استراتژی‌های استقرار فرانت‌اند: مقایسه روش‌های آبی-سبز (Blue-Green) و قناری (Canary)

در دنیای پرشتاب توسعه وب، استقرار سریع و قابل اعتماد کدهای جدید فرانت‌اند برای حفظ مزیت رقابتی و ارائه تجربه کاربری یکپارچه، حیاتی است. روش‌های استقرار سنتی اغلب با قطعی سرویس (downtime) و اختلالات احتمالی همراه هستند که آن‌ها را برای اپلیکیشن‌های مدرن نامناسب می‌سازد. اینجاست که استراتژی‌های استقرار پیشرفته مانند آبی-سبز (Blue-Green) و قناری (Canary) وارد عمل می‌شوند. این تکنیک‌ها ریسک را به حداقل می‌رسانند، تکرار سریع را ممکن می‌سازند و امکان تست کامل در محیط‌های واقعی را فراهم می‌کنند. این راهنمای جامع به بررسی هر دو روش استقرار آبی-سبز و قناری، جزئیات مزایا، ملاحظات پیاده‌سازی و بهترین شیوه‌های آن‌ها می‌پردازد.

درک نیاز به استراتژی‌های استقرار پیشرفته

پیش از پرداختن به جزئیات استقرارهای آبی-سبز و قناری، درک چرایی نیاز به این استراتژی‌ها مهم است. روش‌های استقرار سنتی، مانند استقرارهای «انفجاری» (big bang)، شامل آفلاین کردن اپلیکیشن موجود، استقرار نسخه جدید و سپس آنلاین کردن مجدد اپلیکیشن است. این فرآیند می‌تواند منجر به قطعی قابل توجه سرویس شود که بر تجربه کاربری تأثیر می‌گذارد و به طور بالقوه باعث زیان‌های مالی می‌شود. علاوه بر این، اگر پس از استقرار نسخه جدید مشکلی پیش بیاید، بازگرداندن (rollback) به نسخه قبلی می‌تواند پیچیده و زمان‌بر باشد.

استراتژی‌های استقرار پیشرفته با فراهم کردن مکانیزم‌هایی برای استقرار کد جدید با حداقل قطعی سرویس و امکان انتشار و تست تدریجی، این چالش‌ها را برطرف می‌کنند. آن‌ها به تیم‌ها این امکان را می‌دهند که مشکلات را در مراحل اولیه شناسایی و رفع کنند و خطر تأثیرات گسترده را کاهش دهند.

استقرار آبی-سبز (Blue-Green)

استقرار آبی-سبز چیست؟

استقرار آبی-سبز شامل نگهداری دو محیط تولید یکسان است: یک محیط «آبی» که در حال حاضر فعال است و به ترافیک کاربران سرویس می‌دهد، و یک محیط «سبز» که نسخه جدید اپلیکیشن است و برای انتشار آماده می‌شود. هنگامی که محیط سبز به طور کامل تست و تأیید شد، ترافیک از محیط آبی به محیط سبز منتقل می‌شود. سپس محیط آبی به محیط آزمایشی (staging) برای انتشار بعدی تبدیل می‌شود.

این رویکرد چندین مزیت کلیدی دارد:

• قطعی سرویس صفر: جابجایی بین محیط‌ها تقریباً به صورت آنی انجام می‌شود و منجر به حداقل قطعی برای کاربران می‌گردد.
• بازگشت آنی: اگر پس از جابجایی هرگونه مشکلی شناسایی شود، ترافیک به راحتی می‌تواند به محیط آبی بازگردانده شود که یک مکانیزم بازگشت سریع و قابل اعتماد را فراهم می‌کند.
• تست ایزوله: محیط سبز یک فضای امن و ایزوله برای تست کد جدید بدون تأثیرگذاری بر کاربران فعال فراهم می‌کند.

پیاده‌سازی استقرار آبی-سبز

پیاده‌سازی استقرار آبی-سبز معمولاً شامل مراحل زیر است:

1. فراهم کردن دو محیط یکسان: دو محیط کاملاً یکسان، که اغلب «آبی» و «سبز» نامیده می‌شوند، ایجاد کنید. این محیط‌ها باید آینه‌ای از زیرساخت تولید، از جمله سرورها، پایگاه‌های داده و سایر وابستگی‌ها باشند.
2. استقرار نسخه جدید در محیط سبز: نسخه جدید اپلیکیشن فرانت‌اند را در محیط سبز مستقر کنید.
3. تست کامل محیط سبز: تست‌های جامع را بر روی محیط سبز انجام دهید، از جمله تست‌های واحد (unit tests)، تست‌های یکپارچه‌سازی (integration tests) و تست‌های پذیرش کاربر (UAT).
4. جابجایی ترافیک: پس از تأیید محیط سبز، ترافیک را از محیط آبی به محیط سبز منتقل کنید. این کار را می‌توان با استفاده از یک load balancer، سوئیچ DNS یا سایر ابزارهای مدیریت ترافیک انجام داد.
5. نظارت بر محیط سبز: پس از جابجایی، محیط سبز را از نزدیک برای هرگونه مشکل یا کاهش عملکرد نظارت کنید.
6. بازنشسته کردن محیط آبی (اختیاری): هنگامی که از پایداری محیط سبز اطمینان حاصل کردید، می‌توانید محیط آبی را بازنشسته کرده یا آن را به عنوان محیط آزمایشی برای انتشار بعدی استفاده کنید.

ملاحظات استقرار آبی-سبز

در حالی که استقرار آبی-سبز مزایای قابل توجهی دارد، ملاحظاتی نیز وجود دارد که باید در نظر داشت:

• هزینه‌های زیرساخت: نگهداری دو محیط تولید یکسان می‌تواند پرهزینه باشد، به خصوص برای اپلیکیشن‌های بزرگ و پیچیده.
• مهاجرت‌های پایگاه داده: مدیریت مهاجرت‌های پایگاه داده (database migrations) در استقرار آبی-سبز می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. اطمینان حاصل کنید که اسکیمای پایگاه داده بین دو محیط سازگار است و مهاجرت‌ها به گونه‌ای انجام می‌شوند که قطعی سرویس را به حداقل برسانند. تکنیک‌هایی مانند تغییرات اسکیمای آنلاین و فیچر فلگ‌ها می‌توانند مفید باشند.
• مدیریت نشست (Session): پیاده‌سازی مدیریت نشست مناسب برای اطمینان از اینکه کاربران در حین جابجایی بین محیط‌ها دچار اختلال نمی‌شوند، حیاتی است. استفاده از یک ذخیره‌گاه نشست مشترک یا نشست‌های چسبنده (sticky sessions) را برای حفظ نشست‌های کاربر در هر دو محیط در نظر بگیرید.
• همگام‌سازی داده‌ها: اگر اپلیکیشن به داده‌های لحظه‌ای متکی است، اطمینان حاصل کنید که داده‌ها بین دو محیط همگام‌سازی می‌شوند تا از عدم ثبات جلوگیری شود.

مثال: استقرار آبی-سبز با AWS

بیایید یک مثال عملی از پیاده‌سازی استقرار آبی-سبز با استفاده از Amazon Web Services (AWS) را در نظر بگیریم. این مثال از AWS Elastic Load Balancing (ELB) برای مدیریت ترافیک و AWS Elastic Beanstalk برای مدیریت محیط‌های اپلیکیشن استفاده می‌کند.

1. ایجاد دو محیط Elastic Beanstalk: دو محیط Elastic Beanstalk ایجاد کنید، یکی برای محیط «آبی» و دیگری برای محیط «سبز».
2. پیکربندی Load Balancer: ELB را برای مسیریابی ترافیک به محیط آبی پیکربندی کنید.
3. استقرار نسخه جدید در محیط سبز: نسخه جدید اپلیکیشن فرانت‌اند را در محیط سبز مستقر کنید.
4. تست محیط سبز: محیط سبز را به طور کامل تست کنید.
5. جابجایی ترافیک با استفاده از ELB: ELB را برای مسیریابی ترافیک به محیط سبز به‌روزرسانی کنید. این کار به سادگی با تغییر گروه هدف (target group) مرتبط با listener در ELB انجام می‌شود.
6. نظارت بر محیط سبز: محیط سبز را برای هرگونه مشکلی نظارت کنید.

انتشار قناری (Canary)

انتشار قناری چیست؟

انتشار قناری یک استراتژی استقرار است که شامل انتشار تدریجی نسخه جدید اپلیکیشن برای زیرمجموعه کوچکی از کاربران است. این کار به شما امکان می‌دهد تا تأثیر نسخه جدید را در یک محیط واقعی نظارت کنید بدون اینکه همه کاربران را در معرض مشکلات احتمالی قرار دهید. اگر انتشار قناری عملکرد خوبی داشته باشد، نسخه جدید به تدریج برای کاربران بیشتری منتشر می‌شود تا زمانی که به ۱۰۰٪ کاربران برسد.

نام «انتشار قناری» از رویه تاریخی معدنچیان زغال‌سنگ گرفته شده است که از قناری‌ها برای تشخیص گازهای خطرناک استفاده می‌کردند. اگر قناری می‌مرد، این نشان می‌داد که محیط برای انسان‌ها ناامن است.

انتشارهای قناری چندین مزیت دارند:

• کاهش ریسک: با انتشار نسخه جدید برای زیرمجموعه کوچکی از کاربران، ریسک تأثیرات گسترده به حداقل می‌رسد.
• تشخیص زودهنگام مشکلات: مشکلات می‌توانند در مراحل اولیه، پیش از اینکه تعداد زیادی از کاربران را تحت تأثیر قرار دهند، شناسایی و رفع شوند.
• تست در دنیای واقعی: انتشارهای قناری بینش‌های ارزشمندی در مورد نحوه عملکرد نسخه جدید در یک محیط واقعی، تحت بار و شرایط واقعی کاربران، ارائه می‌دهند.
• فرصت‌های تست A/B: انتشارهای قناری می‌توانند با تست A/B ترکیب شوند تا عملکرد نسخه جدید با نسخه موجود مقایسه شده و بازخورد کاربران جمع‌آوری شود.

پیاده‌سازی انتشار قناری

پیاده‌سازی یک انتشار قناری معمولاً شامل مراحل زیر است:

1. استقرار نسخه جدید در زیرمجموعه کوچکی از سرورها: نسخه جدید اپلیکیشن فرانت‌اند را در زیرمجموعه کوچکی از سرورها، که اغلب سرورهای «قناری» نامیده می‌شوند، مستقر کنید.
2. مسیریابی درصد کمی از ترافیک به سرورهای قناری: یک load balancer یا ابزار مدیریت ترافیک دیگر را برای مسیریابی درصد کمی از ترافیک کاربران به سرورهای قناری پیکربندی کنید. این درصد می‌تواند در صورت نیاز تنظیم شود.
3. نظارت بر سرورهای قناری: سرورهای قناری را از نزدیک برای هرگونه مشکل یا کاهش عملکرد نظارت کنید. به معیارهایی مانند نرخ خطا، زمان پاسخ و استفاده از منابع توجه کنید.
4. افزایش تدریجی ترافیک به سرورهای قناری: اگر انتشار قناری عملکرد خوبی داشت، به تدریج درصد ترافیک مسیریابی شده به سرورهای قناری را افزایش دهید.
5. انتشار برای کل کاربران: هنگامی که از پایداری نسخه جدید اطمینان حاصل کردید، آن را برای کل کاربران منتشر کنید.

ملاحظات انتشار قناری

در اینجا برخی از ملاحظات برای پیاده‌سازی انتشارهای قناری آورده شده است:

• مسیریابی ترافیک: مسیریابی دقیق و قابل اعتماد ترافیک برای انتشارهای قناری ضروری است. اطمینان حاصل کنید که load balancer یا ابزار مدیریت ترافیک شما می‌تواند ترافیک را بر اساس معیارهای از پیش تعریف شده، مانند مکان کاربر، نوع مرورگر یا شناسه کاربر، به دقت مسیریابی کند. فیچر فلگ‌ها نیز می‌توانند برای کنترل اینکه کدام کاربران نسخه جدید را می‌بینند، استفاده شوند.
• نظارت (Monitoring): نظارت جامع برای تشخیص و رفع مشکلات در طول انتشار قناری حیاتی است. هشدارها و داشبوردهایی را برای ردیابی معیارهای کلیدی و شناسایی هرگونه ناهنجاری تنظیم کنید.
• پایداری داده‌ها: اطمینان حاصل کنید که داده‌ها بین سرورهای قناری و سرورهای تولید پایدار هستند. این امر به ویژه اگر اپلیکیشن به پایگاه‌های داده مشترک یا سایر ذخیره‌گاه‌های داده متکی باشد، مهم است.
• مدیریت نشست: همانند استقرارهای آبی-سبز، مدیریت نشست مناسب برای اطمینان از تجربه کاربری یکپارچه مهم است.
• استراتژی بازگشت: یک استراتژی بازگشت واضح در صورت شناسایی مشکلات در طول انتشار قnاری داشته باشید. این ممکن است شامل بازگرداندن سرورهای قناری به نسخه قبلی یا مسیریابی تمام ترافیک به سرورهای تولید باشد.

مثال: انتشار قناری با Nginx

بیایید یک مثال از پیاده‌سازی انتشار قناری با استفاده از Nginx به عنوان پراکسی معکوس و load balancer را در نظر بگیریم.

1. پیکربندی بلوک‌های upstream در Nginx: دو بلوک upstream در پیکربندی Nginx خود تعریف کنید: یکی برای سرورهای تولید و دیگری برای سرورهای قناری.
2. استفاده از دستور `split_clients`: از دستور `split_clients` برای تعریف یک متغیر استفاده کنید که به طور تصادفی کاربران را بر اساس درصد از پیش تعیین شده به سرورهای تولید یا قناری اختصاص می‌دهد.
3. مسیریابی ترافیک بر اساس متغیر: از متغیر تعریف شده در دستور `split_clients` برای مسیریابی ترافیک به بلوک upstream مناسب استفاده کنید.
4. نظارت بر سرورهای قناری: سرورهای قناری را برای هرگونه مشکلی نظارت کنید.
5. تنظیم درصد در صورت نیاز: با پیشرفت انتشار، به تدریج درصد ترافیک مسیریابی شده به سرورهای قناری را افزایش دهید.

در اینجا یک قطعه کد ساده از پیکربندی Nginx آورده شده است:

http {
  upstream production {
    server production1.example.com;
    server production2.example.com;
  }

  upstream canary {
    server canary1.example.com;
  }

  split_clients $remote_addr $variant {
    80% production;
    20% canary;
  }

  server {
    location / {
      proxy_pass http://$variant;
    }
  }
}

آبی-سبز در مقابل قناری: کدام استراتژی برای شما مناسب است؟

هر دو روش انتشار آبی-سبز و قناری مزایای قابل توجهی برای استقرار فرانت‌اند دارند، اما برای سناریوهای متفاوتی مناسب هستند. در اینجا مقایسه‌ای برای کمک به شما در انتخاب استراتژی مناسب برای نیازهایتان ارائه شده است:

ویژگی	استقرار آبی-سبز	انتشار قناری
قطعی سرویس	قطعی سرویس صفر	قطعی سرویس حداقلی (برای کاربران تحت تأثیر)
بازگشت (Rollback)	بازگشت آنی	بازگشت تدریجی (با کاهش ترافیک به سرورهای قناری)
ریسک	ریسک کمتر (تست ایزوله)	ریسک متوسط (تست در دنیای واقعی با تأثیر محدود بر کاربران)
هزینه‌های زیرساخت	هزینه‌های بالاتر (نیاز به زیرساخت تکراری)	هزینه‌های کمتر (فقط به زیرمجموعه‌ای از سرورها برای استقرار قناری نیاز دارد)
پیچیدگی	پیچیدگی متوسط (نیاز به برنامه‌ریزی دقیق برای مهاجرت‌های پایگاه داده و مدیریت نشست)	پیچیدگی بالاتر (نیاز به مسیریابی ترافیک و نظارت پیشرفته)
مناسب برای	انتشارهای بزرگ، اپلیکیشن‌هایی که نیاز به قطعی سرویس صفر دارند، اپلیکیشن‌ها با مهاجرت‌های پیچیده پایگاه داده	انتشارهای کوچک، فیچر فلگ‌ها، تست A/B، اپلیکیشن‌هایی که مقداری قطعی سرویس برایشان قابل قبول است

چه زمانی آبی-سبز را انتخاب کنیم:

• زمانی که به استقرارهای با قطعی سرویس صفر نیاز دارید.
• زمانی که به مکانیزم بازگشت آنی نیاز دارید.
• زمانی که منابع کافی برای نگهداری دو محیط تولید یکسان را دارید.
• زمانی که در حال انجام انتشارهای بزرگ یا تغییرات قابل توجه در اپلیکیشن هستید.

چه زمانی قناری را انتخاب کنیم:

• زمانی که می‌خواهید ریسک تأثیرات گسترده از یک انتشار جدید را به حداقل برسانید.
• زمانی که می‌خواهید ویژگی‌های جدید را در یک محیط واقعی پیش از انتشار برای همه کاربران تست کنید.
• زمانی که می‌خواهید تست A/B را برای مقایسه عملکرد نسخه‌های مختلف اپلیکیشن انجام دهید.
• زمانی که منابع محدودی دارید و نمی‌توانید هزینه نگهداری دو محیط تولید یکسان را بپردازید.

بهترین شیوه‌ها برای استقرار فرانت‌اند

صرف نظر از اینکه کدام استراتژی استقرار را انتخاب می‌کنید، چندین بهترین شیوه وجود دارد که باید برای اطمینان از یک استقرار روان و موفق دنبال کنید:

• خودکارسازی فرآیند استقرار: کل فرآیند استقرار را با استفاده از ابزارهایی مانند Jenkins، GitLab CI، CircleCI یا Azure DevOps خودکار کنید. این کار ریسک خطای انسانی را کاهش می‌دهد و اطمینان می‌دهد که استقرارها سازگار و قابل تکرار هستند.
• پیاده‌سازی یکپارچه‌سازی مداوم و تحویل مداوم (CI/CD): CI/CD مجموعه‌ای از شیوه‌هاست که فرآیند ساخت، تست و استقرار نرم‌افزار را خودکار می‌کند. پیاده‌سازی CI/CD می‌تواند به طور قابل توجهی سرعت فرآیند استقرار را افزایش داده و کیفیت کد شما را بهبود بخشد.
• استفاده از کنترل نسخه: از یک سیستم کنترل نسخه مانند Git برای ردیابی تغییرات کد و همکاری با سایر توسعه‌دهندگان استفاده کنید.
• نوشتن تست‌های واحد (Unit Tests): برای تأیید عملکرد کد خود، تست‌های واحد بنویسید. این به شما کمک می‌کند تا خطاها را در مراحل اولیه شناسایی کرده و از رسیدن آن‌ها به محیط تولید جلوگیری کنید.
• انجام تست‌های یکپارچه‌سازی (Integration Tests): برای تأیید اینکه اجزای مختلف اپلیکیشن شما به درستی با هم کار می‌کنند، تست‌های یکپارچه‌سازی انجام دهید.
• نظارت بر اپلیکیشن خود: اپلیکیشن خود را به صورت لحظه‌ای نظارت کنید تا هرگونه مشکلی که ممکن است پیش بیاید را شناسایی و رفع کنید. از ابزارهای نظارتی مانند New Relic، Datadog یا Prometheus برای ردیابی معیارهای کلیدی و تنظیم هشدارها استفاده کنید.
• پیاده‌سازی فیچر فلگ‌ها (Feature Flags): از فیچر فلگ‌ها برای کنترل اینکه کدام کاربران به ویژگی‌های جدید دسترسی دارند، استفاده کنید. این به شما امکان می‌دهد تا ویژگی‌های جدید را به تدریج برای زیرمجموعه‌ای از کاربران منتشر کرده و پیش از انتشار برای همه، بازخورد جمع‌آوری کنید.
• مستندسازی فرآیند استقرار: فرآیند استقرار خود را به طور کامل مستند کنید. این کار درک و نگهداری فرآیند را برای سایر توسعه‌دهندگان آسان‌تر می‌کند.
• بررسی و بهبود منظم فرآیند استقرار: فرآیند استقرار خود را به طور منظم بررسی و بهبود دهید تا هرگونه ناکارآمدی را شناسایی و رفع کنید.

نتیجه‌گیری

انتشارهای آبی-سبز و قناری استراتژی‌های استقرار قدرتمندی هستند که می‌توانند به شما در تحویل سریع، قابل اعتماد و با حداقل ریسک کدهای جدید فرانت‌اند کمک کنند. با درک مزایا و ملاحظات هر استراتژی، می‌توانید رویکرد مناسب برای نیازهای خاص خود را انتخاب کرده و آن را به طور مؤثر پیاده‌سازی کنید. ترکیب این استراتژی‌ها با بهترین شیوه‌ها مانند خودکارسازی، CI/CD و نظارت جامع، فرآیند استقرار شما را بیشتر تقویت کرده و شما را قادر می‌سازد تا تجربه کاربری یکپارچه‌ای ارائه دهید.

به یاد داشته باشید که هنگام انتخاب یک استراتژی استقرار، نیازمندی‌های خاص اپلیکیشن، قابلیت‌های زیرساخت و تخصص تیم خود را در نظر بگیرید. رویکردهای مختلف را آزمایش کنید و فرآیند خود را به طور مداوم برای بهینه‌سازی سرعت، قابلیت اطمینان و رضایت کاربر اصلاح کنید. با داشتن استراتژی استقرار مناسب، می‌توانید با اطمینان ویژگی‌ها و به‌روزرسانی‌های جدید را منتشر کنید، با علم به اینکه ابزارها و فرآیندهای لازم برای به حداقل رساندن ریسک و اطمینان از یک انتقال روان برای کاربران خود در سراسر جهان را در اختیار دارید.