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諸如容器、Kubernetes等云原生架構(gòu)和技術(shù)的成熟推動了服務(wù)網(wǎng)格架構(gòu)的極速增長以及廣泛采用。盡管云原生環(huán)境可以為企業(yè)帶來一系列好處，但是其復(fù)雜性也對負(fù)責(zé)開發(fā)維護這類系統(tǒng)的人員，如軟件開發(fā)人員、網(wǎng)絡(luò)運維人員、基礎(chǔ)架構(gòu)工程師以及CIO、CTO等帶來了重大挑戰(zhàn)。

服務(wù)網(wǎng)格框架能夠為跨不同云原生環(huán)境的應(yīng)用程序整合一致的服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理能力，它還極大地加快了DevOps實踐的進(jìn)程，正緣于此，服務(wù)網(wǎng)格近年來可謂是發(fā)展迅猛。云原生普及的加快，要求擁有云原生應(yīng)用程序的工程團隊必須熟悉服務(wù)網(wǎng)格功能，以判斷該技術(shù)將來是否能為企業(yè)提供價值。

什么是服務(wù)網(wǎng)格？

服務(wù)網(wǎng)格可以連接、保護、控制以及監(jiān)控在編排平臺上的服務(wù)。“服務(wù)網(wǎng)格”這一術(shù)語本身用于分布式應(yīng)用程序中服務(wù)之間的一組搭接網(wǎng)絡(luò)連接，也適用于管理該組連接服務(wù)的一系列工具。如果你有兩個通過網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行交互的微服務(wù)，那就意味著你有了一個服務(wù)網(wǎng)格。下圖是一個十分簡單的示例，一個網(wǎng)格和兩個服務(wù)：
 

 
更有可能的是，由于在環(huán)境中微服務(wù)的數(shù)量會繼續(xù)增長，你的服務(wù)網(wǎng)格會如下圖所示：
 

 
隨著云環(huán)境擴展到混合云和多云部署，開發(fā)人員將會使用微服務(wù)來加速開發(fā)并且確保在多個容器和分布式云資源中的的可移植性。隨著微服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性增長，我們需要高效且智能地管理它，并且深入了解微服務(wù)如何交互以及保護微服務(wù)之間的通信。

什么是Istio？

 
如果你已經(jīng)聽說了服務(wù)網(wǎng)格，那么你一定順帶聽說了Istio。Istio是一個開源的服務(wù)網(wǎng)格，它可以部署在已有的云原生應(yīng)用程序上。它還具有類似于平臺的功能——可以將集成到日志平臺、遙測或策略系統(tǒng)中。策略集成使得Istio在創(chuàng)建一個統(tǒng)一的方法來保護、連接以及監(jiān)控既定環(huán)境中的微服務(wù)中扮演一個安全工具的角色。當(dāng)泛指“Istio服務(wù)網(wǎng)格”時，通常是指Istio中的一系列工具，而特指“某個Istio 服務(wù)網(wǎng)格”時則表明由Istio安裝管理的指定應(yīng)用程序集群。Istio的許多CRD允許對應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)層的行為進(jìn)行編程配置（通過使用Kubernetes API），其中應(yīng)用程序是相互依賴的微服務(wù)集。Istio在某種程度上可以稱為當(dāng)今云原生堆棧中服務(wù)網(wǎng)格的同義詞，因為它的功能最豐富、最標(biāo)準(zhǔn)化。

我是否需要一個服務(wù)網(wǎng)格？

盡管服務(wù)網(wǎng)格的采用率可能會持續(xù)快速增長，特別是當(dāng)功能設(shè)置和類似Istio的管理工具進(jìn)一步完善之后，但并不是每個云原生環(huán)境都需要服務(wù)網(wǎng)格。所以你如何知道一個服務(wù)是否適合你的企業(yè)或者環(huán)境呢？如果你需要解決下面所描述的一個或多個需求或問題的方案，那么你應(yīng)該考慮部署一個服務(wù)網(wǎng)格：

• 你在基于分布式微服務(wù)的應(yīng)用程序中遇到性能問題

• 你需要為所有微服務(wù)收集并交付一致的請求和連接指標(biāo)

• 你想直接默認(rèn)在線加密設(shè)置，而無需直接管理TLS證書

• 你需要比Kubernetes網(wǎng)絡(luò)策略提供的更細(xì)粒度的解決方案進(jìn)行服務(wù)到服務(wù)的控制

• 你想使用金絲雀發(fā)布和應(yīng)用程序API多版本支持進(jìn)行自動release

• 你想無需修改應(yīng)用程序就可以添加用戶的身份驗證和授權(quán)認(rèn)證信息
  

另一方面，如果在你的堆棧中不需要服務(wù)網(wǎng)格，那么你需要做一些權(quán)衡?？紤]到這些環(huán)境的復(fù)雜性，部署一個服務(wù)網(wǎng)格（包括Istio）需要大量的遷移工作和運維成本。如果你的微服務(wù)部署數(shù)量不會增長，或者如果有其他解決方案可以滿足你內(nèi)部的HTTP請求路由的需求，或者如果你已經(jīng)有了一個可管理且高效的解決方案可以解決上述的關(guān)鍵需求，那么此刻服務(wù)網(wǎng)格對你來說真的不是一個最佳選擇。

 
但是如果服務(wù)網(wǎng)格繼續(xù)極速被廣泛采用，為支持它而開發(fā)的功能生態(tài)系統(tǒng)將會繼續(xù)擴展。這種增長將提升可管理性和功能性，以便將來DevOps團隊可以更加輕松地訪問更強大的服務(wù)網(wǎng)格工具，而不必?fù)?dān)心將新的基礎(chǔ)架構(gòu)層部署到云原生堆棧中而出現(xiàn)棘手的問題或花費很高的成本。

Istio工作原理

Istio組件被分為兩部分——控制平面和數(shù)據(jù)平面?？刂破矫媸侵腹芾砼渲煤捅O(jiān)控數(shù)據(jù)平面的服務(wù)。數(shù)據(jù)平面由作為sidecar由在應(yīng)用程序pod中的智能代理（proxy）組成，這是Kubernetes對象模型中最小的可部署對象。這些Istio proxy有助于控制和監(jiān)控微服務(wù)間的網(wǎng)絡(luò)連接。從控制平面接收路由和策略規(guī)則，然后數(shù)據(jù)平面報告回連接處理遙測。
 

 
通過創(chuàng)建Kubernetes資源來配置Istio服務(wù)網(wǎng)格。此外，有許多Kubernetes CRD可以映射到Istio各種功能上。接下來，我們會討論更多關(guān)于控制和數(shù)據(jù)平面的作用，但在此之前我們先了解關(guān)于Istio的潛在能力，以及它的不足。

潛力與不足

Istio通過其可動態(tài)配置代理的網(wǎng)格提供了一系列用于處理和控制網(wǎng)絡(luò)連接的特性。但這些功能配置繁重并且擁有陡峭的學(xué)習(xí)曲線。并且有時把已有的應(yīng)用程序遷移到Istio架構(gòu)時依舊會出現(xiàn)一些常見的問題，盡管這些架構(gòu)已經(jīng)是Kubernetes原生的微服務(wù)。

此外，Istio缺乏對如何將用戶提供的配置轉(zhuǎn)換為Envoy路由的了解。Envoy是作為服務(wù)網(wǎng)格中服務(wù)的入站和出站流量的中介開發(fā)的一種高性能的代理，是由來自共享出行服務(wù)公司Lyft的開發(fā)人員創(chuàng)建的，可以用于從單體架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)網(wǎng)格架構(gòu)。其他在使用中的問題還包括部署和服務(wù)資源配置要求所需的學(xué)習(xí)曲線、在打開mTLS時中斷Kubernetes readiness和liveness探針以及使用沒有ClusterIP的Kubernetes服務(wù)或繞開Kubernetes服務(wù)發(fā)現(xiàn)流程的服務(wù)。

Istio的優(yōu)勢在于可以讓你在不修改微服務(wù)源代碼的情況之下，很輕松地給微服務(wù)加上諸如負(fù)載均衡、身份驗證、監(jiān)控等等的功能。而且目前它正在快速發(fā)展迭代，頻繁發(fā)布新版本，并且積極征求用戶反饋。盡管目前Envoy還有很多局限，但是隨著Istio持續(xù)發(fā)展，它也會積極開發(fā)和完善自己的功能。

配置控制平面

在Kubernetes集群中，一個典型的Istio部署應(yīng)該包含以下服務(wù)：

• Pilot，在Istio網(wǎng)絡(luò)自定義資源中集合流量管理規(guī)范配置，并將該配置交付到istio-proxy sidecar。
  
• Mixer，用于處理由proxy sidecar生成的請求指標(biāo)的遙測，并將其發(fā)送到已配置完成的后端，并執(zhí)行授權(quán)策略。如果開啟了策略檢查（Istio 1.1中默認(rèn)關(guān)閉），proxy sidecar將會連接到Mixer以確認(rèn)連接是被允許的。但是，這個方法會稍微增加網(wǎng)絡(luò)延遲。
  
• Citadel，這個是Istio的公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）服務(wù)，它可以生成、輪換和吊銷用于身份驗證的客戶端TLS證書。
  
• Galley，它是大多數(shù)Istio CRD的Kubernetes controller，使用戶可以更改自定義資源并將內(nèi)容分配到其他Istio服務(wù)中。
   

  數(shù)據(jù)平面

 
數(shù)據(jù)平面由Envoy服務(wù)代理提供支持，該代理使用Istio擴展構(gòu)建。Proxy會攔截到pod服務(wù)端口的傳入流量，并默認(rèn)攔截來自pod其他容器的所有創(chuàng)出TCP流量。在大部分情況下，無需更改應(yīng)用程序代碼，僅對應(yīng)用程序的Kubernetes部署和服務(wù)資源規(guī)范進(jìn)行較小的更改，proxy sidecar 就可以在pod中運行。Proxy sidecar的配置由在Istio 控制面板中的服務(wù)進(jìn)行動態(tài)管理。

最終，也許會在某個時間點你需要部署服務(wù)網(wǎng)格以確保你的云原生環(huán)境完全正常運行并得到充分保護。因此，熟悉有關(guān)服務(wù)網(wǎng)格的基礎(chǔ)只是將可以幫助你做出準(zhǔn)確的判斷——什么時候應(yīng)該部署服務(wù)網(wǎng)格以及應(yīng)該如何部署。如果你正在計劃在Kubernetes和其他容器平臺上進(jìn)行擴展計劃，那么你通過了解Istio的設(shè)計和功能以及它如何降低容器化微服務(wù)和云原生環(huán)境的固有復(fù)雜性，你可以知道Istio是一個功能強大且快速改進(jìn)的解決方案并且正在積極增強彈性伸縮能力、安全性以及管理的簡易性。

如果企業(yè)繼續(xù)采用云原生和分布式架構(gòu)，那么Istio的服務(wù)網(wǎng)格功能以及底層基礎(chǔ)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)控制和Kubernetes的安全實踐將會極大程度解放DevOps團隊在彈性伸縮和管理應(yīng)用程序基礎(chǔ)架構(gòu)上的壓力。

在10月9日GA的Rancher 2.3版本中，正式集成了Istio，極大簡化了Istio的安裝和配置。你只需要在UI中使用工具菜單，即可啟動Istio。Rancher中現(xiàn)已內(nèi)置支持：

• 用于流量和遙測可視化的Kiali儀表板

• 用于追蹤的Jaeger

• 用于監(jiān)控和可觀察性的Prometheus和Grafana

 
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本文名稱：入門了解ServiceMesh+Istio？從本文開始-創(chuàng)新互聯(lián)
轉(zhuǎn)載源于：http://sd-ha.com/article34/djjise.html

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