Istio控制平面组件原理解析 朱经惠 2018.08.25 Service Mesh Meetup #3 深圳站关于我 • 朱经惠，ETC车宝平台工程师。 • 喜欢开源，个人开源项目”Jaeger PHP Client”。 • 喜欢研究源码，对NSQ，Jaeger，Istio（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Pil uv1版本和v2版本之间的区别 u建立缓存配置 u触发配置生效方式v1版本和v2版本之间的区别 V1 HTTP1 REST JSON/YAML 弱类型 轮询 SDS/CDS/RDS/LDS 奠定控制平面基础 V2 HTTP2 GRPC Proto3 强类型 Push SDS/CDS/RDS/LDS/HDS/ADS/KDS 和Google强强联手 官方博客：The universal secretName: istio.default证书过期 üroot-cert.pem 实际有效期1年，没有找到更新方式，手动更新？ ücert-chain.pem 和 key.pem 实际有效期90天，程序控制有效期45天 ü证书过期会被重新生成并挂载到/etc/certs ü触发envoy热启动ü方案一： • 把重新生成证书时间改为凌晨http://www.servicemesher.com

Sink： • Source 是资源提供方（server），资源变化了推送给订阅者（Pilot），Istio 1.5 之前这个 角色就是 Galley 或者自定义 MCP Server； • Sink 资源的订阅者（client），在 Istio1.5 之前这个角色就是 Pilot 和 Mixer，都是订阅 Galley 或者自定义 MCP Server 的资源；8/23 MCP mcpserver com/champly/mcpserver9/23 Pilot Pilot 负责网格中的流量管理以及控制面和数据面之间的配置下发，在 Istio1.5 之后合并了 Galley、Citadel、Sidecar-Inject 和 Pilot 成为 Istiod。 功能 • 根据不同的平台（Kubernetes、Console） 获取一些资源（Kubernetes 中使用 Informer 机制获取 Node、Endpoint、 推送，文件） 触发推送流程 推送流程 • 记录变化的资源类型 • 根据变化的资源类型整理本地数据 • 根据变化的资源类型判断需要下发的 xDS资源 • 构建 xDS 资源，下发到连接的 Sidecar10/23 xDS Sidecar 通过动态获取服务信息，对服务的发现 API 被称为 xDS。 • 协议部分（ADS、控制发送的顺序以及返回的确认数据） • 数据部分（CDS、E

乙方 • 给大型企业开发某某管理系统 • 系统资源好像没缺过 • 手上有各个时代的应用 • 没有能力/不想维护Istio源码 • 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 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 1.0的情况似乎比较罕见。 • 发布进度和质量：大版本以月计算的发布延迟，据我所知的 Release撤回发生了两次。 • 世纪难题：多出一层Sidecar造成的延迟。 • Pilot的性能，近几个版本一直在出问题。 • • 集群环境申请：版本、开关、资源等。 • 功能性需求：本次试用中Istio需要提供的功能，再次强调：No Freestyle • 非功能需求：并发、成功率、响应时间等服务质量参数。 • 故障处理需求：故障预案。 • 影响范围分析。 • 选定测试版本：研读开放Issue以及Release Notes。测试方案部署 • Istio部署 • 复查集群环境 • 调整资源参数 • 调整亲和性参数 •

Iptables 规则 ./etc/istio/proxy/SDS 证书 获取 配置 文件 可以修改全局注入参数 作用于所有目标空间的 pod 证书更新 Envoy启动流程 Envoy控制面流量 Envoy数据面流量 ./etc/istio/proxy/XDS SDS xDS CSR Prometheus configmaps Copyright © Huawei Technologies GID=1337创建Envoy启动命令行与配置文件 • 可以通过自定义deployment内istio注解sidecar.istio.io/inject: “false”跳过自动注入过程，或修改部分启动参数。 • 2. 控制面通信 • Pilot-agent进程本身创建UDS接收Envoy连接，用于证书更新下发。并且与istiod建立证书更新通道。 • Envoy 通过pilot-agent转发机制与istiod建 26 华为ASM产品介绍（1） • 无需安装，一键启用，无侵入实现应用治理 Istio 基础设施 容器编排& 调度 Service Mesh 云原生应 用 一键启用 网络连接、安全、控制、监控 CCE（云容器引擎） APP APP APP ECS（弹性云主 机） BMS（裸金属 服务器） • 华为云CCE容器引擎已深度集成Istio 一键启用，与容器引擎无缝整合 内置金丝雀、A/B测试等灰度发布流程

可以无需关注分布式架构带来的通信相关问题，而专注于其业务价值。 流量控制：服务发现、请求路由、负载均衡、灰度发布、错误重试、 断路器、故障注入 可观察性：遥测数据、调用跟踪、服务拓扑 通信安全： 服务身份认证、访问鉴权、通信加密 Proxy Application Layer Service 1 Istio 流量管理 – 概览 • 控制面下发流量规则： Pilot • 数据面标准协议：xDS • 集群内Pod流量出入： Gateway（可选,在一个集中点对外部访问进行控制） • Service discovery • Load balancing • Time out • Retries • Circuit breaker • Routing • Auth • Telemetry collecting 外部流量出口 外部流量入口 Pilot 2 Istio 流量管理 – 控制面 两类数据： q 服务数据（Mesh com/istio-ecosystem/consul-mcp） v 通过CRD定义的服务数据 q 自定义流量规则（如何将请求路由到这些服务？） v 通过CRD定义的流量规则 服务数据 流量规则 3 Istio 流量管理 – 控制面 – 服务发现 • K8s Service ： Pilot 直接支持 • ServiceEntry： 手动添加 Service 到 Pilot 内部注册表中 • WorkloadEntry：单独添加

Sidecar 服务治理 通信基础 服务发现 负载均衡 熔断容错 动态路由 … for (封装++) { 应用侵入--； 治理位置--； } 微服务角度看Istio: 服务网格 服务网格控制面 从基础设施(Kubernetes)看Istio: 服务访问 Node svca svcc svcb.ns svcc.ns svcb svcd svce svce.ns svcd Controller实现ServcieDiscovery 若干服务发现的接口定义 2. Controller List/Watch KubeAPIserver上service、 endpoint等资源对象 3. DiscvoeryServer使用 ServcieDiscovery接口上的服务发 现方法和用户配置的规则构造xDS 4. Envoy从Discovery获取xDS，动态 更新 Kubernetes Service Version Version Service Deployment Deployment Label selector Istio Istio几种重要资源对象 • 入口资源对象 • VirtualService • DestinationRule • 重要属性 • HTTPRoute • HTTPMatchRequest • TCPRoute • DestinationWeight

Sidecar 服务治理 通信基础 服务发现 负载均衡 熔断容错 动态路由 … for (封装++) { 应用侵入--； 治理位置--； }6 微服务角度看Istio: 服务网格 服务网格控制面7 从基础设施(Kubernetes)看Istio: 服务访问 Node svca svcc svcb.n s svcc.ns svcb svcd svce svce.n s svcd Controller实现ServcieDiscovery 若干服务发现的接口定义 2. Controller List/Watch KubeAPIserver上service、 endpoint等资源对象 3. DiscvoeryServer使用 ServcieDiscovery接口上的服务发 现方法和用户配置的规则构造xDS 4. Envoy从Discovery获取xDS，动态 更新 Kubernet Service Version Version Service Deployment Deployment Label selector Istio25 Istio几种重要资源对象 • 入口资源对象 – VirtualService – DestinationRule • 重要属性 • HTTPRoute • HTTPMatchRequest • TCPRoute • DestinationWeight26

流量观测 超时重试 服务网格 流量安全 SolarMesh Copyright © 2021 Cloud To Go •轻量 核心组件少安装简单，轻量的架构赋予SolarMesh极低的资源占用以及极低的维护成本 •规范 标准的istio规范操作，实时反映真实集群状态，告别terminal。 •便捷 一键安装，UI操作，流量策略模板复用，批量设置 •多集群支持，零成本接入 •Grafana，为SolarMesh提供流量的实时仪表盘 •SLO，为SolarMesh提供服务质量检测的能力 SolarMesh的特点 Copyright © 2021 Cloud To Go 控制端与业务端隔离 控制面与数据面隔离 solarmesh坏了，istio还在，业务不会中断 istiod坏了，envoy还在，业务也不会中断 Copyright © 2021 Cloud To Go 无需重启

Aeraki Dubbo Plugin 实现了控制面的管理，支持 下述能力： ○ 流量管理： ■ 七层（请求级别）负载均衡 ■ 地域感知负载均衡 ■ 熔断 ■ 基于版本的路由 ■ 基于 Method 的路由 ■ 基于 Header 的路由 ○ 可观测性：七层（请求级别）Metrics ○ 安全：基于 Interface/Method 的服务访问 控制 #IstioCon Aeraki 地域感知负载均衡(Dubbo) 场景：在开通地域感知负载均衡功能时，consumer 的请求将缺省被发送到本区域 的provider实例，当本地域无可用的provider实例，请求会被分发到其他区域。 实现原理：控制面根据 consumer 和 provider 的地域属性为provider实例配置 不同的LB优先级，优先级的判断顺序如下： 1. 最高：相同 region，相同zone 2. 其次：相同 region，不同zone 现阶段协议扩展方案面临的挑战： ● 在 Mesh 中支持一个七层协议的工作量较大： ○ 数据面：编写一个 Envoy filter 插件——流量管理（RDS、 负载均衡、熔断、流量镜像、故障注入等）、编解码 ○ 控制面：编写一个 Aeraki 插件——运维/流量管理策略 ● 非 HTTP 协议缺少 RDS 支持： ○ Listener 内嵌路由 ○ 修改内嵌路由后，Envoy 会重建 listener，导致业务出现短

nfig.json --type=kubernetes.io/dockerconfigjson 16 ��������� ������������� ASMFilter Deployment 资源对象 Controller (Watch & Reconcile) Istio EnvoyFilter CR wasm filter二进 制文件 服务网格ASM Pod K8s集群 Proxy Envoy配置 17 ASMFilterDeployment CR示例 ● 创建ASMFilterDeployment Custom Resource 18 生成的Istio Envoy Filter资源(1) apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: EnvoyFilter metadata: …. spec: configPatches: - match: …. patch: …. workloadSelector: labels: app: productpage version: v1 19 生成的Istio Envoy Filter资源(2) apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: EnvoyFilter metadata: …. spec: configPatches: -