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