Service Mesh · Istio · 以实践入门

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不可能 是本地测试,Docker-Desktop也要能启动有一一有两个 单机的k8s集群

准备环境:

这一 例子中,创建了 3 个 namespace ,其暗含一一有两个 foo 和 bar 注入了Sidecar, legacy 不注入用于对比。

这里通过有一一有两个 check.sh 脚本检查连通性:

再来看增加的每段:

句子总结,服务网格( Service Mesh )是解决微服务之间的网络间题和可观测性间题的(事实)标准,为啥让正在走向标准化。

以前,微服务应用通过 Pod 中共享的网络命名空间内的 loopback ( localhost )与 Sidecar 通讯。而组织组织结构流量也会通过 Sidecar 解决后,传入到微服务。

应用配置以前,在任意有一一有两个 微服务中访问另外有一一有两个 微服务,就回会遇到 403 错误,消息为 RBAC access denied 。

选着以下其暗含有一种土辦法 :

亲戚他们要能看到,默认情況下,所有的微服务(容器)之间完全回会公开可访问的,为啥让微服务要能访问组织组织结构网络。

打开以前,每次创建的Pod回会自动注入上istio-proxy和相应的initContainer

毫无间题,亲戚他们熟知的一整套后边件解决方案,解决的正是东西流量的间题,图为Dubbo 架构。

停留所有的 Istio 组件的容器启动,直到:

egress 的配置更多的是关注在服务网格对外访问的能力,服务组织组织结构不可能 限制了,应用自身访问回会时需几瓶的 ServiceEntry 注册,所以微服务之间东西流量的信任访问,时需靠安全机制来解决。

也也不 下图中的 Proxy :

跳出网络层(4层协议)控制的需求--图片来源于网络

不可能 每个容器都自动注入了Sidecar容器,托管了所有的出入请求。所以基于这一 Sidecar 容器,亲戚他们要能很容易对它进行配置。

重新请求,确认恢复了。

到这里,独立程序运行的土辦法 基本成型,即为Sidecar模式。

参考文档

困难:

服务被拆分成众多的微服务,最困难的间题也不 ——调用它此人 :

1、从前在程序运行中互相调用没法简单的事情,完全回会变成一次在 7 层网络上的远程调用。

2、从前公共工具类做的事情,现在时需写成二方库 SDK 等,在每有一一有两个 程序运行中使用,版本迭代成为了灾难。

3、从前是组织组织结构透明调用的不时需做任何防护,分离后却要额外增加安全防护和隔离的工作。

4、不再是代码即文档,时需维护几瓶的 API 定义和版本管理。

1、认证是识别身份(Identification)。

2、鉴权是检查特定身份(Identity)的权限。

为那些?

这次Pod定义比较多,亲戚他们打开auto sidecar-injection

效果是:外网不可能 访问不通。

Envoy 面向数据平面,也也不 服务之间调用的代理。

没法在 Istio 体系中,Authentication 是基于 mTLS 机制来做的,没法开启mTLS以前,就要能设置其他 AuthorizationPolicy 来做访问控制。细节要能看下文。

相比来说, Sidecar 的模式更为巧妙并更进一步。通过容器机制,在程序运行上是隔离的,基于 L7 代理进行通讯,允许微服务是由任何语言进行开发的。

早期,程序运行随着功能迭代发展,尤其是有一一有两个 大型项目,程序运行堆积了不多的功能,功能之间紧密耦合在共同,变得没法难以维护(不可能 模块耦合度较高,没法人敢动古老的模块代码),迭代周期变长(工程僵化 度成几何增长)。

为啥让,亲戚他们设置有一一有两个 全局性的 Sidecar 配置:

Envoy 是 Istio Service Mesh 中默认的 Sidecar 方案。

执行:

更多信息要能查看官方概念,详情参考:

https://istio.io/docs/concepts/security

首先看看 Sidecar 的设计:

认证和鉴权分别做那些,在后文两节会具体介绍。这里先说一下它们的关系。

鉴权(Authorization)

Istio 的鉴权机制的前提也不 打开 mTLS 认证,让每有一一有两个 或特定的微服务的 sidecar 互相访问都基于 mTLS 机制。

完全回会必要前提

有一每段鉴权规则是不依赖mTLS的,为啥让很少。

袁赓拓,花名三辰,阿里云智能-计算平台事业部技术专家,负责数加平台 &DataWorks 的微服务生态建设,目前主要关注微服务、Service Mesh 等相关技术方向。

图片来源于网络

测试一下效果:

Sidecar 注入的 namespace 中,会返回 2003. 而没法注入的 ns 上,连接会直接被重置(connection reset)。

策略(Policy)

Istio 支持在运行时实时地配置策略(Policy),支持:

1、服务入流量强度单位控制。

2、服务访问控制,黑白名单规则等。

3、Header重写,重定向。

镜像名 docker.io/istio/proxyv2:1.3.2 。

1、Citadel,证书(CA)管理

2、Sidecar等Envoy Proxy,提供TLS保障

3、Pilot,策略(Policy)和身份信息分类整理

4、Mixer,认证和审计

注意,不可能 走了前面的例子会有全局 default 的 Sidecar Egress 配置,限制了非要访问同 namespace 的服务,没法跨 namespace 的调用仍然会 2003 :

先来一张亲戚他们比较熟悉的图:

重新运行 check.sh :

Istio 在控制平面上主要解决流量管理、安全、可观测性有一一有两个 方面的间题,也也不 前面提到的东西流量相关的间题。例如有一一有两个 有配置中心的微服务集群架构。具体细节不在 这里赘述。

安装 helm (可选):

从 1.4.0 版本时候开始英文英文英文,不再使用 helm 来安装 Istio

Gateway 用于解决服务网格的边界,定义了出入负载的域名、端口、协议等规则。

本文是笔者在学习官方文档、相关博客文章和实践过程中,分类整理了其他知识概念和此人 的思考,主要在探索 lstio 的实际应用场景, Sidecar 原理, Service Mesh 为那些跳出、要解决那些间题等,帮助亲戚他们思考微服务技术架构的升级和落地的可行性。

本文完全回会 Istio 的完全,为啥让希望入门仅此一篇就够。

Envoy 是有一一有两个 由 C++ 实现的高性能代理,与其等价的,还有 Nginx、Traefik ,这就很难理解了。

认证 实际上是 鉴权 的必要条件

认证 实际上是 鉴权 的必要条件

认证 实际上是 鉴权 的必要条件

装 Istio 的命令行工具 istioctl :

下载 istio-release(包括 istioctl 、示例文件和安装配置)。

VirtualService 要能控制路由(包括subset/version权重、匹配、重定向等)、故障注入、TLS 。

在 http.route 里增加有一一有两个 destination ,并将 v2 的 weight 权重配置到200 。

创建有一一有两个 Gateway用于查看页面:

注入

Istio Sidecar 的注入有有有一种土辦法 :自动、手动。

这时,从前互通的容器访问不通了

作者信息:

独立的网络层--图片来源于网络

恢复:这时,亲戚他们将时需访问的域名注册到 ServiceEntry 中,为啥让增加有一一有两个 Sidecar 的 egress 规则,例如:

Sidecar 的设计也不 为了解决微服务互相调用(东西流量)的间题。

同样地,容器之间的流量同理:

图片来源于网络

关键词:Service Mesh、Istio、Sidecar、Envoy 等。

另外一每段,也不 initContainer :

不可能 它们共享有一一有两个 Pod ,对其他 Pod 和节点代理完全回会不可见的,要能理解为有一一有两个 容器共享存储、网络等资源,要能广义的将这一 注入了 Sidecar 容器的 Pod 理解为一台主机,有一一有两个 容器共享主机资源。

Sidecar 解决那些间题?

这里有个服务网格里的概念:微服务之间的调用,一般在架构图中是横向的,被称为东西流量。服务暴露到组织组织结构被公网可见的组织组织结构调用,被称为南北流量。

要能看到,时需部署有一一有两个 版本 helloworld-v1/v2 的容器,挂载在同有一一有两个 服务下。

Istio 中的安全传输机制完全回会建立在 TLS 之上的。

所以说,回到服务网格的概念上来,人太好概念是不同的,为啥让逻辑上亲戚他们要能理解成:所有使用后边件的服务组成了有一一有两个 大的服务网格,从前要能帮助亲戚他们理解。服务网格基于 Kubernates 从前的容器技术,将东西流量的间题解决得更加透明无感。

具体原理上的细节,亲戚他们要能通过实践,慢慢挖掘。

服务网格( Service Mesh )是有一一有两个 新瓶装旧酒的概念,它的发展随着微服务兴起,必然是早于 Kubernates 跳出了。但 Kubernates 和 Istio 的跳出,利于它成为了有有一种更火更标准化的概念。

例如,默认拒绝所有微服务互相访问:

Sidecar 是服务网格技术中常用的(其中)有有一种设计架构,在 Kubernates 中,不同的容器允许被运行在同有一一有两个 Pod 中(即多个程序运行在同有一一有两个 cgroup 下),这在很大程度上给 Sidecar 模式提供了良好的土壤。

Sidecar 配置也不 Istio 中专门用于配置 sidecar 之间的网络可见性。

图片来源于 Istio 官网

下图是具体 iptables 与 Sidecar 之间互作用原理,来源:

https://jimmysong.io/posts/envoy-sidecar-injection-in-istio-service-mesh-deep-dive/

默认情況下,容器之间是互通的(mTLS运行在PRESSIVE_MODE)。

图片来源于网络

亲戚他们要能通过 VirtualService 配置控制版本流量,详情参考:

https://istio.io/docs/reference/config/networking/v1alpha3/virtual-service/

Sidecar 模式解决微服务之间的网络通讯(远程调用),通常通讯层的实现土辦法 ,有以下选着:

1、在微服务程序运行中导入 SDK 类库。

2、节点代理(使用纵向的API网关不可能 是本地 Agent ),代理接口的调用路由规则,转发到特定的机器。

3、用 Sidecar 容器的形式运行,和应用容器共同运行,透明地劫持所有应用容器的出入流量。

SDK 库的土辦法 是很自然的,为啥让调用土辦法 是程序运行内的,没法安全隔离的包袱。为啥让随着编程语言的发展,所以新的语言为特定的场景而生,而SDK库的土辦法 限制了使用方时时需支持列表中的语言。

图片来源:https://landscape.cncf.io/

打开TLS:

通过全局的 MeshPolicy 配置打开mTLS:

封装成三方库(服务发现:Dubbo/HSF)--图片来源于网络

Consumer 与 Provider 也不 微服务互相调用的有有一种解决方案。

只不过, Dubbo 后边件一整套组件是基于 SPI 机制以有有一种较为隔离的土辦法 侵入到运行时的代码中。为啥让,这非要限定 Java 从前被官方支持的语言来开发服务应用。

下面,亲戚他们再通过另外有一一有两个 Bookinfo 的例子继续探索其它Istio的feature。

为啥让应用更新:

流量管理(服务发现、负载均衡、路由、限流、熔断、容错等)、可观测性(监控、日志聚合、计量、跟踪)、安全(认证、授权),再甚至更高级的动态配置、故障注入、镜像流量等

图片来源:https://toutiao.io/posts/uva4uy/preview

亲戚他们将其中 VirtualService 的配置修改为:

从前就很好理解了。二者时常相随,亲戚他们常说的比如登录,也不 :

1、基于登录机制的cookie来识别访问来源的身份——认证。

2、为啥让判断来源的身份与否具备登录系统的权限(不可能 是访问某有一一有两个 页面的具体细节的权限)——鉴权。

下图是 Istio 中每个组件的角色:

ingress

下面亲戚他们探究容器入流量的配置:

最后给概念章节有个阶段性的总结:

土辦法 2、使用 helm 安装

这里先通过 istioctl 命令直接手工inject:

istioctl kube-inject -f helloworld.yaml -o helloworld-istio.yaml

实际上也不 通过脚本修改了原文件,增加了:

1、sidecar init容器。

2、istio proxy sidecar容器。

部署

首先是其他入党入党积极分子概念:

1、Sidecar 模式:容器应用模式之一,Service Mesh 架构的有有一种实现土辦法

2、Init 容器:Pod 中的有有一种专用的容器,在程序运行容器启动以前运行,用来暗含其他应用镜像中不发生的实用工具或安装脚本。

3、iptables:流量劫持是通过 iptables 转发实现的。

图片来源于网络

围绕云原生(CN)的概念,给人有有一种知识大爆炸的感觉,但如何时候深入了解每有一一有两个 概念的细节,让人发现它和你很近,甚至就你不在 手里每天做的事情。

Istio 提供暗含了南北流量和东西流量两每段的防御机制:

1、Security by default:微服务应用不时需提供任何代码或引入三方库来保证自身安全。

2、Defense in depth:要能与已有的安全体系融合,淬硬层 定制安全能力。

3、Zero-trust Network:提供安全的方案完全回会假定服务网格的组织组织结构和组织组织结构完全回会0信任(不安全)网络。

AuthorizationPolicy 的规则文档里完全回会可能 很完全了,这里就不再赘述。

Istio 在 Enovy 的基础上按照 Envoy 的 xDS 协议扩展了其控制平面。

这一 配置的效果是让 productpage 应用的容器收到 90200 端口的 HTTP 请求时,转发到容器内的200200端口。

不可能 容器内没法监听 200200 ,所以会访问失败。

$ kubectl exec -it $(kubectl get pod -l run=probe -o jsonpath='{..metadata.name}') -c probe -- curl -s productpage:90200

upstream connect error or disconnect/reset before headers. reset reason: connection failure

跳出新的应用层(7层协议)需求(服务发现、熔断、超时重试等)--图片来源于网络

为那些是新瓶旧酒?任何技术的发展都完全回会凭空地跳跃式发展的。

图片来源于Istio官网

土辦法 1、使用 istioctl 安装

节点代理的土辦法 ,是使用有一一有两个 特定的服务专门代理微服务中的请求,是有一一有两个 后边人的角色。但这一 代理人的安全性要求非常高,不可能 它时需解决来自不同微服务的请求,并鉴别它们每每个人 的身份。

curl -sL "https://github.com/istio/istio/releases/download/1.4.2/istio-1.4.2-osx.tar.gz" | tar xz

SSL ( Security Socket Layer ,安全 Socket 层),是有一一有两个 解决 4 层 TCP 和 7 层HTTPS 后边的协议层,解决安全传输的间题。

TLS ( Transport Layer Security ,传输层安全协议),是基于 SSL v3 的后续升级版本,要能理解为共要 SSL v3.1 。

不断刷新要能看到右侧Reviews有有一一有两个 版本:

时需留意的是,不带workloadSelector的(不指定特定容器的)Sidecar配置非要有有一一有两个 ,所以规则都时需写在共同。

先查看一下当前 Gateway 和 VirtualService 的配置:

认证(Authentication)

Istio 中的认证暗暗含有一种:

1、Transport Authentication ,传输层认证。基于 mTLS ( Mutual TLS ),检查东西流量的合法性。

2、Origin Authentication ,客户端认证。基于 JWT 等校验南北流量的登录身份。

不可能 是阿里云ACS集群,安装完Istio后,会有对应的有一一有两个 SLB被创建出来,转发到Istio提供的虚拟服务器组

前面在介绍服务网格时,也不 简单地提到Sidecar设计在其中的作用和底部形态,这里完全展开介绍其中的原理。

前面的例子,通过控制流量权重达到版本切流的目的。

并增加有一一有两个 DestinationRule 对 subset 进行定义。

分析

对比以前的结果,有两点变化:

1、同样注入Sidecar的微服务互相要能访问了(200)。

2、没法注入Sidecar(ns=legacy)的微服务非要被已注入Sidecar的微服务访问(2003)。

ns=legacy中的行为仍然不变

变化1:说明微服务之间的 TLS 不可能 由 Istio 托管,这一 期间亲戚他们没法修改任何服务的代码,很魔性。

变化2:说明服务网格对组织组织结构容器也要求具备 TLS 能力,不可能 legacy 中的服务没法注入 Sidecar ,为啥让访问失败。

原始的程序运行--图片来源于网络

首先,亲戚他们尝试控制一下流量,比如只走v2。参考Traffic Shifting:

https://istio.io/docs/tasks/traffic-management/traffic-shifting/

归纳一下与东西流量有关的间题:

首先,入党入党积极分子有一一有两个 Kubernates集群,这里不赘述。

TLS

在介绍安全机制以前,有必要先科普一下 TLS 。

访问 http://localhost/productpage 页面:

Service Mesh 是 Kubernetes 支撑微服务能力拼图的最后一块

示例:Hello World

DestinationRule 定义选着路由的细节规则,比如 subset 定义、负载均衡的策略,甚至要能针对特定的端口再重新定义规则。

主要提供:

1、认证(Transport Authentication),用户、服务器的身份,确保数据发送到正确的目的地。

2、加密数据,解决数据明文泄露。

3、数据一致性,传输过程不被串改。

封装在隔离的程序运行中代理--图片来源于网络

铺垫不多概念,亲戚他们要能实操起来了。具体为啥在么在做?从安装 Istio 时候开始英文英文英文。

时需留意的是,不可能 默认完全拒绝,没法甚至 istio-system 中的 istio-ingressgateway 流量访问 foo 这一 namespace的服务也回会被拒绝。就无法从组织组织结构访问所有 foo 的服务了。所以亲戚他们要能改为:

示例:配置Policy

这次亲戚他们跟着 Task: Authentication Policy 例子走,这里僵化 一下过程不做全程搬运,只分析关键点。

图片来源于网络

要能看到,VS 转发 /hello 路径的请求到 helloworld:20000 ,不过,这一 short 写法不推荐。亲戚他们要能改成 helloworld.${namespace}.svc.cluster.local 。

图片来源于Istio官网

有一一有两个 版本的 Deployment 都要能随机被访问到

基于前面安装好的 Bookinfo 应用,起有一一有两个 Pod 探索一下网络可见性:

也要能此人 定制 Policy Adapter 来定义业务逻辑。



Istio基于Envoy实现Service Mesh数据平面--图片来源于网络

图片来源于Istio官网

Sidecar 模型是介于 SDK 库和节点代理后边的有有一种形式,共也不给每个微服务都配上有一一有两个 此人 独有的代理。从前,每个微服务此人 的 Sidecar 就代表了此人 特定的身份,利于调用的安全审计。为啥让,从组织组织结构看, Sidecar 与其附属的程序运行具有相同的权限。

接下来,介绍 Sidecar 配置对可见性进行控制。

egress

亲戚他们先测试一下外网连通性, Sidecar 的出流量被称作 egress 流量。

这里时需停留一会生效,不可能 直接销毁重新部署有一一有两个 测试容器:

egress 配置覆盖的域名访问规则没必要在 ingress 中重复,所以 ingress 配置主要用于配置代理流量的规则。例如,亲戚他们要能将所有的入口流量传入 sidecar 中的监听程序运行(做其他定制开发的权限检查等),为啥让再传给下游微服务。

1、*.local 配置的含义是,对所有 K8s 集群内任意 namespace 之间的东西流量有效

2、tls.mode=ISTIO_MUTUAL :查看文档,表示完全由 Istio 托管 mTLS 的实现,其它选项失效。具体配置后边再涉及。

本例是有有一一有两个 实例微服务架构,为啥让由不同语言开发。

首先,修改全局配置,使用 blocked-by-default 的土辦法 。

接着,通过 DestinationRule ,重新对注入Sidecar的微服务增加 mTLS 能力:

这是有一一有两个 典型的蓝绿部署土辦法 ,后续亲戚他们要能通过配置 Istio ,来调整它们的流量权重,这是真实生产环境版本升级的场景。

Sidecar 的示例说明就到这里,这也不 有一一有两个 示例。

以 Istio 为例:

在 Istio 中, Sidecar 模式启动回会首先执行有一一有两个 init 容器 istio-init ,容器只做一件事情,通过 iptables 命令配置 Pod 的网络路由规则,让 Envoy 代理要能拦截所有的进出 Pod 的流量。

以下是微服务集群基于Sidecar互相通讯的僵化 场景:

Envoy角色--图片来源于网络

接着刚才亲戚他们部署好的 hello-world ,亲戚他们随着Istio的feature进行探索。

分析

亲戚他们要能简单对比一下注入的配置,原文件:

Istio,第有一一有两个 字母是(ai)。

Istio 实现的服务网格分为数据平面和控制平面。核心能力包括4大块:

1、流量控制(Traffic Management)。

2、安全(Security)。

3、动态规则(Policy)。

4、可观测能力(Observability)。

于是,亲戚他们提出,将不同的功能分离到不同的程序运行(程序运行)中,减低模块的耦合度,敏捷开发迭代,这也不 微服务概念的兴起。

每个namespace只允许有一一有两个 无 workloadSelector 的配置。

rootNamespace中无 workloadSelector 的配置是全局的,影响所有namespace,默认的rootNamespace=istio-system

这一 配置的含义是:

所有namespace里的容器出流量(egress)非要访问此人 的namespace或namespace=istio-system 中提供的 services 。

outboundTrafficPolicy.mode=REGISTRY_ONLY 表示默认容器不允许访问组织组织结构网络,只允许访问已知的ServiceEntry。

要能此人 试验一下,回顾一下配置:

认证(Authentication)与鉴权(Authorization)

这有一一有两个 词很相近,甚至缩写 auth 完全回会相同的,所以有以前很容混淆。

安装Istio

所以亲戚他们打算卖那些?

在 istioctl 暗含有一一有两个 命令 authn 和 authz ,从前就要能区分它们。

鉴权基于 istio CRD :AuthorizationPolicy

示例代码在源码的 samples 目录中

cd samples/hello-world

流量完美切走。不过,到目前为止亲戚他们只接触了Gateway 、VirtualService和DestinationRule。亲戚他们来回顾一下:

这每段要能看到,原有的服务容器没法任何改动,也不 增加了有一一有两个 sidecar容器,包括启动参数和环境变量(不可能 配置排序的间题, args 排在了最前面,整体的定义:

此外,如何地高效运维管理(比如升级 istio 版本、管理不同集群的配置等),0 信任基础下的安全访问策略配置,基于istio做二次开发扩展,等等间题完全回会在生产实践当中时需关注的点,以前有不可能 再分享分类整理。

这里增加了一每段 Istio 的配置,是 K8s 中的标准做法 annotations 。

Istio 能力本文仅覆盖了流量控制(Traffic Management)、安全机制(Security)中比较浅显的每段,有关高级的 Policy 设置(限流、路由的干预等)、服务观测(Telemetry)等能力没法涉及。

控制逻辑下移到网络层--图片来源于网络