写点什么

GKE 上通过 Istio 控制微服务间流量

魏衡

2020 年 11 月 03 日

GKE上通过Istio控制微服务间流量

Kubernetes 是容器的编排工具,可以非常方便的进行大规模的容器调度。通过这种模式,将传统的软件模式改造成微服务模式。这种微服务的架构模式,将复杂系统切分为数十乃至上百个小服务,每个服务负责实现一个独立的业务逻辑。这些小服务易于被小型的软件工程师团队负责,这带来了语言和框架选择灵活性,并可以缩短应用开发上线时间,可根据不同的工作负载和资源要求对服务进行独立缩扩容等优势。但另一方面,当应用被拆分为多个微服务进程后,进程内的方法调用变成了了进程间的远程调用。这就引入了对大量服务的连接、管理和监控的复杂性。


在微服务模式中,如何实现各个进程间的通信,是微服务中一个重要的部分。


Istio 是 CNCF 提出的由 Google、IBM、Lyft 等共同开源的 Service Mesh 框架。是连接 Kubernetes 和 Serverless 架构的重要基础设施层。


一 Istio 简介


1 Istio


Isito 主要实现以下三个功能:


1.监控


2.安全


3.流量管理


其架构图如下:



其中,Citadel 是服务间认证加密的组件,Pilot 是服务间通信策略的控制层面,Galley 负责检查用户的策略配置。


其中 Pilot 是数据层面的控制组件,Proxy 是数据层面的执行组件。


2 流量管理


根据前面的描述,我们知道,在 Istio 中,流量管理通过 Pilot 和 Envoy 实现。Pilot 对 Envoy 通过下面几个组件进行流量策略的控制:



1.Gateway - 是 Istio 的 IngressGateway,流量通过这个 Gateway 进入 VirtualService。


2.VirtualService - 通过


a.HTTP header


b.URIs


c.Ports


d.sourceLables


对流量进行分类,分发到不同的 Service 上。


3.DestinationRule -定义了流量如何分发到 Pod 上,比如负载均衡策略、Session Affinity 等。同时还可以通过 Label 对同一组服务进行更细致的分组,比如 ServiceA-v1、ServiceA-v2。用于流量的 splitting。


本文将介绍在 GKE 上如何实现通过 Isito 实现 service 间流量的控制。


二 环境准备


1 GKE


在 Google Cloud 上创建 GKE Cluster,enable Istio,具体命令行如下:


gcloud beta container clusters create "istiodemo" --zone "us-central1-c" --num-nodes "4" --enable-stackdriver-kubernetes --enable-ip-alias --addons HttpLoadBalancing,Istio 

复制代码


通过 Console 界面查看创建的 GKE Cluster:



查看 Istio 相关的 workload:



2 本地安装 Istioctl 工具


本文采用 Istio1.4.3:


export ISTIO_VERSION=1.4.3curl -L https://git.io/getLatestIstio | ISTIO_VERSION=$ISTIO_VERSION sh -
复制代码


检查 Istio 版本


./istioctl version --short
client version: 1.4.3control plane version: 04871014b586f671f2ce14646e5061945f75c9c5data plane version: (1 proxies)
复制代码


查看 istio 状态:



这里采用 Istio 的 Demo profile,可以用下面的命令:


istioctl manifest apply --set profile=demo
复制代码


可以看到各种监控的工具都安装完成:



3 安装 bookinfo


Bookinfo 跟随 Istio 的安装包一起下载到本地目录。Bookinfo 的软件架构如下:



安装过程如下:


kubectl label namespace default istio-injection=enabledkubectl apply -f samples/bookinfo/platform/kube/bookinfo.yaml
复制代码


查看 pod、service 信息:



红框表示出来的,都是 bookinfo 相关的 deployment。



红框表示出来的,都是 bookinfo 相关的 service。


查看应用的状态:


kubectl exec -it $(kubectl get pod -l app=ratings \      -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}') \      -c ratings -- curl productpage:9080/productpage \      | grep -o "<title>.*</title>"
复制代码


Simple Bookstore App


三 通过 Istio 进行流量管理


1 配置 Gateway 和 VirtualService 使外部可以访问


配置 Istio Ingress Gateway,使外部可以访问 bookinfo:


kubectl apply -f samples/bookinfo/networking/bookinfo-gateway.yaml
复制代码


配置文件如下:


apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: Gatewaymetadata: name: bookinfo-gatewayspec: selector:   istio: ingressgateway # use istio default controller servers: - port:     number: 80     name: http     protocol: HTTP   hosts:   - "*"---apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: VirtualServicemetadata: name: bookinfospec: hosts: - "*" gateways: - bookinfo-gateway http: - match:   - uri:       exact: /productpage   - uri:       prefix: /static   - uri:       exact: /login   - uri:       exact: /logout   - uri:       prefix: /api/v1/products   route:   - destination:       host: productpage       port:         number: 9080
复制代码


查看 GW 的公网地址:


kubectl get svc -n istio-systemNAME                     TYPE           CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP                                                                                                                                          istio-citadel            ClusterIP      10.0.12.62    <none>                                                                                                                                    istio-galley             ClusterIP      10.0.5.255    <none>                                                                                                                           istio-ingressgateway     LoadBalancer   10.0.13.240   35.202.166.31     istio-pilot              ClusterIP      10.0.6.138    <none>                                                                                                                istio-policy             ClusterIP      10.0.2.42     <none>                                                                                                                          istio-sidecar-injector   ClusterIP      10.0.0.149    <none>                                                                                                                                             istio-telemetry          ClusterIP      10.0.15.195   <none>                                                                                                              promsd                   ClusterIP      10.0.5.191    <none>                 
复制代码


可以看到 istio-ingressgateway 的公网地址是 35.202.166.31。通过这个 IP 地址访问 bookinfo:


curl -s http://$Gateway_URL/productpage | grep -o "<title>.*</title>"

复制代码


Simple Bookstore App



通过 Kiali 界面 istioctl dashboard kiali: admin/admin 可以看到 Micro Service 间拓扑关系:



2 部署 DestinationRule


kubectl apply -f samples/bookinfo/networking/destination-rule-all.yaml
复制代码


配置文件内容:


apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: DestinationRulemetadata: name: productpagespec: host: productpage subsets: - name: v1   labels:     version: v1---apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: DestinationRulemetadata: name: reviewsspec: host: reviews subsets: - name: v1   labels:     version: v1 - name: v2   labels:     version: v2 - name: v3   labels:     version: v3---apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: DestinationRulemetadata: name: ratingsspec: host: ratings subsets: - name: v1   labels:     version: v1 - name: v2   labels:     version: v2 - name: v2-mysql   labels:     version: v2-mysql - name: v2-mysql-vm   labels:     version: v2-mysql-vm---apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: DestinationRulemetadata: name: detailsspec: host: details subsets: - name: v1   labels:     version: v1 - name: v2   labels:     version: v2---
复制代码


这个 Destination Rule 中包含每个子应用的不同版本。此时在刷新网页时,可以看到 3 个版本的 Review。


通过脚本持续的访问页面:


for i in {1..100}; do curl -o /dev/null -s -w %{http_code} \         http://35.188.64.161/productpage; sleep 1; done
复制代码


此时流量是基本均担的:



3 配置 VirtualService 流量导向 v1


kubectl apply -f samples/bookinfo/networking/virtual-service-all-v1.yaml
复制代码


配置文件内容:


apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: VirtualServicemetadata: name: productpagespec: hosts: - productpage http: - route:   - destination:       host: productpage       subset: v1---apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: VirtualServicemetadata: name: reviewsspec: hosts: - reviews http: - route:   - destination:       host: reviews       subset: v1---apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: VirtualServicemetadata: name: ratingsspec: hosts: - ratings http: - route:   - destination:       host: ratings       subset: v1---apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: VirtualServicemetadata: name: detailsspec: hosts: - details http: - route:   - destination:       host: details       subset: v1---
复制代码


可以看到,所有的流量都导向 v1 的 subset。包括 productpage、reviews、ratings、details。此时再刷新页面,都只有相同的内容。



4 配置 VirtualService 通过识别 http header 内容进行控制流量


VirtualService 可以通过 http header 中的内容对流量进行控制。这里采用用户名来进行控制:


kubectl apply  \   -f samples/bookinfo/networking/virtual-service-reviews-test-v2.yaml
复制代码


配置文件内容:


apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: VirtualServicemetadata: name: reviewsspec: hosts:   - reviews http: - match:   - headers:       end-user:         exact: jason   route:   - destination:       host: reviews       subset: v2 - route:   - destination:       host: reviews       subset: v1
复制代码


可以看到,如果用户是 jason,流量将导向 v2,否则导向 v1.


使用 jason 登录,可以看到 review 的页面是下面黑色的星星。是 v2 的 subset。



退出登录,或用随意的名字登录,都是没有星星的 v1 版本:



5 配置 VirtualService 流量导向 v1 和 v3 各一半


清除上面实验的配置:


kubectl delete \      -f samples/bookinfo/networking/virtual-service-all-v1.yaml
复制代码


此时流量会在 3 个版本间轮训。


下面的配置会只导向 v1:


kubectl apply \      -f samples/bookinfo/networking/virtual-service-all-v1.yaml
复制代码


采用下面的配置,把流量在 v1 和 v3 间各 50%分流:


kubectl apply \    -f samples/bookinfo/networking/virtual-service-reviews-50-v3.yaml
复制代码


配置的具体内容:


apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: VirtualServicemetadata: name: reviewsspec: hosts:   - reviews http: - route:   - destination:       host: reviews       subset: v1     weight: 50   - destination:       host: reviews       subset: v3     weight: 50
复制代码


此时可以看到流量在 v1 和 v3 间轮询:





6 配置 VirtualService 流量导向 v3


应用如下配置:


kubectl apply \      -f samples/bookinfo/networking/virtual-service-reviews-v3.yaml
复制代码


配置的具体内容如下:


apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: VirtualServicemetadata: name: reviewsspec: hosts:   - reviews http: - route:   - destination:       host: reviews       subset: v3
复制代码


这样流量都导向 v3:




7 配置 VirtualService 流量导向 v1 和 v2,比例 9:1


应用如下配置:


kubectl apply \    -f samples/bookinfo/networking/virtual-service-reviews-90-10.yaml
复制代码


配置的具体内容如下:


apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: VirtualServicemetadata: name: reviewsspec: hosts:   - reviews http: - route:   - destination:       host: reviews       subset: v1     weight: 90   - destination:       host: reviews       subset: v2     weight: 10
复制代码


此时 90%流量导向 v1,10%的流量导向 v2。可以通过多刷页面看到 v2 的黑色星星页面。



四 总结


通过在 GKE 上的 Istio 的 Gateway/VirtualService/DestinationRule 可以非常方便的控制各个微服务间的流量调度。


2020 年 11 月 03 日 15:191079

评论

发布
暂无评论
发现更多内容

IO和NIO的对比篇

Java架构师迁哥

JavaScript04 - JavaScript语法

桃夭十一里

JavaScript

一文带你学会AQS和并发工具类的关系

比伯

Java 编程 架构 面试 计算机

案例研究之聊聊 QLExpress 源码 (七)

小诚信驿站

聊聊架构 规则引擎 28天写作 QLExpress源码 聊聊源码

CMS系统——登录功能

程序员的时光

程序员 日更挑战 28天写作

【得物技术】代码覆盖率原理与得物app实践

得物技术

测试 原理 代码 得物技术 覆盖率

9. 细节见真章,Formatter注册中心的设计很讨巧

YourBatman

Converter ConversionService Formatter

Java并发编程实战(4)- 死锁

技术修行者

Java 并发编程 多线程 死锁

JavaScript05 - JavaScript数据类型

桃夭十一里

JavaScript

也谈Python编码格式

ITCamel

Python 编码格式

JavaScript03 - window对象的方法

桃夭十一里

JavaScript

聚焦目标,团队工作不再一盘散沙(下)

一笑

管理 目标管理 复盘 28天写作

区块链2021狂想曲:迎接以技术为名的春天

脑极体

这份30天获得40k+星,多次登上榜首的算法宝典,带你刷爆LeetCode

Crud的程序员

程序员 架构 算法

限时开放!阿里P8大师终于把这份微服务架构与实践第2版PDF分享出来了

云流

Java 编程 程序员 微服务 架构师

JavaScript02 - js的引入方式

桃夭十一里

JavaScript

保姆级 tomcat 快速入门

田维常

tomcat源码解读

精选算法面试-数组III

李孟

面试 算法 数组 28天写作

《运气的秘密》笔记

dowell87

28天写作

阿里表哥甩我一份Redis笔记,看完还进不了阿里让我卖豆腐去

互联网架构师小马

Java 数据库 nosql redis 面试

我们为什么打比方

石云升

28天写作 确认偏误 打比方

为什么印度不会成为世界工厂?

JiangX

印度 28天写作 世界工厂

使用nodejs和express搭建http web服务

程序那些事

HTTP nodejs 异步IO 程序那些事 web服务

Python列表对象入门

老赵

28天写作

Spring Boot 集成Thymeleaf模板引擎

武哥聊编程

Java springboot SpringBoot 2 thymeleaf 28天写作

自动驾驶分级,小白能理解的那种(28天写作 Day8/28)

mtfelix

自动驾驶 28天写作

[5/28]产品运维保障体系的质量实践

俊毅

详解HDFS3.x新特性-纠删码

五分钟学大数据

hadoop hdfs

JavaScript01 - 基础

桃夭十一里

JavaScript

日语复习 Day02【~あっての】

Tango

日更挑战 日语语法 程序员日语

坚持写作靠什么?

石君

输入 输出 28天写作

芯片行业现状:机遇与泡沫

芯片行业现状:机遇与泡沫

GKE上通过Istio控制微服务间流量-InfoQ