(fā)布。

標(biāo)識(shí)灰度服務(wù)器和所有負(fù)載均衡服務(wù)器，并使標(biāo)識(shí)與服務(wù)器的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址一一對應(yīng)。用戶通過負(fù)載地址登錄至指定服務(wù)器后，系統(tǒng)需要作出以下判斷：一是獲取用戶信息，判斷用戶是否為灰度用戶;二是獲取本機(jī)服務(wù)器標(biāo)識(shí)，判斷是否跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的服務(wù)器。此時(shí)存在以下兩種情況。

（1）系統(tǒng)判斷當(dāng)前用戶為灰度用戶，繼續(xù)獲取當(dāng)前用戶登錄的服務(wù)器標(biāo)識(shí)，并根據(jù)服務(wù)器標(biāo)識(shí)判斷是否跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的服務(wù)器：若登錄的服務(wù)器標(biāo)識(shí)為灰度服務(wù)器，則不作處理;若登錄的服務(wù)器標(biāo)識(shí)為非灰度服務(wù)器，則通過單點(diǎn)登錄方式跳轉(zhuǎn)至標(biāo)識(shí)為灰度服務(wù)器的服務(wù)器。

（2）系統(tǒng)判斷當(dāng)前用戶為非灰度用戶，繼續(xù)獲取當(dāng)前用戶登錄的服務(wù)器標(biāo)識(shí)，并根據(jù)服務(wù)器標(biāo)識(shí)判斷是否跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的服務(wù)器：若登錄的服務(wù)器標(biāo)識(shí)為非灰度服務(wù)器，則不作處理;若登錄的服務(wù)器標(biāo)識(shí)為灰度服務(wù)器，則通過隨機(jī)算法生成標(biāo)識(shí)，并與負(fù)載均衡架構(gòu)下的非灰度服務(wù)器標(biāo)識(shí)相匹配，然后通過單點(diǎn)登錄方式跳轉(zhuǎn)至匹配標(biāo)識(shí)所對應(yīng)的非灰度服務(wù)器，從而確保登錄至灰度服務(wù)器的非灰度用戶能夠隨機(jī)分配至正式服務(wù)器，避免因非灰度用戶集中跳轉(zhuǎn)至單臺(tái)正式服務(wù)器而導(dǎo)致服務(wù)器壓力激增的情況。

2.2 移動(dòng)端負(fù)載均衡方案

移動(dòng)端服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)由移動(dòng)端應(yīng)用軟件和移動(dòng)端HTML5組成，在系統(tǒng)升級或功能上線時(shí)需要考慮兩種情況;因此，與計(jì)算機(jī)端負(fù)載均衡方案相比，移動(dòng)端負(fù)載均衡方案更為復(fù)雜。

2.2.1 硬件架構(gòu)

在原有的移動(dòng)端負(fù)載均衡架構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求和灰度用戶數(shù)量，增設(shè)單臺(tái)或多臺(tái)灰度服務(wù)器?；叶确?wù)器提供單獨(dú)的HTML5接口，并向外部提供移動(dòng)端應(yīng)用軟件服務(wù)和HTML5服務(wù)，其中HTML5服務(wù)也對移動(dòng)端負(fù)載均衡服務(wù)器上部署的應(yīng)用軟件開放。

2.2.2 軟件方案

（1）移動(dòng)端應(yīng)用軟件更新 在移動(dòng)端應(yīng)用軟件更新場景下，采用客戶端版本推送技術(shù)，當(dāng)灰度用戶使用移動(dòng)端應(yīng)用軟件時(shí)，向灰度用戶推送版本更新提醒。根據(jù)應(yīng)用軟件更新的具體情況，內(nèi)測推送可設(shè)定為強(qiáng)制更新或可選更新。移動(dòng)端應(yīng)用軟件更新涉及應(yīng)用軟件后臺(tái)服務(wù)更新和應(yīng)用軟件客戶端更新：在應(yīng)用軟件后臺(tái)服務(wù)更新場景下，將新客戶端配置到移動(dòng)端正式服務(wù)器;在應(yīng)用軟件客戶端更新場景下，將新客戶端配置到移動(dòng)端灰度服務(wù)器。由于客戶端更新可能涉及后臺(tái)服務(wù)器接口更新，在軟件設(shè)計(jì)上需要分兩步來滿足此類更新場景的灰度發(fā)布需求：第一步，將客戶端配置到移動(dòng)端灰度服務(wù)器;第二步，將客戶端配置到移動(dòng)端正式服務(wù)器。

（2）HTML5服務(wù)更新 為了滿足多應(yīng)用軟件場景下的更新需求，采用HTML5多首頁技術(shù)，通過設(shè)置不同版本的HTML5首頁，分別為正式版本和灰度版本提供入口服務(wù)：正式版本首頁配置所有正式上線的應(yīng)用軟件;灰度版本首頁僅配置更新或新上線的應(yīng)用軟件，正式上線的應(yīng)用軟件則配置正式版本入口?；叶扔脩舻卿浵到y(tǒng)后，系統(tǒng)自動(dòng)加載灰度版本首頁;灰度測試完畢后，系統(tǒng)自動(dòng)加載正式版本首頁。該方案能夠在用戶無感知的情況下完成灰度測試，從而降低灰度版本首頁對用戶體驗(yàn)造成的負(fù)面影響。

3 天津港智慧工作平臺(tái)灰度發(fā)布流程設(shè)計(jì)

天津港智慧工作平臺(tái)升級更新涉及計(jì)算機(jī)端新功能上線、計(jì)算機(jī)端多功能優(yōu)化更新、移動(dòng)端新功能上線、移動(dòng)端多功能優(yōu)化更新等多種場景。為了滿足不同場景下的系統(tǒng)升級需求，提升系統(tǒng)及其功能迭代升級的平滑性和穩(wěn)定性，需要針對不同的升級類型和場景設(shè)計(jì)相應(yīng)的灰度發(fā)布流程。

3.1 計(jì)算機(jī)端灰度發(fā)布流程

計(jì)算機(jī)端灰度發(fā)布通常涉及計(jì)算機(jī)端新功能上線以及與此相對應(yīng)的移動(dòng)端HTML5新功能上線。如果新功能影響的用戶數(shù)量較少，則將灰度發(fā)布范圍限定在指定用戶范圍內(nèi);如果新功能影響的用戶數(shù)量較多或?qū)θw用戶都會(huì)產(chǎn)生影響，則根據(jù)影響程度設(shè)計(jì)相應(yīng)的灰度發(fā)布階段。計(jì)算機(jī)端灰度發(fā)布流程如圖1所示，具體分為以下兩種情況。

（1）僅計(jì)算機(jī)端上線新功能而不涉及移動(dòng)端，并且計(jì)算機(jī)端新功能上線不影響移動(dòng)端HTML5功能使用。在這種情況下，只須針對新功能設(shè)計(jì)相應(yīng)的灰度發(fā)布策略，通過灰度測試后，即可正式上線新功能。

（2）計(jì)算機(jī)端新功能與移動(dòng)端相關(guān)功能同步上線，或計(jì)算機(jī)端新功能上線影響移動(dòng)端HTML5功能使用。在這種情況下，需要將計(jì)算機(jī)端待更新內(nèi)容和移動(dòng)端待更新內(nèi)容分別發(fā)布至計(jì)算機(jī)端灰度服務(wù)器和移動(dòng)端灰度服務(wù)器，并使移動(dòng)端灰度服務(wù)器與計(jì)算機(jī)端灰度服務(wù)器對接，從而確保功能升級對非灰度用戶隔離，并實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)端與移動(dòng)端灰度用戶范圍一致。此類型升級需要增加放量次數(shù)，以降低問題暴露在更多用戶面前的概率。

3.2 移動(dòng)端灰度發(fā)布流程

移動(dòng)端灰度發(fā)布流程如圖2所示，具體分為以下兩種情況。

（1）移動(dòng)端應(yīng)用軟件更新 移動(dòng)端應(yīng)用軟件更新采用向灰度用戶推送版本更新提醒的方式，根據(jù)應(yīng)用軟件更新的必要性及其對用戶的影響，可設(shè)定為強(qiáng)制更新或非強(qiáng)制更新。在移動(dòng)端應(yīng)用軟件的灰度發(fā)布流程中，需要確定是否涉及后臺(tái)服務(wù)器接口更新：如果不涉及后臺(tái)服務(wù)器接口更新，則只要選定灰度測試范圍，并根據(jù)應(yīng)用軟件更新的影響范圍，將版本更新提醒分階段放量推送至灰度用戶即可;如果涉及后臺(tái)服務(wù)器接口更新，則需要先將待更新的應(yīng)用軟件配置到灰度服務(wù)器，并在完成灰度測試后再次封裝應(yīng)用軟件，將客戶端指向正式服務(wù)。

（2）移動(dòng)端HTML5服務(wù)更新 移動(dòng)端HTML5服務(wù)更新采用HTML5多首頁技術(shù)，為不同的用戶群體提供不同版本的HTML5首頁：灰度版本首頁面向灰度用戶，配置待更新的應(yīng)用軟件;正式版本首頁面向非灰度用戶，配置無須更新的應(yīng)用軟件。這種灰度發(fā)布方式能夠應(yīng)對港口生產(chǎn)中的大部分場景，并能降低對灰度用戶日常使用系統(tǒng)功能的負(fù)面影響。

3 天津港智慧工作平臺(tái)灰度發(fā)布范圍管理及過程管理

3.1 灰度發(fā)布范圍管理

灰度發(fā)布范圍通常指灰度用戶范圍，其選擇與上線功能涉及的用戶群體及上線功能對系統(tǒng)整體的影響等因素有關(guān)。

（1）對于面向全體用戶的通用功能，可采用分階段逐步擴(kuò)大灰度發(fā)布范圍和隨機(jī)選擇灰度發(fā)布范圍兩種模式：前者的優(yōu)點(diǎn)是便于控制影響范圍和收集用戶反饋;后者的優(yōu)點(diǎn)是能夠從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度實(shí)現(xiàn)有效覆蓋，避免因灰度發(fā)布范圍選擇不當(dāng)而導(dǎo)致結(jié)果偏差。

（2）對于面向部分用戶的特定功能，可采用在使用此功能的用戶范圍內(nèi)隨機(jī)選擇灰度發(fā)布范圍的模式。需要注意的是：在這種情況下，有必要將不使用此功能的用戶也列入灰度發(fā)布范圍，以便測試新功能上線對原有功能的影響。

3.2 灰度發(fā)布過程管理

（1）服務(wù)器監(jiān)控 在灰度測試過程中，需要加強(qiáng)對內(nèi)存使用率、硬盤占用率、線程數(shù)量等服務(wù)器關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

（2）日志分析 日志分析有助于在用戶反饋問題時(shí)準(zhǔn)確、高效地定位問題點(diǎn)。在灰度測試期間，可以調(diào)低灰度服務(wù)器的日志級別，以便獲取更多的運(yùn)行期信息。灰度測試完畢后，需要對日志進(jìn)行全面分析，形成灰度測試日志分析結(jié)論。

（3）回滾策略 科學(xué)有效的回滾策略有助于降低灰度發(fā)布過程中異常問題對用戶的影響。在灰度發(fā)布過程中，如果異常問題影響用戶正常使用系統(tǒng)功能并且無法立即修復(fù)，可以采取以下兩種處理方式：一種處理方式是根據(jù)實(shí)際發(fā)布內(nèi)容和異常問題的實(shí)際影響選擇性回滾;另一種處理方式是取消灰度用戶，將灰度用戶指向正式服務(wù)，適用于計(jì)算機(jī)端灰度測試和移動(dòng)端HTML5灰度測試。

4 結(jié)束語

灰度發(fā)布的目的在于使用戶參與功能上線前的測試過程，并在功能上線前根據(jù)用戶反饋完成優(yōu)化和改進(jìn)，從而避免功能上線后出現(xiàn)與用戶需求不匹配的情況，進(jìn)而降低補(bǔ)丁升級頻率和系統(tǒng)運(yùn)維壓力。實(shí)踐證明，天津港智慧工作平臺(tái)灰度發(fā)布系統(tǒng)和流程能夠有效降低信息系統(tǒng)迭代更新過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，提升功能上線的平滑性和穩(wěn)定性，為港口全天候連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)提供有力支撐。

（編輯：張敏 收稿日期：2020-11-13）