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k8s-服務網格實戰-入門Istio

2023-11-01 12:01:17

背景

終於進入大家都比較感興趣的服務網格系列了，在前面已經講解了：

  • 如何部署應用到 kubernetes
  • 服務之間如何呼叫
  • 如何通過域名存取我們的服務
  • 如何使用 kubernetes 自帶的設定 ConfigMap

基本上已經夠我們開發一般規模的 web 應用了；但在企業中往往有著複雜的應用呼叫關係，應用與應用之間的請求也需要進行管理。
比如常見的限流、降級、trace、監控、負載均衡等功能。

在我們使用 kubernetes 之前往往都是由微服務架構來解決這些問題，比如 Dubbo、SpringCloud 都有對應的功能。

但當我們上了 kubernetes 之後這些事情就應該交給一個專門的雲原生元件來解決，也就是本次會講到的 Istio，它是目前使用最為廣泛的服務網格解決方案。


官方對於 Istio 的解釋比較簡潔，落到具體的功能點也就是剛才提到的：

  • 限流降級
  • 路由轉發、負載均衡
  • 入口閘道器、TLS安全認證
  • 灰度釋出等

再結合官方的架構圖可知：Istio 分為控制面 control plane 和資料面 data plane。

控制面可以理解為 Istio 自身的管理功能：

  • 比如服務註冊發現
  • 管理設定資料面所需要的網路規則等

而資料面可以簡單的把他理解為由 Envoy 代理的我們的業務應用，我們應用中所有的流量進出都會經過 Envoy 代理。

所以它可以實現負載均衡、熔斷保護、認證授權等功能。

安裝

首先安裝 Istio 命令列工具

這裡的前提是有一個 kubernetes 執行環境

Linux 使用：

curl -L https://istio.io/downloadIstio | sh -

Mac 可以使用 brew：

brew install istioctl

其他環境可以下載 Istio 後設定環境變數：

export PATH=$PWD/bin:$PATH

之後我們可以使用 install 命令安裝控制面。

這裡預設使用的是 kubectl 所設定的 kubernetes 叢集

istioctl install --set profile=demo -y


這個的 profile 還有以下不同的值，為了演示我們使用 demo 即可。

使用

# 開啟 default 名稱空間自動注入
$ k label namespace default istio-injection=enabled

$ k describe ns default
Name:         default
Labels:       istio-injection=enabled
              kubernetes.io/metadata.name=default
Annotations:  <none>
Status:       Active
No resource quota.
No LimitRange resource.

之後我們為 namespace 打上 label，使得 Istio 控制面知道哪個 namespace 下的 Pod 會自動注入 sidecar。

這裡我們為 default 這個名稱空間開啟自動注入 sidecar，然後在這裡部署我們之前使用到的 deployment-istio.yaml

$ k apply -f deployment/deployment-istio.yaml

$ k get pod
NAME                                  READY   STATUS    RESTARTS
k8s-combat-service-5bfd78856f-8zjjf   2/2     Running   0          
k8s-combat-service-5bfd78856f-mblqd   2/2     Running   0          
k8s-combat-service-5bfd78856f-wlc8z   2/2     Running   0

此時會看到每個Pod 有兩個 container（其中一個就是 istio-proxy sidecar），也就是之前做 gRPC 負載均衡測試時的程式碼。


還是進行負載均衡測試，效果是一樣的，說明 Istio 起作用了。

此時我們再觀察 sidecar 的紀錄檔時，會看到剛才我們所發出和接受到的流量：

$ k logs -f k8s-combat-service-5bfd78856f-wlc8z -c istio-proxy

[2023-10-31T14:52:14.279Z] "POST /helloworld.Greeter/SayHello HTTP/2" 200 - via_upstream - "-" 12 61 14 9 "-" "grpc-go/1.58.3" "6d293d32-af96-9f87-a8e4-6665632f7236" "k8s-combat-service:50051" "172.17.0.9:50051" inbound|50051|| 127.0.0.6:42051 172.17.0.9:50051 172.17.0.9:40804 outbound_.50051_._.k8s-combat-service.default.svc.cluster.local default
[2023-10-31T14:52:14.246Z] "POST /helloworld.Greeter/SayHello HTTP/2" 200 - via_upstream - "-" 12 61 58 39 "-" "grpc-go/1.58.3" "6d293d32-af96-9f87-a8e4-6665632f7236" "k8s-combat-service:50051" "172.17.0.9:50051" outbound|50051||k8s-combat-service.default.svc.cluster.local 172.17.0.9:40804 10.101.204.13:50051 172.17.0.9:54012 - default
[2023-10-31T14:52:15.659Z] "POST /helloworld.Greeter/SayHello HTTP/2" 200 - via_upstream - "-" 12 61 35 34 "-" "grpc-go/1.58.3" "ed8ab4f2-384d-98da-81b7-d4466eaf0207" "k8s-combat-service:50051" "172.17.0.10:50051" outbound|50051||k8s-combat-service.default.svc.cluster.local 172.17.0.9:39800 10.101.204.13:50051 172.17.0.9:54012 - default
[2023-10-31T14:52:16.524Z] "POST /helloworld.Greeter/SayHello HTTP/2" 200 - via_upstream - "-" 12 61 28 26 "-" "grpc-go/1.58.3" "67a22028-dfb3-92ca-aa23-573660b30dd4" "k8s-combat-service:50051" "172.17.0.8:50051" outbound|50051||k8s-combat-service.default.svc.cluster.local 172.17.0.9:44580 10.101.204.13:50051 172.17.0.9:54012 - default
[2023-10-31T14:52:16.680Z] "POST /helloworld.Greeter/SayHello HTTP/2" 200 - via_upstream - "-" 12 61 2 2 "-" "grpc-go/1.58.3" "b4761d9f-7e4c-9f2c-b06f-64a028faa5bc" "k8s-combat-service:50051" "172.17.0.10:50051" outbound|50051||k8s-combat-service.default.svc.cluster.local 172.17.0.9:39800 10.101.204.13:50051 172.17.0.9:54012 - default

總結

本期的內容比較簡單，主要和安裝設定相關，下一期更新如何設定內部服務呼叫的超時、限流等功能。

其實目前大部分操作都是偏運維的，即便是後續的超時設定等功能都只是編寫 yaml 資源。

但在生產使用時，我們會給開發者提供一個管理臺的視覺化頁面，可供他們自己靈活設定這些原本需要在 yaml 中設定的功能。


其實各大雲平臺廠商都有提供類似的能力，比如阿里雲的 EDAS 等。

本文的所有原始碼在這裡可以存取：
https://github.com/crossoverJie/k8s-combat