天津港智慧工作平臺灰度發布系統和流程設計

褚英雙 郭晶云

隨著港口信息化建設步入智慧港口建設的新階段，天津港智慧工作平臺逐漸融合多項港口運營相關業務，在滿足基礎辦公應用需求的同時，接入多個自建應用和第三方應用，從而對平臺運營升級的穩定性提出較高要求。此外，移動端應用軟件使用頻次的增加也使天津港智慧工作平臺在運營升級方面面臨新的挑戰。為了降低天津港智慧工作平臺運營升級風險，滿足港口全天候連續作業對平臺服務連續性和穩定性的要求，本文設計天津港智慧工作平臺灰度發布系統和流程，在原有的計算機端和移動端負載均衡架構的基礎上增加灰度服務器，為不同的升級類型和場景提供相應的發布策略，并配合服務器監控、日志分析和回滾策略，完成面向指定用戶群體的灰度發布過程。

1 港口企業信息系統灰度發布的必要性

灰度發布指面向一定范圍內的用戶群體發布系統新功能或修復系統問題，以確保系統升級發布過程的平滑性和穩定性，避免其對用戶體驗造成大范圍的負面影響?；叶劝l布適用于用戶規模大、影響范圍廣的場景，是互聯網企業普遍采用的系統升級發布方式。例如，今日頭條、滴滴出行等移動端應用軟件經常彈出的內測通知就是常見的灰度發布方式之一。

隨著應用軟件更新迭代的節奏加快以及用戶對系統時效性的要求提高，港口企業信息系統面臨的運營升級壓力逐步顯現。目前，港口企業信息系統大多沿用傳統的升級發布方式：首先，對發布前的新系統開展功能測試和回歸測試;然后，選擇用戶使用率最低的時段完成系統升級發布;最后，對發布后的新系統再次開展功能測試和回歸測試。上述系統升級發布方式存在以下問題：（1）在用戶規模較大的情況下，很難控制系統升級發布過程對用戶體驗造成的負面影響;（2）發布前的系統測試難以實現真正的用戶全覆蓋;（3）在發布前的系統測試過程中，為了擴大系統測試的用戶覆蓋面，需要投入更多的資源和時間，從而導致系統升級發布效率大大降低;（4）由于港口生產具有連續性，港口企業信息系統需要連續運行，即使在低用戶使用率的時段升級發布系統，也難免對港口生產造成一定影響，而且這種影響是不可控制的。鑒于傳統的系統升級發布方式難以適應港口生產特點，有必要對原有的天津港智慧工作平臺發布系統和流程實施改造，設計合理有效的企業級灰度發布系統和流程。

2 天津港智慧工作平臺灰度發布系統設計

2.1 計算機端負載均衡方案

2.1.1 硬件架構

在原有的計算機端負載均衡架構的基礎上增加灰度服務器，并在灰度服務器上部署與其他負載均衡服務器相同的應用服務。根據實際業務需求和灰度用戶數量，設置單臺或多臺灰度服務器，并根據灰度發布的實際影響范圍，選擇是否將灰度服務器掛載于負載均衡架構下。為了避免發生用戶跳轉的情況，在非灰度發布期間，不掛載灰度服務器。由于用戶在灰度服務器上的任何操作均為正式業務操作，需要將灰度服務器連接至數據庫服務器。

2.1.2 軟件方案

為了將灰度發布面向的用戶群體控制在指定范圍內，在天津港智慧工作平臺的用戶體系內創建灰度發布群組。灰度發布群組內的用戶通過正式登錄地址登錄系統，系統通過登錄接口判斷用戶為灰度用戶后，自動跳轉至灰度服務器所在的地址，從而在用戶無感知的情況下實現灰度發布。

標識灰度服務器和所有負載均衡服務器，并使標識與服務器的互聯網協議地址一一對應。用戶通過負載地址登錄至指定服務器后，系統需要作出以下判斷：一是獲取用戶信息，判斷用戶是否為灰度用戶;二是獲取本機服務器標識，判斷是否跳轉至相應的服務器。此時存在以下兩種情況。

（1）系統判斷當前用戶為灰度用戶，繼續獲取當前用戶登錄的服務器標識，并根據服務器標識判斷是否跳轉至相應的服務器：若登錄的服務器標識為灰度服務器，則不作處理;若登錄的服務器標識為非灰度服務器，則通過單點登錄方式跳轉至標識為灰度服務器的服務器。

（2）系統判斷當前用戶為非灰度用戶，繼續獲取當前用戶登錄的服務器標識，并根據服務器標識判斷是否跳轉至相應的服務器：若登錄的服務器標識為非灰度服務器，則不作處理;若登錄的服務器標識為灰度服務器，則通過隨機算法生成標識，并與負載均衡架構下的非灰度服務器標識相匹配，然后通過單點登錄方式跳轉至匹配標識所對應的非灰度服務器，從而確保登錄至灰度服務器的非灰度用戶能夠隨機分配至正式服務器，避免因非灰度用戶集中跳轉至單臺正式服務器而導致服務器壓力激增的情況。

2.2 移動端負載均衡方案

移動端服務系統架構由移動端應用軟件和移動端HTML5組成，在系統升級或功能上線時需要考慮兩種情況;因此，與計算機端負載均衡方案相比，移動端負載均衡方案更為復雜。

2.2.1 硬件架構

在原有的移動端負載均衡架構的基礎上，根據實際業務需求和灰度用戶數量，增設單臺或多臺灰度服務器?；叶确掌魈峁﹩为毜腍TML5接口，并向外部提供移動端應用軟件服務和HTML5服務，其中HTML5服務也對移動端負載均衡服務器上部署的應用軟件開放。

2.2.2 軟件方案

（1）移動端應用軟件更新 在移動端應用軟件更新場景下，采用客戶端版本推送技術，當灰度用戶使用移動端應用軟件時，向灰度用戶推送版本更新提醒。根據應用軟件更新的具體情況，內測推送可設定為強制更新或可選更新。移動端應用軟件更新涉及應用軟件后臺服務更新和應用軟件客戶端更新：在應用軟件后臺服務更新場景下，將新客戶端配置到移動端正式服務器;在應用軟件客戶端更新場景下，將新客戶端配置到移動端灰度服務器。由于客戶端更新可能涉及后臺服務器接口更新，在軟件設計上需要分兩步來滿足此類更新場景的灰度發布需求：第一步，將客戶端配置到移動端灰度服務器;第二步，將客戶端配置到移動端正式服務器。

（2）HTML5服務更新 為了滿足多應用軟件場景下的更新需求，采用HTML5多首頁技術，通過設置不同版本的HTML5首頁，分別為正式版本和灰度版本提供入口服務：正式版本首頁配置所有正式上線的應用軟件;灰度版本首頁僅配置更新或新上線的應用軟件，正式上線的應用軟件則配置正式版本入口?；叶扔脩舻卿浵到y后，系統自動加載灰度版本首頁;灰度測試完畢后，系統自動加載正式版本首頁。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造成的負面影響。

3 天津港智慧工作平臺灰度發布流程設計

天津港智慧工作平臺升級更新涉及計算機端新功能上線、計算機端多功能優化更新、移動端新功能上線、移動端多功能優化更新等多種場景。為了滿足不同場景下的系統升級需求，提升系統及其功能迭代升級的平滑性和穩定性，需要針對不同的升級類型和場景設計相應的灰度發布流程。

3.1 計算機端灰度發布流程

計算機端灰度發布通常涉及計算機端新功能上線以及與此相對應的移動端HTML5新功能上線。如果新功能影響的用戶數量較少，則將灰度發布范圍限定在指定用戶范圍內;如果新功能影響的用戶數量較多或對全體用戶都會產生影響，則根據影響程度設計相應的灰度發布階段。計算機端灰度發布流程如圖1所示，具體分為以下兩種情況。

（1）僅計算機端上線新功能而不涉及移動端，并且計算機端新功能上線不影響移動端HTML5功能使用。在這種情況下，只須針對新功能設計相應的灰度發布策略，通過灰度測試后，即可正式上線新功能。

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

3.2 移動端灰度發布流程

移動端灰度發布流程如圖2所示，具體分為以下兩種情況。

（1）移動端應用軟件更新 移動端應用軟件更新采用向灰度用戶推送版本更新提醒的方式，根據應用軟件更新的必要性及其對用戶的影響，可設定為強制更新或非強制更新。在移動端應用軟件的灰度發布流程中，需要確定是否涉及后臺服務器接口更新：如果不涉及后臺服務器接口更新，則只要選定灰度測試范圍，并根據應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;如果涉及后臺服務器接口更新，則需要先將待更新的應用軟件配置到灰度服務器，并在完成灰度測試后再次封裝應用軟件，將客戶端指向正式服務。

（2）移動端HTML5服務更新 移動端HTML5服務更新采用HTML5多首頁技術，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，配置待更新的應用軟件;正式版本首頁面向非灰度用戶，配置無須更新的應用軟件。這種灰度發布方式能夠應對港口生產中的大部分場景，并能降低對灰度用戶日常使用系統功能的負面影響。

3 天津港智慧工作平臺灰度發布范圍管理及過程管理

3.1 灰度發布范圍管理

灰度發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整體的影響等因素有關。

（1）對于面向全體用戶的通用功能，可采用分階段逐步擴大灰度發布范圍和隨機選擇灰度發布范圍兩種模式：前者的優點是便于控制影響范圍和收集用戶反饋;后者的優點是能夠從統計學的角度實現有效覆蓋，避免因灰度發布范圍選擇不當而導致結果偏差。

（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隨機選擇灰度發布范圍的模式。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 灰度發布過程管理

（1）服務器監控 在灰度測試過程中，需要加強對內存使用率、硬盤占用率、線程數量等服務器關鍵運行參數的實時監控，以便及時發現問題并解決問題。

（2）日志分析 日志分析有助于在用戶反饋問題時準確、高效地定位問題點。在灰度測試期間，可以調低灰度服務器的日志級別，以便獲取更多的運行期信息?；叶葴y試完畢后，需要對日志進行全面分析，形成灰度測試日志分析結論。

（3）回滾策略 科學有效的回滾策略有助于降低灰度發布過程中異常問題對用戶的影響。在灰度發布過程中，如果異常問題影響用戶正常使用系統功能并且無法立即修復，可以采取以下兩種處理方式：一種處理方式是根據實際發布內容和異常問題的實際影響選擇性回滾;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，適用于計算機端灰度測試和移動端HTML5灰度測試。

4 結束語

灰度發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用戶反饋完成優化和改進，從而避免功能上線后出現與用戶需求不匹配的情況，進而降低補丁升級頻率和系統運維壓力。實踐證明，天津港智慧工作平臺灰度發布系統和流程能夠有效降低信息系統迭代更新過程中可能出現的風險，提升功能上線的平滑性和穩定性，為港口全天候連續生產作業提供有力支撐。

（編輯：張敏 收稿日期：2020-11-13）