探讨和实践基于Istio的微服务治理事件监控 2018.11.25 徐运元关于我 2008年毕业于浙江大学，曾在思科和浙大网新有超过 9年的工作经验和5年的云计算领域工作经验，带领团 队完成公司第一代基于Kubernetes的云平台开发和第 二代基于Kubernetes的DevOps云平台开发。目前致力 于公司基于Istio的微服务平台打造。 来自于浙江大学SEL实验室目录 CONTENTS 微服务平台的监控演进 Mixer组件的功能介绍 Mixer组件的功能介绍 基于Mixer的开发流程和实例微服务平台的监控演进典型的运维场景 传统的监控面临容器化和微服务化的困境 测试运维沟通鸿沟，如何提升沟通效率 监控工具繁杂，如何快速找到合适工具进行问题定位 偶发性问题场景复杂，如何保留发生现场 如何在错综复杂的未服用调用链路中找到错误源头监控场景转换 帮助运维人员快速的定位问题，解决问题 基于容器化和微服务化的监 控场景 • 基于请求的依赖追踪监控 基于虚拟化的监控场景 • 应用规模大 • 服务之间依赖呈现为线型 • 日志、性能指标需要集中化 存储 基于主机的监控场景 • 应用规模较小 • 服务之间没有互相依赖 • 日志、性能指标都在单个主 机问题一：什么是用户想要的监控 什么是用户想要的监控？分布式监控的三个维度 Metrics Logging Tracing 指标监控 • 指标可被聚合

cluster istiod pilot-agent LDS RDS CDS EDS tls证书 管理 SDS CSR创建证书 stat tracing 支持采集或 主动上报 监控系统 过滤器 过滤器 连接 连接 xDS 描述 模式 请求路径 LDS 监听器配置 POST /envoy.service.listener.v3.ListenerDiscoveryService/StreamListeners 启动日志写入线程，每个目标日志文件有独立线程负责输出 • 启动concurrency数目的工作线程 • 启动看门狗线程监控各个工作线程是否定期touch，否则SIGABRT杀掉线程 • 启动admin RESTful监听，处理运行状态输出，prometheus收集等请求 • 定期将工作线程内监控数据stat进行合并 • 定期刷新DNS信息，加速域名解析。 • 目标cluster内主机列表健康状态判断。 © Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 12 Envoy网络及线程模型-共享数据同步 • 1. 调度器通过epoll监控文件事件(网络）及定时器事件进行排队任务处理 • 2. 线程间通信通过post接口发送任务，此任务通过定时器事件激活 • 3. 线程间数据交换通过post更新TLS，这样每个线程内代码都不需要加锁处理

迁移到微服务架构， 逻辑用Golang重写，引入了Kubernetes。随着模块越来越多，复杂 的通信带来矛盾日渐突出：流量管理、监控… 最初的尝试：Gateway • 如右图，最初我们尝试用一个自研的 简单Gateway来提供统一的认证、授 权、限流、监控，但问题很快凸显出 来了： • Gateway是一个中心化的反向代 理，成为了微服务中的瓶颈，模 块流量会互相影响 • 大锅饭带来了复杂的配置管理， Policy提供授权、Quota等能力 • Telemetry提供监控数据收集能力 基本原理 • Istio从架构上可以分为4个板块： • Istio Proxy: Mesh的基础 • 网络安全：兼容Spiffe标准实现 • 配置管理：为C++实现的Proxy接 入k8s的动态配置管理 • Attribute Machine: 授权，Quota ，Tracing，监控的基础 Istio管理下的微服务 • 充分利用Istio，我们通过扩展Istio来整合这些系统，涉及两方面： • 扩展Sidecar：加入认证支持，提供了对业务系统的认证支持，将用 户相关信息以header的形式传入mesh，后续的授权、监控、限流 都可以用Istio原生的机制来完成 • 扩展Mixer：选择一部分流量来应用对应的授权逻辑 FreeWheel的Istio实践 • 右图为接入FreeWheel自定义认证和 授权模块的原理图

基于Istio构建的流量监管平台 Istio是目前服务网格领域最流行的开源项目，38% 的企业在生产中使用服务网格，其中有接近一半的 选择是Istio SolarMesh 基于 Istio 及容器技术，提供流量监控 和管理，提供完善的非侵入式服务治理解决方案。 帮助企业在纷繁复杂的微服务调度中快速定位问题， 增强研发效率。 让服务网格不再难学难用，让服务网格在企业落地 更加平滑、安全、稳定。 Copyright 多集群统一纳管，为流量运维提供上帝视角 3. 可视化、规范化Istio操作，告别terminal 4. 反应集群真实情况，流量可视化监控 5. 为istio核心组件提供监控能力 6. 服务质量(SLO)检测能力 7. 一键部署分布式链路追踪组件jaeger 8. 一键部署数据可视化工具grafana，进一步提升流量监控的体验 9. …… Copyright © 2021 Cloud To Go SolarMesh

业务负载不算大Istio不能做什么 • 提高代码质量 • 增强负载能力 • 改善交付流程 • 客户充满 Love • 开发需求保持 PeaceIstio能做什么？ • 几乎全部功能都无需侵入 • 监控服务质量 • 控制服务间的访问路由 • 跟踪服务链路 • 应对服务故障 • 在服务间通信之间进行加密 • 访问控制和频率限制 • …Istio目前的突出问题 • API稳定性问题：流量管理也仅仅是v1alpha3，用alpha特性发布 • 日志输出和调试开关复查 • Istio功能裁剪 • 备用业务部署 • 试用服务部署 • 服务YAML复查 • 缺省路由设置 • 根据功能需求，编写和部署 Istio相关功能YAML • 监控和告警部署 • 连接Alertmanager/… • 指标输出方案测试 • 根据性能和功能测试方案完成测试。 • 如果性能下滑，可以尝试扩张资源。 • 如果无法达成测试目标，建议取消——无侵入的好处就是可以撤 。 • 验证相关服务的工作状况。 • 最终保障试点上线 • 在通过测试验证和切换演练的过程之后，就可以将试用的网格应 用上线到生产 环境开始试运行了。和所有其他上线活动一样，在 上线之后需要提高监控级别，关注试用服务自身和试用服务影响 范围内的相关功能的健康情况。新书广告

为什么需要 Service Mesh 改造 /01 对比传统微服务架构和 Service Mesh 化之后有哪些优缺点4/23 微服务 模块 • 安全 • 配置中心 • 调用链监控 • 网关 • 监控告警 • 注册和发现 • 容错和限流 特点 • 独立部署 • 强化模块边界 • 技术多样性5/23 Service Mesh 优点 • 统一的服务治理 • 服务治理和业务逻辑解藕

o（控制平面）等go语言开源项目进行 过研究。 • 除了代码还喜欢爬山和第二天睡醒后全身酸疼的感觉。目录Pilot-Agent——管理生命周期（PA） u启动envoy u热重启envoy u监控envoy u优雅关闭envoy启动envoy ü监听/etc/certs目录 ü生成envoy静态配置文件envoy-rev0.json ü通过exec.Command启动 envoy并监听状态 工作 • 5. 在P优雅关闭过程中，S会从共享内存中获取stats • 5. 到了时间S通知P自行关闭 • 6. S升级为P • 官方博客：Envoy hot restart什么时候会进行热重启？监控envoy ü获取非正常退出状态 ü抢救机制触发 ü抢救令牌减少一个（总共10个） ü在2(n-1) * 200毫秒后执行（为什么不立即执行） ü失败再次触发抢救机制 ü10个令牌用完，

Ø 自建配置中心，产品化封装。 l 关键技术 Ø 内核劫持，使用Loopback IP 与 服务发现一一对应。 Ø RPC劫持，构建可快速扩展标准方案。 Ø 自身稳定性，降级（兜底）、隔离、监控多种方式保证。 ①bns, 百度内部基础设施层,服务发现。 ②bns-agent,服务发现接入层。 ㊟ 内核劫持：Loopback方案 Ø loopback地址的管理和分配。 Ø 需要打通业务和loopback之间的映射管

Kubernetes Istio Istio治理的不只是微服务，只要有访问的服务，都可以被治理。 Istio关键能力 流量管理 负载均衡 动态路由 灰度发布 可观察性 调用链 访问日志 监控 策略执行 限流 ACL 故障注入 服务身份和安全 认证 鉴权 平台支持 Kubernetes CloudFoundry Eureka 集成和定制 ACL 日志 配额 Consul

Kubernetes Istio9 Istio治理的不只是微服务，只要有访问的服务，都可以被治理。10 Istio关键能力 流量管理 负载均衡 动态路由 灰度发布 可观察性 调用链 访问日志 监控 策略执行 限流 ACL 故障注入 服务身份和安全 认证 鉴权 平台支持 Kubernetes CloudFoundry Eureka 集成和定制 ACL 日志 配额 Consul