Rancher - 管理內部及外部 (Azure) Docker Cluster 的好工具

Case #1: 選型轉換—以 Rancher 取代 Docker Cloud 降本並補強監控

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:團隊需要以圖形化方式管理多台 Docker 節點,快速佈署、擴縮與升級,同時能看到主機與容器的 CPU/RAM/Disk 使用率。原先評估使用 Docker Cloud,但遇到成本與監控不足的困擾,影響導入決策與持續擴展。

技術挑戰:需同時滿足多叢集管理、可視化監控、內建 LB 與零中斷升級,且控制成本;避免多套工具分散管理。

影響範圍:工具成本遞增、資源可視性不足導致容量規劃與故障診斷困難、上線與維運效率受限。

複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. Docker Cloud 價格結構:免費版僅支援 1 個節點,新增節點每月 USD$15,擴展成本上升。
  2. 監控面板不足:缺少 CPU/RAM/DISK 資源使用的儀表板,需另建監控堆疊。
  3. 多工具分裂:單一工具無法同時涵蓋 LB、升級與監控,導致維運流程斷裂。

深層原因:

  • 架構層面:托管服務功能偏重管理與部署,未整合完整可觀測性。
  • 技術層面:監控與事件流需額外代理與資料管線,平台未內建。
  • 流程層面:選型未平衡功能深度與成本預算,未建立統一管理面板。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:改採 Rancher 作為統一的容器管理平台,整合主機/容器監控、內建 LB、In-Service Upgrade 與多環境管理,透過自管模式避免節點授權費,滿足多叢集與可視化監控需求。

實施步驟:

  1. 選型與評估
    • 實作細節:對照需求清單(監控、LB、升級、成本),確認 Rancher 功能覆蓋。
    • 所需資源:需求矩陣、評估報告
    • 預估時間:4 小時
  2. 建置 Rancher Server
    • 實作細節:以 RancherOS 啟動 Docker,部署 rancher/server。
    • 所需資源:RancherOS、Docker Host
    • 預估時間:1 小時
  3. 驗證功能與遷移 PoC
    • 實作細節:建立 Stack、啟用 LB、測試升級,驗證監控面板與操作流。
    • 所需資源:Docker Compose、測試服務
    • 預估時間:4 小時

關鍵程式碼/設定:

# 啟動 Rancher Server(示意)
docker run -d --restart=unless-stopped -p 8080:8080 rancher/server:stable

# 節點成本對比(說明性)
# Docker Cloud: free 1 node; +USD$15/node/month thereafter
# Rancher: 自管節點,不收節點費(仍有雲端主機成本)

實際案例:作者由 Docker Cloud 過渡至 Rancher,理由為成本與監控能力,Rancher 內建主機與容器資源使用視覺化,並支援 LB 與就地升級。

實作環境:Rancher Server(Container)、RancherOS/Docker Engine、瀏覽器 UI

實測數據: 改善前:新增每節點 USD$15/月;缺少資源監控儀表板 改善後:自管節點 0 授權費;具主機與容器資源監控 改善幅度:節省授權費;監控能力由無到有

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 容器平台選型權衡(功能/成本/維運)
  • 自管平台與托管服務的取捨
  • 監控能力對容量規劃與穩定性的影響

技能要求: 必備技能:Docker 基礎、容器管理面板操作 進階技能:平台遷移規劃、監控需求設計

延伸思考:

  • 中大型團隊如何分層管理與權限控管?
  • 自管平台的營運風險(升級、備援)如何控管?
  • 若導入混合雲,如何統一監控與告警?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:列出你團隊對容器平台的功能需求清單(30 分鐘) 進階練習:設計從 Docker Cloud 遷移到 Rancher 的 PoC 計畫(2 小時) 專案練習:完成一套 Rancher 平台落地(Dev/Prod 多環境、LB、升級)並出報告(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):多環境、LB、升級與監控皆可用 程式碼品質(30%):部署腳本清晰、版本標註明確 效能優化(20%):監控指標可用於容量規劃 創新性(10%):提出具體遷移與成本優化策略

Case #2: 使用 RancherOS 快速承載 Rancher Server(解決雞生蛋蛋生雞)

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:需要先部署 Rancher Server 來管理叢集,但 Rancher 本身是容器化服務,若為此另建完整 Linux 冗重且費時。希望用最小系統快速啟動 Docker 與 Rancher Server,降低維運開銷。

技術挑戰:在無既有 Docker Host 的情況下,以最小代價啟動穩定的容器管理平面。

影響範圍:部署速度、主機資源消耗、平台運作穩定性。

複雜度評級:低

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. Rancher Server 需運行在 Docker 上,形成部署前置依賴。
  2. 一般 Linux 發行版包含多餘服務,鏡像體積與攻擊面較大。
  3. 團隊希望縮短從零到可用的時間。

深層原因:

  • 架構層面:管理平面依賴容器執行環境。
  • 技術層面:作業系統與 Docker 整合程度影響穩定度與啟動時間。
  • 流程層面:若需安裝多套系統套件,流程繁瑣易錯。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:採用專為 Docker 最小化優化的 RancherOS 作為宿主系統;系統啟動後直接由 Docker 作為 PID 1 啟動,快速以容器方式部署 Rancher Server。

實施步驟:

  1. 安裝 RancherOS 至磁碟
    • 實作細節:照官方指引安裝,設定開機網路與 Docker。
    • 所需資源:RancherOS 映像、安裝手冊
    • 預估時間:30 分鐘
  2. 啟動 Rancher Server
    • 實作細節:以 Docker 執行 rancher/server 並對外開 8080。
    • 所需資源:Docker、網路連線
    • 預估時間:15 分鐘

關鍵程式碼/設定:

# 安裝完成後啟動 Rancher Server
docker run -d --restart=unless-stopped -p 8080:8080 --name rancher rancher/server:stable
# 預設管理介面 http://<ip>:8080

實際案例:作者以 RancherOS 作為最小宿主,部署 Rancher Server 後約 1–2 分鐘完成啟動,提供 Web 管理 UI。

實作環境:RancherOS、Rancher Server 容器、單一 VM

實測數據: 改善前:需安裝完整 Linux + Docker,步驟繁多 改善後:RancherOS 鏡像僅約 28MB,安裝簡單 改善幅度:部署步驟與 OS 體積顯著下降;啟動約 1–2 分鐘可用

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 最小化 OS 對容器平台的優勢
  • 容器化管理平面部署模式
  • 服務對外埠設定與持久化策略

技能要求: 必備技能:Linux/Docker 基礎、網路埠映射 進階技能:最小化系統硬化、主機生命週期管理

延伸思考:

  • 用通用 Linux 發行版部署的利弊?
  • 如何為管理平面做備援(多節點/快照)?
  • 嚴重故障時的快速重建流程?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:在 VM 安裝 RancherOS 並啟動 Rancher Server(30 分鐘) 進階練習:為 Rancher Server 配置持久化存儲與 SSL Proxy(2 小時) 專案練習:自動化安裝腳本(Cloud-Init/Ansible)批量部署(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):Rancher UI 可用、埠對外正確 程式碼品質(30%):啟動腳本穩定、參數清楚 效能優化(20%):啟動時間與資源占用合理 創新性(10%):最小化與備援策略設計

Case #3: Rancher Server 啟動慢與資源規劃

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:部署 Rancher Server 後,容器啟動需等待 1–2 分鐘才完全可用,團隊初次導入容易誤判為部署失敗,反覆重啟導致時間浪費與風險增加。

技術挑戰:明確規劃管理平面的主機資源與啟動觀察,避免誤操作。

影響範圍:部署效率、平台可用性、誤判與重試造成的不穩定。

複雜度評級:低

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. Rancher Server 內含多個以 Java 實作的元件,啟動較慢。
  2. 預設 VM 記憶體不足易造成初始化延遲。
  3. 缺乏啟動健康檢查與等待機制,導致人為重試。

深層原因:

  • 架構層面:管理平面本身即是複合性服務。
  • 技術層面:JVM 啟動與依賴載入時間無法忽略。
  • 流程層面:未建立標準啟動時間與健康檢查 SOP。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:按官方建議規劃至少 1GB、實務 2GB RAM 的 VM,建立啟動等待與健康檢查標準流程,避免無謂重啟。

實施步驟:

  1. 規格調整
    • 實作細節:將 Rancher Server VM RAM 設為 2GB,CPU 至少 1 vCPU。
    • 所需資源:虛擬化平台
    • 預估時間:15 分鐘
  2. 啟動 SOP
    • 實作細節:啟動後等待 1–2 分鐘,透過日誌或健康檢查 URL 確認可用。
    • 所需資源:日誌檢視、瀏覽器
    • 預估時間:15 分鐘

關鍵程式碼/設定:

# 觀察 Rancher Server 日誌直到服務就緒
docker logs -f rancher | sed -n '/Started.*Application/p'

# 健康檢查(示意)
curl -sSf http://<ip>:8080 | grep -i rancher

實際案例:作者調整 VM 至 2GB RAM 後,Rancher Server 啟動更穩定,1–2 分鐘可用。

實作環境:Rancher Server、單一 VM

實測數據: 改善前:1GB RAM 偶有延遲;易誤判反覆重啟 改善後:2GB RAM 啟動約 1–2 分鐘;穩定 改善幅度:誤操作下降;啟動時間可預期

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 管理平面資源規劃
  • 服務就緒檢查(logs/health)
  • 穩定性與配置關係

技能要求: 必備技能:Docker 日誌、基本監控 進階技能:啟動探針與自動重試策略

延伸思考:

  • 如何以 Liveness/Readiness Probe 自動化健康檢查?
  • 是否需多實例高可用?
  • 如何記錄標準啟動基準以利回歸?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:設定 2GB RAM 並測量啟動時間(30 分鐘) 進階練習:撰寫啟動檢查腳本並整合到 CI(2 小時) 專案練習:設計 HA 架構與自動故障切換(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):啟動 SOP 文件與腳本可用 程式碼品質(30%):檢查腳本健全 效能優化(20%):啟動延遲可控 創新性(10%):自動化與可視化儀表設計

Case #4: 啟用 Rancher Server 權限控管(預設無密碼的安全風險)

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:Rancher Server 預設可匿名存取,若直接曝露在內網或外網,恐有未授權操作風險;正式環境需落實存取控制與最小權限。

技術挑戰:以最小阻力導入存取控制,避免影響既有使用流。

影響範圍:平台安全、變更風險、審計追蹤。

複雜度評級:低

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 預設無密碼便於入門,但不適用正式環境。
  2. 無權限隔離時,任何人可操作環境、刪除資源。
  3. 未啟用審計與稽核,不利事後追蹤。

深層原因:

  • 架構層面:平台預設偏開發體驗。
  • 技術層面:未配置認證供應者(GitHub/AD 等)。
  • 流程層面:未建立存取群組與角色權限。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:啟用 Rancher 的 Access Control(如 GitHub/AD/OAuth 或本地帳號),配置團隊角色與環境隔離,限制對外曝露。

實施步驟:

  1. 啟用 Access Control
    • 實作細節:Admin > Access Control,選擇供應者,設定允許名單。
    • 所需資源:身分供應者憑證
    • 預估時間:30 分鐘
  2. 權限與環境隔離
    • 實作細節:建立使用者與角色,按 Environment 指派權限。
    • 所需資源:使用者清單、角色矩陣
    • 預估時間:1 小時

關鍵程式碼/設定:

Admin -> Access Control -> Enable
- Provider: GitHub / Local Auth / AD
- Allow List: <org/team/users>
- Roles: Owner / Member / ReadOnly

實際案例:作者提醒正式環境勿跳過帳號權限設定,避免未授權操作風險。

實作環境:Rancher Server UI、身分供應者

實測數據: 改善前:匿名可操作所有環境與資源 改善後:需登入並基於角色授權 改善幅度:風險顯著降低,具稽核追蹤

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 存取控制與最小權限原則
  • 環境級隔離與角色授權
  • 對外曝露面管理

技能要求: 必備技能:身分管理基礎、RBAC 概念 進階技能:審計/告警整合與密碼學基礎

延伸思考:

  • 如何與企業 AD/SSO 整合?
  • 對外介面是否需加上反向代理與 WAF?
  • 秘密管理(API Key)如何流通與輪替?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:啟用本地帳號並配置兩種角色(30 分鐘) 進階練習:整合 GitHub 團隊授權(2 小時) 專案練習:制定平台安全作業手冊與審計流程(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):Access Control 正確啟用 程式碼品質(30%):設定紀錄與備份清晰 效能優化(20%):登入體驗與可用性 創新性(10%):安全自動化與審計報表

Case #5: 多環境(Dev/Prod)集中管理與快速切換

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:同時營運內部開發與雲上正式環境,需在單一控制台中切換管理,降低誤操作與環境交叉影響,支援獨立擴縮與升級流程。

技術挑戰:多叢集隔離、權限分離與快速切換。

影響範圍:部署風險、維運效率、權限治理。

複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 開發與正式需求不同,需資源與權限隔離。
  2. 多平台(內部與 Azure)管理分散,切換成本高。
  3. 缺乏集中監控與策略一致性。

深層原因:

  • 架構層面:多叢集/多環境架構缺乏統一控制面。
  • 技術層面:環境設定與命名空間治理不足。
  • 流程層面:未建立環境切換與操作權限 SOP。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:在 Rancher 建立多個 Environment(如 Local Dev、Azure Prod),在單一 UI 內各自納管 Hosts/Stacks,並以右上角切換器快速切換;環境間完全隔離。

實施步驟:

  1. 建立 Environment
    • 實作細節:Environment > Manage > Add,選 Orchestration(Cattle)。
    • 所需資源:環境命名與用途定義
    • 預估時間:30 分鐘
  2. 各自加入 Hosts
    • 實作細節:在不同環境中分別加入本地與 Azure 節點。
    • 所需資源:主機或雲端帳號
    • 預估時間:1–2 小時

關鍵程式碼/設定:

Environment -> Manage Environments -> Add Environment
- Name: Local Dev / Azure Prod
- Orchestration: Cattle (default)
# 右上角 Environment 切換器快速切換視圖

實際案例:作者建立 Local 與 Azure 兩個環境,以單一 Rancher 管理,達成開發與正式分離。

實作環境:Rancher Server、內部 VM、Azure VM

實測數據: 改善前:多介面、多平台切換成本高 改善後:單一 UI 切換環境、隔離納管 改善幅度:操作一致性提升、誤操作風險降低

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 多環境管理模式與隔離邊界
  • Orchestration 選型與一致性
  • 權限與操作邏輯分區

技能要求: 必備技能:Rancher UI、節點管理 進階技能:環境即程式碼(IaC)與命名規範

延伸思考:

  • 如何為每個環境制定不同的擴縮與升級策略?
  • 日誌與監控是否要跨環境集中?
  • 多雲場景如何實作一致性治理?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:建立 Dev/Prod 兩個環境(30 分鐘) 進階練習:為兩環境分別加入 2 台主機(2 小時) 專案練習:在兩環境分別部署同一個 Stack 並比較差異(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):多環境可切換、主機納管成功 程式碼品質(30%):命名與標籤規範 效能優化(20%):切換與查找效率 創新性(10%):環境治理與自動化策略

Case #6: 以 Rancher Agent 將本地主機加入叢集

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:需將三台本地 VM(RancherOS)加入 Local 環境成為節點,讓平台統一部署與監控。手動逐台配置易錯且耗時。

技術挑戰:快速、安全地註冊主機並上報資源狀態。

影響範圍:叢集就緒時間、節點一致性與可觀測性。

複雜度評級:低

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 節點加入需發佈 Agent 與 Token/URL 綁定。
  2. 多台主機手工操作容易參數不一致。
  3. 缺乏節點標籤與環境歸屬管理。

深層原因:

  • 架構層面:主控端-代理端註冊模型。
  • 技術層面:網路/憑證/Token 的正確配置。
  • 流程層面:缺少註冊 SOP 與標籤策略。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:使用 Rancher UI 的 Add Host(Custom)給出的註冊命令,在主機上執行一次;3–5 分鐘內 Agent 完成註冊並回報資源監控。

實施步驟:

  1. 取得註冊命令
    • 實作細節:Infrastructure > Hosts > Add Host(Custom)複製命令。
    • 所需資源:Rancher UI、網路通
    • 預估時間:5 分鐘
  2. 主機執行註冊
    • 實作細節:貼上命令,待 Agent 完成上線。
    • 所需資源:Docker Engine、root 權限
    • 預估時間:每台 3–5 分鐘

關鍵程式碼/設定:

# 於 Host 上執行(命令由 UI 生成,以下為示意)
sudo docker run -e CATTLE_AGENT_IP=<HOST_IP> \
  -e CATTLE_HOST_LABELS='env=dev' \
  --privileged -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
  -v /var/lib/rancher:/var/lib/rancher \
  rancher/agent:vX.Y.Z http://<RANCHER_SERVER>:8080/v1/scripts/<TOKEN>

實際案例:作者將三台本地 VM 以 Agent 註冊,UI 中可見主機與容器資源使用。

實作環境:RancherOS、Rancher Agent、Local Environment

實測數據: 改善前:手工整備節點、監控未接入 改善後:3–5 分鐘/台完成註冊,監控到位 改善幅度:節點納管效率顯著提升

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 主控端/代理端註冊模型
  • 節點標籤策略
  • 節點監控資料上報

技能要求: 必備技能:Docker 操作、Linux 權限 進階技能:批次化節點註冊(Ansible/Shell)

延伸思考:

  • 大量節點如何批量註冊與標籤一致性?
  • 註冊 URL/Token 如何保密與輪替?
  • 節點淘汰的清理流程?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:註冊 1 台本地節點(30 分鐘) 進階練習:以腳本註冊 3 台節點並加上標籤(2 小時) 專案練習:撰寫 Ansible Role 自動註冊與驗證(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):節點成功上線且監控可見 程式碼品質(30%):註冊腳本穩定可重複 效能優化(20%):批量註冊耗時 創新性(10%):標籤與資源治理設計

Case #7: 透過 Rancher 一鍵在 Azure 佈署多台 Host

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:正式環境需在 Azure 部署多台 Docker Host;若逐台建立 VM、安裝 Docker、註冊 Agent,流程冗長。希望在單一畫面完成多台主機建立與註冊。

技術挑戰:整合雲端供應者憑證、批量建立主機、同步註冊到對應環境。

影響範圍:雲端成本、佈署時間、錯誤率。

複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 手動建立 VM 流程繁複且易錯。
  2. 缺乏與雲供應者 API 直接整合的自動化流程。
  3. 節點建立與平台註冊步驟分離。

深層原因:

  • 架構層面:缺少 IaaS API 與平台的直通整合。
  • 技術層面:認證、網路與機型規格組態需要自動化。
  • 流程層面:無單一入口完成「建立+註冊」。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:用 Rancher 的雲供應商整合,於 Infrastructure > Hosts > Add Host 選 Azure,輸入憑證、規格與台數,一次自動建立並註冊主機。

實施步驟:

  1. 設定 Azure 憑證
    • 實作細節:於 Rancher 填入 Subscription/Cert 等憑證資訊。
    • 所需資源:Azure 帳號與憑證
    • 預估時間:30 分鐘
  2. 選擇規格與建立
    • 實作細節:設定 VM 規格、數量與區域,按 Create 自動建立。
    • 所需資源:Azure 資源群組/網路
    • 預估時間:10–20 分鐘(取決於台數)

關鍵程式碼/設定:

Infrastructure -> Hosts -> Add Host -> Microsoft Azure
- Subscription/Credential
- Region/VM Size/Count/SSH Key
- Create
# 幾分鐘後節點自動出現在環境中

實際案例:作者在 Rancher UI 中配置 Azure 後,一鍵建立多台 Host,幾分鐘完成並出現在平台中。

實作環境:Rancher Server、Azure 訂閱

實測數據: 改善前:逐台建立、安裝、註冊 改善後:一鍵建立多台並自動註冊 改善幅度:佈署時間由數小時縮短至數分鐘等級(依台數)

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 雲供應者 API 整合
  • 憑證與金鑰管理
  • 批量資源佈署模式

技能要求: 必備技能:Azure 基礎、網路概念 進階技能:資源模板化與成本控管

延伸思考:

  • 如何與企業網路(VPN/ExpressRoute)整合?
  • 批量建立是否需加上標籤以利成本歸屬?
  • 銷毀與縮容策略?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:以 UI 佈署 1 台 Azure Host(30 分鐘) 進階練習:佈署 3 台並以標籤區分用途(2 小時) 專案練習:以 IaC(Bicep/Terraform)搭配 Rancher 完成端到端(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):主機可自動建立並註冊 程式碼品質(30%):憑證與設定安全妥當 效能優化(20%):佈署與回收時間 創新性(10%):成本與標籤治理

Case #8: Swarm 叢集無法匯入 Rancher 的限制與替代方案

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:Azure Container Service 可快速建立 Swarm Cluster,但 Rancher 當時版本無法「匯入」既有 Swarm 叢集,導致無法在單一平台管理。

技術挑戰:要在現有雲上 Swarm 與 Rancher 平台間建立管理一致性。

影響範圍:平台一致性、操作體驗、維運成本。

複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. Rancher 當時版本不支援匯入既有 Swarm Cluster。
  2. ACS 可一鍵建立 Swarm,但管理面與 Rancher 分離。
  3. 兩者整合路線仍在研發中。

深層原因:

  • 架構層面:異平台 Orchestrator 整合尚未完成。
  • 技術層面:API/狀態同步與權限模型差異。
  • 流程層面:平台選型與建立途徑不一致。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:短期在 Rancher 內建立與註冊節點管理叢集(避免分裂);關注官方匯入功能進展,或以單一平台維持一致性。

實施步驟:

  1. 暫定以 Rancher 建立節點
    • 實作細節:避免使用無法被匯入的外部 Swarm 作為主環境。
    • 所需資源:Rancher/雲端主機
    • 預估時間:依節點數
  2. 規劃未來匯入路線
    • 實作細節:留意官方公告,避免雙平台並行導致治理困難。
    • 所需資源:產品路線追蹤
    • 預估時間:持續

關鍵程式碼/設定:

# 官方說明摘要(引述)
"we are working with the Docker team ... a cluster can be created outside of Rancher and automatically imported ..."
# 暫行策略:於 Rancher 內建立與納管叢集,避免平行管理

實際案例:作者測試 ACS 建置 Swarm,因 Rancher 尚不支援匯入,暫不採用該路線。

實作環境:Azure Container Service、Rancher

實測數據: 改善前:Swarm 與 Rancher 分離管理 改善後:改以 Rancher 建立與納管 改善幅度:管理一致性提升、避免工具分裂

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 異平台整合限制辨識
  • 短中期替代架構策略
  • 選型風險控管

技能要求: 必備技能:基礎 Orchestrator 知識 進階技能:平台路線風險評估

延伸思考:

  • 若未來支援匯入,怎麼做平滑遷移?
  • 雙平台並行帶來哪些治理成本?
  • 是否需事先制定抽象層(如 GitOps)避免綁死?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:整理 Rancher 與 ACS 特性差異(30 分鐘) 進階練習:設計單平台治理藍圖(2 小時) 專案練習:撰寫遷移/匯入的風險清單與回退方案(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):替代方案可落地 程式碼品質(30%):規劃文件清晰 效能優化(20%):治理與操作效率 創新性(10%):遷移策略與風險緩解

Case #9: 以 Stack + Docker Compose 佈署 Hello-World 服務

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:在新平台驗證部署鏈路,先以最簡服務(tutum/hello-world)建立 Stack,快速確認容器啟動、連線與觀測性,後續再導入業務服務。

技術挑戰:以 Compose 定義服務、透過 UI/CLI 佈署並驗證。

影響範圍:部署鏈路可信度、教學與示範效率。

複雜度評級:低

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 新平台需以簡單範例驗證。
  2. 需測試對外埠、容器識別與輸出內容。
  3. 需為後續 LB 與擴縮鋪路。

深層原因:

  • 架構層面:Stack/Service/Container 關係建立。
  • 技術層面:Compose 定義與 UI/CLI 映射。
  • 流程層面:先易後難、逐步驗證。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:建立 Stack,貼上(或上傳)Compose 設定,一鍵部署 hello-world,透過輸出顯示容器 ID 驗證多實例與 LB。

實施步驟:

  1. 建立 Stack 與 Service
    • 實作細節:Applications > Stacks > Add Stack > Add Service。
    • 所需資源:Compose 檔
    • 預估時間:15 分鐘
  2. 驗證對外訪問
    • 實作細節:以 Host IP/Port 存取,觀察輸出容器 ID。
    • 所需資源:瀏覽器/curl
    • 預估時間:10 分鐘

關鍵程式碼/設定:

# docker-compose.yml(簡化示意)
version: '2'
services:
  hello:
    image: tutum/hello-world
    ports:
      - "80:80"   # 或由平臺指派動態埠

實際案例:作者以 hello-world 快速部署並驗證輸出,為後續 LB 測試準備。

實作環境:Rancher Stack、Compose

實測數據: 改善前:無法快速驗證平台部署路徑 改善後:幾分鐘內完成部署與驗證 改善幅度:部署鏈路驗證門檻大幅降低

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • Stack/Service/Container 概念
  • Compose 與平台 UI 的對應
  • 最小化驗證方法

技能要求: 必備技能:Compose 基礎 進階技能:多環境參數化

延伸思考:

  • 如何把這個流程納入 CI(自動部署)?
  • 多節點下的埠管理策略?
  • 服務健康檢查的設計?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:部署 hello-world 並對外開放(30 分鐘) 進階練習:以 Compose 加入健康檢查與環境變數(2 小時) 專案練習:寫一條 Git 推送觸發部署的管線(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):服務可對外、輸出正常 程式碼品質(30%):Compose 清楚可維護 效能優化(20%):啟動時間與資源占用合理 創新性(10%):自動化與參數化設計

Case #10: 服務水平擴展—實例數由 2 擴至 3

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:線上服務需調整承載,將 Web 服務由 2 個實例擴展至 3 個,提升容量與容錯。希望由平台自動分散至不同 Host。

技術挑戰:在不中斷情況下調整副本數並確保跨主機分散。

影響範圍:服務容量、可靠度、成本。

複雜度評級:低

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 用量上升需增加實例數。
  2. 需確保新實例跨主機分布以提升可用性。
  3. 手動擴展易錯且耗時。

深層原因:

  • 架構層面:橫向擴展需要排程與分散策略。
  • 技術層面:副本數與健康檢查關聯。
  • 流程層面:擴展需可回退與觀測。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:於服務頁面調整 Scale 數值至 3,Rancher 自動建立實例並分佈在不同 Host,透過 UI 驗證分散情況。

實施步驟:

  1. 調整 Scale
    • 實作細節:至 Service 頁面把 Scale 改 3。
    • 所需資源:Rancher UI
    • 預估時間:5 分鐘
  2. 驗證分佈
    • 實作細節:檢查實例所在主機、對外訪問結果。
    • 所需資源:瀏覽器/curl
    • 預估時間:10 分鐘

關鍵程式碼/設定:

# rancher-compose.yml(示意)
version: '2'
services:
  hello:
    scale: 3

實際案例:作者把服務從 2 擴至 3,三個實例被分配到不同 Host 上。

實作環境:Rancher Stack、多主機

實測數據: 改善前:2 個實例、容量較低 改善後:3 個實例、跨主機分佈 改善幅度:容量與容錯提升(+1 實例)

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 水平擴展與排程分散
  • 副本數與可用性
  • 擴展與監控聯動

技能要求: 必備技能:平台操作、服務觀測 進階技能:自動擴縮策略設計

延伸思考:

  • 如何根據監控指標自動擴縮?
  • 擴展對資料層(DB/Cache)的影響?
  • 成本與容量平衡?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:把 hello 擴展到 3(30 分鐘) 進階練習:寫腳本自動調整 scale(2 小時) 專案練習:依 CPU 使用率自動擴縮 PoC(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):實例數正確且可訪問 程式碼品質(30%):配置明確可重現 效能優化(20%):擴展過程平順 創新性(10%):自動擴縮構想

Case #11: 啟用內建 Load Balancer(HAProxy)進行輪詢分流

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:服務已擴展為多實例,需要單一入口並在多容器間做負載分流,並可跨 Stack 綁定目標。

技術挑戰:快速建置 LB、綁定目標服務並驗證輪詢。

影響範圍:高可用與擴展性、入口治理。

複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 多實例需對外單一入口。
  2. 要求簡易配置與可視化管理。
  3. 希望支援跨 Stack 綁定。

深層原因:

  • 架構層面:服務網關/入口的設計。
  • 技術層面:HAProxy 規則與健康檢查。
  • 流程層面:LB 與服務版本的耦合。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:在 Stack 內新增 Load Balancer 服務,指派對外埠,綁定目標 Service;刷新頁面觀察容器 ID 變化以驗證輪詢。

實施步驟:

  1. 新增 LB
    • 實作細節:Add Service -> Load Balancer,設定 Port 與 Targets。
    • 所需資源:Rancher UI
    • 預估時間:15 分鐘
  2. 驗證輪詢
    • 實作細節:持續刷新 LB URL,觀察回應差異。
    • 所需資源:瀏覽器/curl
    • 預估時間:10 分鐘

關鍵程式碼/設定:

# docker-compose.yml(示意:lb + app)
version: '2'
services:
  hello:
    image: tutum/hello-world
  lb:
    image: rancher/lb-service-haproxy
    ports:
      - "80:80"
    links:
      - hello:hello

實際案例:作者連續刷新三次,回應對應不同容器 ID,證明輪詢分流生效。

實作環境:Rancher LB(HAProxy)、多實例服務

實測數據: 改善前:需逐一連線不同實例 改善後:單一入口自動分流 改善幅度:操作與擴展性提升

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • LB 基本概念與輪詢策略
  • 目標綁定與健康檢查
  • 跨 Stack 目標綁定

技能要求: 必備技能:LB 基礎、網路埠 進階技能:HAProxy 高級規則

延伸思考:

  • SSL/TLS 終結與憑證管理?
  • 權重與 Session 親和性如何配置?
  • 與 API Gateway 的分工?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:為 hello 建置 LB 並驗證輪詢(30 分鐘) 進階練習:加入健康檢查與權重(2 小時) 專案練習:為兩個服務共用一個 LB 並設置路徑分流(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):LB 可用與正確分流 程式碼品質(30%):配置清晰可維護 效能優化(20%):延遲與錯誤率 創新性(10%):規則與安全加值

Case #12: 跨 Stack 將多個服務綁定到同一個 Load Balancer

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:多個應用(不同 Stack)需共用同一組對外入口,透過 LB 規則路由至對應服務,便於域名/埠集中管理。

技術挑戰:跨 Stack 綁定與規則管理。

影響範圍:入口治理、維運便捷性。

複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 多 Stack 服務對外入口過多難管理。
  2. 希望集中化管理對外端口與域名。
  3. LB 規則需支援目標服務跨 Stack。

深層原因:

  • 架構層面:入口層集中化設計。
  • 技術層面:LB 規則與目標引用。
  • 流程層面:變更與版本協調。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:於 LB 服務的 Target Services 中,選擇跨 Stack 的目標服務,配置路徑/主機名規則,統一入口。

實施步驟:

  1. 設置跨 Stack Targets
    • 實作細節:在 LB 設定畫面選擇其他 Stack 的服務為目標。
    • 所需資源:Rancher UI
    • 預估時間:20 分鐘
  2. 規則設計
    • 實作細節:以 host/path 規則路由。
    • 所需資源:域名/路徑規劃
    • 預估時間:40 分鐘

關鍵程式碼/設定:

LB -> Add Target
- Select Service: <StackA/serviceA>, <StackB/serviceB>
- Rules: 
  host: appA.example.com -> serviceA
  host: appB.example.com -> serviceB

實際案例:作者指出 LB 可跨 Stack 綁定目標服務,統一對外發佈。

實作環境:Rancher LB、兩個以上 Stack

實測數據: 改善前:多入口分散管理 改善後:單一 LB 統一入口 改善幅度:入口治理簡化

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 跨 Stack 目標綁定
  • Host/Path 路由
  • 入口統一設計

技能要求: 必備技能:LB 規則配置 進階技能:域名與證書自動化

延伸思考:

  • 如何與 DNS/證書自動簽發(ACME)整合?
  • 多租戶隔離下的入口治理?
  • 入口層的容量規劃?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:同一 LB 綁定兩個服務(30 分鐘) 進階練習:依 Host/Path 分流(2 小時) 專案練習:多環境共用 LB 的規則與風險設計(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):路由正確 程式碼品質(30%):規則清晰可維護 效能優化(20%):延遲與錯誤控制 創新性(10%):自動化與域名治理

Case #13: In-Service Upgrade 零中斷升級與參數調校

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:線上服務需升級但不可中斷,需就地替換容器,控制批次大小與間隔,並選擇先啟動新容器再停止舊容器的策略。

技術挑戰:配置升級策略參數(Batch Size、Interval、Start Before Stopping),確保流量不中斷。

影響範圍:可用性、升級風險、使用者體驗。

複雜度評級:高

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 線上服務無法接受停機。
  2. 升級需細緻控制批次與先後順序。
  3. 需在舊容器完全退役前驗證新容器健康。

深層原因:

  • 架構層面:無狀態服務易於藍綠/滾動升級。
  • 技術層面:健康檢查與 LB 流量切換。
  • 流程層面:升級/回退 SOP 與觀測性。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:使用 Rancher 的 In-Service Upgrade,設定 Batch Size=1、適當 Interval,啟用 Start Before Stopping;先起新容器並通過健康檢查,再停舊容器。

實施步驟:

  1. 觸發 Upgrade
    • 實作細節:Service -> Upgrade,調整 Image/Env/Ports。
    • 所需資源:新版本鏡像
    • 預估時間:10 分鐘
  2. 設定策略參數
    • 實作細節:Batch Size、Interval、Start Before Stopping
    • 所需資源:服務初始化時間基準
    • 預估時間:10 分鐘
  3. 監看過程
    • 實作細節:確認新容器 Running,舊容器停止。
    • 所需資源:UI/日誌
    • 預估時間:視規模而定

關鍵程式碼/設定:

# 版本升級示意(Compose 片段)
services:
  web:
    image: myapp/web:2.0.0   # 從 1.x 升至 2.0.0
# 升級策略(在 UI 選項中設定)
# - Batch Size: 1
# - Batch Interval: 10s(依應用初始化時間)
# - Start Before Stopping: true

實際案例:作者展示升級過程,新舊容器並行,待新容器就緒後舊容器才停止,UI 狀態從 Upgrading -> Upgraded。

實作環境:Rancher Stack、內建 LB

實測數據: 改善前:升級需停機或手動切換,易出錯 改善後:就地滾動升級、不中斷 改善幅度:可用性大幅提升

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 滾動升級策略
  • 批次大小與間隔的權衡
  • 先啟動再停止的零中斷思維

技能要求: 必備技能:鏡像版本管理、健康檢查 進階技能:灰度發布/流量切換

延伸思考:

  • 有狀態服務如何升級?
  • 與資料庫 schema 演進協作?
  • 自動化升級 + 失敗回退策略?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:把 hello-world 改版升級(30 分鐘) 進階練習:調整 Batch/Interval 找到最佳值(2 小時) 專案練習:設計零中斷升級流水線(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):升級過程不中斷 程式碼品質(30%):版本與配置管理清晰 效能優化(20%):升級時延抖動控制 創新性(10%):灰度與驗證策略

Case #14: 升級失敗的快速復原—Rollback 策略

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:升級可能因配置或相依問題失敗,需要一鍵回退至升級前狀態,將風險與中斷時間降到最低。

技術挑戰:快速、安全且可重複的回退機制。

影響範圍:可用性、事故影響面、信任度。

複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 新版本存在未預期錯誤。
  2. 升級過程未通過健康檢查。
  3. 人工回退步驟繁瑣易錯。

深層原因:

  • 架構層面:版本與配置不可變原則。
  • 技術層面:舊容器仍在平台內可快速復活。
  • 流程層面:回退 SOP 未標準化。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:使用 Rancher 的 Rollback 按鈕快速回復升級前狀態(停新起舊),將服務恢復到穩定版本。

實施步驟:

  1. 觸發 Rollback
    • 實作細節:Service -> Rollback,平台自動停止新容器、啟動舊容器。
    • 所需資源:UI
    • 預估時間:數分鐘
  2. 事後檢討
    • 實作細節:收集日誌與指標,修正後再升級。
    • 所需資源:觀測與日誌
    • 預估時間:依問題

關鍵程式碼/設定:

UI: Service -> Rollback
# 平台動作:
# - Stop/Remove 新容器
# - Start 舊容器(回復到升級前快照)

實際案例:作者說明升級失敗可以 Rollback,一鍵恢復。

實作環境:Rancher

實測數據: 改善前:人工回退時間長、風險高 改善後:一鍵回退、數分鐘內恢復 改善幅度:MTTR 降低

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 回退機制與不可變部署
  • 事故回復流程
  • 版本管理

技能要求: 必備技能:平台操作、觀測分析 進階技能:變更審核與回退自動化

延伸思考:

  • 如何在升級前建立自動回退保護閘?
  • 回退後資料一致性問題?
  • 與變更凍結政策的搭配?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:模擬升級失敗並回退(30 分鐘) 進階練習:設計回退觸發條件(2 小時) 專案練習:回退演練手冊與演練報告(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):可快速回復服務 程式碼品質(30%):文件與步驟清晰 效能優化(20%):回復時間短 創新性(10%):自動化保護與驗證

Case #15: 升級成功後的資源回收—Finish Upgrade

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:升級完成後,舊容器仍佔用資源;需明確標記升級完成並回收舊資源,保持環境整潔與成本可控。

技術挑戰:升級後狀態管理與資源清理。

影響範圍:資源利用率、成本、可觀測性。

複雜度評級:低

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 升級完成,但舊容器仍停放於平台。
  2. 未清理影響資源與畫面清晰度。
  3. 手動清理易漏。

深層原因:

  • 架構層面:升級狀態機設計。
  • 技術層面:容器與資源回收策略。
  • 流程層面:缺乏完成升級的明確手續。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:點擊 Finish Upgrade,讓平台自動移除舊容器與關聯資源,狀態回復為 Active。

實施步驟:

  1. 完成確認
    • 實作細節:測試通過後點擊 Finish Upgrade。
    • 所需資源:UI
    • 預估時間:5 分鐘
  2. 驗證清理
    • 實作細節:確認舊容器變為 Removed(或消失)。
    • 所需資源:UI
    • 預估時間:5 分鐘

關鍵程式碼/設定:

UI: Service -> Finish Upgrade
# 平台動作:Remove 舊容器與相關資源,狀態 Active

實際案例:作者示範狀態由 Upgraded -> Finishing Upgrade -> Active,舊容器變 Removed。

實作環境:Rancher

實測數據: 改善前:舊資源佔用、畫面混亂 改善後:自動清理、狀態清晰 改善幅度:資源回收明顯、可視性提升

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 升級狀態機
  • 資源回收策略
  • 環境整潔度

技能要求: 必備技能:平台操作 進階技能:資源監控與成本分析

延伸思考:

  • 是否保留部分舊版本以快速回退?
  • 清理策略與保留策略的取捨?
  • 自動化驗收與 Finish 流程?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:完成一次升級並 Finish(30 分鐘) 進階練習:設計清理前的驗收清單(2 小時) 專案練習:自動化 Finish 與清理報告(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):舊容器正確清理 程式碼品質(30%):操作與文件清晰 效能優化(20%):資源釋放 創新性(10%):自動化驗收機制

Case #16: 主機與容器資源監控導入(CPU/RAM/DISK 可視化)

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:需要即時掌握主機與容器資源使用,作為擴縮與除錯依據;先前工具缺乏儀表板,難以決策。

技術挑戰:在不額外部署監控堆疊的前提下,快速取得基本可觀測性。

影響範圍:容量規劃、故障診斷、成本。

複雜度評級:低

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 缺乏 CPU/RAM/DISK 可視化面板。
  2. 擴縮決策無數據支撐。
  3. 故障診斷耗時。

深層原因:

  • 架構層面:平台未提供觀測性則需另建堆疊。
  • 技術層面:節點代理與統計上報。
  • 流程層面:監控與維運脫節。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:使用 Rancher 內建主機/容器監控視圖,於 Hosts 與 Containers 頁面直接查看,作為第一層觀測;必要時再擴充專業監控。

實施步驟:

  1. 註冊節點
    • 實作細節:確保 Agent 正常上報。
    • 所需資源:Case #6 流程
    • 預估時間:依節點數
  2. 觀測與基準
    • 實作細節:建立容量基準與告警門檻。
    • 所需資源:監控策略文檔
    • 預估時間:2 小時

關鍵程式碼/設定:

UI 路徑:
- Infrastructure -> Hosts -> <Host> -> Stats
- Stacks -> <Service> -> <Container> -> Stats
# 作為第一層監控視圖

實際案例:作者指出 Rancher 提供主機與容器資源使用情形,一目了然。

實作環境:Rancher UI、已註冊節點

實測數據: 改善前:無內建監控面板 改善後:可見主機與容器資源使用 改善幅度:觀測性由無到有

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 內建監控視圖用途與限制
  • 容量基線與告警
  • 觀測驅動擴縮

技能要求: 必備技能:平台操作 進階技能:監控策略設計

延伸思考:

  • 何時需要導入完整監控堆疊(Prometheus/Grafana)?
  • 如何結合日誌/追蹤形成可觀測性三支柱?
  • 告警疲勞如何避免?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:查看主機與容器 Stats 並截圖(30 分鐘) 進階練習:定義三個容量告警門檻(2 小時) 專案練習:基於監控制定擴縮策略草案(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):能取得基本監控數據 程式碼品質(30%):監控策略文件完整 效能優化(20%):依據監控做決策 創新性(10%):監控整合構想

Case #17: 預設分散佈署帶來的高可用—主機選擇的實務

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:擴展服務後,希望實例分散至不同 Host 提升可用性,但手動指定主機較繁;需理解並運用平台預設分散策略。

技術挑戰:確保副本分散而不需逐一指定主機。

影響範圍:可用性、擴展效率。

複雜度評級:低

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. 使用者不確定如何手動挑主機。
  2. 需要快捷達成跨主機分散。
  3. 減少人為干預。

深層原因:

  • 架構層面:平台預設排程為分散可用性。
  • 技術層面:副本與主機可用度模型。
  • 流程層面:避免過度指定造成耦合。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:依賴 Rancher 預設的分散排程(spread),確保相同服務的副本盡可能分布於不同主機;先確保叢集擁有足夠主機數。

實施步驟:

  1. 檢查主機數
    • 實作細節:保證多於 1 台主機可用。
    • 所需資源:節點
    • 預估時間:10 分鐘
  2. 驗證分散
    • 實作細節:擴到多副本後確認分布情形。
    • 所需資源:UI
    • 預估時間:10 分鐘

關鍵程式碼/設定:

# 無需額外配置;平台預設嘗試分散副本至不同主機
# 驗證路徑:Service -> Containers -> 查看每個實例所在 Host

實際案例:作者擴展服務後,實例自動分布至不同主機,提高容錯。

實作環境:Rancher、多主機

實測數據: 改善前:副本可能集中單一主機(風險) 改善後:預設分散至不同主機 改善幅度:可用性提高

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 預設分散排程的作用
  • 主機數量與可用性關係
  • 避免過度手動指定

技能要求: 必備技能:平台觀測與驗證 進階技能:排程策略理解

延伸思考:

  • 何時需要自訂排程規則(如親和/反親和)?
  • 區域/機架容錯如何設計?
  • 與 LB 結合的影響?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:擴展服務並確認跨主機分布(30 分鐘) 進階練習:嘗試在單主機情境觀察風險(2 小時) 專案練習:撰寫分散策略與驗證清單(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):副本分散達成 程式碼品質(30%):驗證步驟清晰 效能優化(20%):分散帶來的可用性提升 創新性(10%):容錯設計

Case #18: 沒有內建 Staging Slot 的替代方案—多 Environment/Stack + LB 切換

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:Azure Cloud Service 有 Production/Staging Slot 可先測再切換;Rancher 沒有同等內建 Slot,需自行設計可先測後切換的流程,避免直上造成風險。

技術挑戰:在無 Slot 機制下實作近似藍綠切換。

影響範圍:部署風險、可用性、驗收流程。

複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因:

  1. Rancher 無內建 Slot 切換。
  2. 升級前缺少可驗證的「影子」環境。
  3. 無快速切換機制增加風險。

深層原因:

  • 架構層面:平台定位不同。
  • 技術層面:需以多環境/多 Stack 與 LB 規則模擬。
  • 流程層面:驗收與切換 SOP 需自訂。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:用多 Environment(或同環境內兩個 Stack:blue/green)各自部署版本;以 LB 調整目標或 DNS 切換達成零中斷切換;不滿意再切回。

實施步驟:

  1. 建立 blue/green
    • 實作細節:部署兩套相同 Stack(不同版本)。
    • 所需資源:節點資源
    • 預估時間:1–2 小時
  2. LB 切換
    • 實作細節:LB Target 改指向 green;驗收通過後移除 blue。
    • 所需資源:LB 設定
    • 預估時間:30 分鐘

關鍵程式碼/設定:

# 兩個 Stack:app-blue / app-green(示意)
# LB Target 初始指向 app-blue,驗收後切到 app-green
# UI:LB -> Targets -> 切換目標服務

實際案例:作者指出 Rancher 沒有內建 Staging Slot,提出可用多 Environment/Stack + LB 方式替代。

實作環境:Rancher、多 Stack、LB

實測數據: 改善前:無法先驗收再切換 改善後:可在平行環境中驗收並快速切換 改善幅度:部署風險降低

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 藍綠部署與切換
  • 多環境/多 Stack 運用
  • LB 目標切換策略

技能要求: 必備技能:LB 與 Stack 操作 進階技能:DNS/流量分配與回退

延伸思考:

  • 如何自動化驗收與切換按鈕?
  • 資料層如何共同存取與遷移?
  • 複雜依賴的切換順序?

Practice Exercise(練習題) 基礎練習:建立 blue/green 兩個 Stack(30 分鐘) 進階練習:以 LB 切換並驗證(2 小時) 專案練習:撰寫藍綠切換 SOP 與自動化腳本(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準) 功能完整性(40%):可切換且不中斷 程式碼品質(30%):配置與腳本清晰 效能優化(20%):切換延遲與錯誤控制 創新性(10%):自動化與驗收設計


案例分類

  1. 按難度分類
    • 入門級(適合初學者)
      • Case #2, #3, #4, #6, #9, #10, #16, #17
    • 中級(需要一定基礎)
      • Case #1, #5, #7, #11, #12, #15, #18
    • 高級(需要深厚經驗)
      • Case #8, #13, #14
  2. 按技術領域分類
    • 架構設計類
      • Case #1, #5, #8, #18
    • 效能優化類
      • Case #3, #10, #16, #17
    • 整合開發類
      • Case #2, #6, #7, #9, #11, #12, #15
    • 除錯診斷類
      • Case #3, #13, #14, #16
    • 安全防護類
      • Case #4, #7(憑證)、#11(入口治理)
  3. 按學習目標分類
    • 概念理解型
      • Case #1, #5, #8, #16
    • 技能練習型
      • Case #2, #6, #9, #10, #11, #12, #15, #17
    • 問題解決型
      • Case #3, #4, #7, #13, #14, #18
    • 創新應用型
      • Case #11, #12, #18

案例關聯圖(學習路徑建議)

  • 建議先學:
    • Case #2(RancherOS + Server 安裝)→ Case #4(安全基線)→ Case #5(多環境)→ Case #6(本地節點納管)
    • 同步進行 Case #3(資源與啟動 SOP)建立穩定基礎
  • 之間的依賴關係:
    • Case #7(Azure 節點)依賴 Case #5(多環境)與 Case #4(安全)
    • Case #9(部署)依賴 Case #6(節點可用)
    • Case #10(擴展)與 Case #11(LB)依賴 Case #9(已部署)
    • Case #12(跨 Stack LB)依賴 Case #11(LB 基礎)
    • Case #13(升級)依賴 Case #9/10/11(服務已上線且有入口)
    • Case #14(回退)與 Case #15(清理)依賴 Case #13(升級流程)
    • Case #16(監控)貫穿所有案例,建議早期導入
    • Case #17(分散佈署)依賴 Case #10(多副本)
    • Case #18(藍綠切換)依賴 Case #5(多環境/Stack)與 Case #11(LB)
  • 完整學習路徑建議: 1) Case #2 → #4 → #5 → #6 →(可並行 #3/#16) 2) #7(雲節點)→ #9(部署)→ #10(擴展)→ #11(LB)→ #12(跨 Stack) 3) #17(分散驗證)→ #13(升級策略)→ #14(回退)→ #15(清理) 4) 進階:#18(藍綠/替代 Slot)→ #8(異平台整合風險與策略)

此路徑由基礎平台搭建與安全治理開始,逐步進入部署、擴展、入口管理、升級/回退,再到藍綠與多雲整合的高階議題,完整覆蓋實戰所需能力。






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