Apache SkyWalking 在 Service Mesh 中的可观察性应用 高洪涛 Tetrate 创始工程师Who 高洪涛 美国S ervice Mesh 服务商 Tetrate 创始工程师。原华为软件开发云技术专家，对云原 生产品有丰富的设计，研发与实施经验。对分布式数据库，容器调度，微服务， ServicMesh 等技术有深入的了解。 目前为 Apache ShardingSphere 抽象概念，用于汇集指标 Service 实例 进程，容器，Pod Instance 端点 URL，RPC，函数 Endpoint 观察维度 9/28遇到的挑战 /02 Service Mesh 场景下 SkyWalking 面临的挑战 ( Istio ) 10/28可观测性 11/28Istio 1.5 架构图 12/28挑战1：技术路线多变 基于 Log 成熟、但性能低 Mixer 基于

场景 • Rust实现 • CNCF项目，最早的 Service Mesh数据平面 • 开发活跃，最新版为 18.9.1 • Golang实现 • 新生项目，初期旨在搭建 RPC亲和，高度可扩展性 的Golang转发系统 • 开发活跃，最新版为0.4.0 • 蚂蚁+UC主导，重点搭载 SOFAMesh使用，目标服 务通用场景，金融场景SOFAMOSNSOFAMOSN内部模块设计SOF 调度均衡 Ø SOFARPC深度优化 Ø TLS官方库IO优化 Ø HTTP1.1/HTTP2.0 IO优化 Ø 日志操作异步化&多次合 并 Ø 基于RCU的高性能配置更 新安全 & 可观察性 0.1.0 0.2.0 0.3.0 0.4.0 Ø mTLS支持 Ø 支持inspector探测 Ø TLS扩展支持，支持自定义 证书获取 Ø RBAC Ø Tracing框架，已支持

之论道Database Mesh 分享人：张亮 日期：2018年07月25日Service Mesh风头正劲Service Mesh产品多样化Service Mesh的优势 云原生 零入侵 可观察性 面向运维服务化之后，数据库怎么办？ 服务 • 无状态 • 根据规则路由 • 业务方处理事务 数据库 • 有状态 • 根据SQL路由 • 数据库自动处理事务数据库的进化趋势 • SQL What's Really New with NewSQL?数据库中间层的优势 系统 •事务 运维 • DBA 开发 • SQL数据库中间层应具备的能力 分片化 多副本 数据一致性 弹性化 治理能力 观察能力数据分片 App2 DB App1 App3 App2 DB1 DB2 DB3 App1 App3数据分片：引入中间件 App1 M1 App2 App3 S2 read分布式事务：定义 传统事务：ACID Atomicity - 原子性 Consistency - 一致性 Isolation - 隔离性 Durability - 持久性 柔性事务：BASE Basically Available - 基本可用 Soft state -软状态 Eventual consistency - 最终一致性分布式事务：分类 XA 最大努力送达 Saga TCC 业务改造

Spring Cloud 的优缺点 缺点 • 仅适用于 JAVA 应用、Spring Boot 框架 • 侵入性强 • 升级成本高、版本碎片化严重 • 内容多、门槛高 • 治理功能仍然不全5/总页数 优点 • 微服务治理与业务逻辑解耦 • 异构系统的统一治理 • 三大技术优势： • 可观察性 • 流量控制 • 安全 Service Mesh 的优缺点 缺点 • 增加了复杂度 • 整体链路的复杂度 ！15/总页数 注册中心 - Consul • 架构设计 • 多地域？ • 多租户？16/总页数 通过治理策略保证服务高可用 /0317/总页数 治理策略 & 高可用 描述 N个9 可用性级别 年度停机时间 基本可用 2个9 99% 87.6小时 较高可用 3个9 99.9% 8.8小时 具备故障自动恢复 能力可用 4个9 99.99% 53分钟 极高可用 5个9 99.999% 限流的目的是通过对并发访问/请求进行限速或者一个时间窗口内的的请求进行 限速来保护系统，一旦达到限制速率则可以拒绝服务或进行流量整形。 • 限流无非就是针对超过预期的流量，通过预先设定的限流规则选择性的对某些请 求进行限流“熔断”。22/总页数 治理策略 & 高可用 • 微服务高可用设计手段 - 服务限流 • 接入层限流 • 调用外部限流服务限流 • 切面层/代理层限流 常用限 流架构23/总页数

中增加一个安全 Sidecar，以API接口的形式为APP及其他Sidecar 提供基础的身 份颁发、身份验证功能  解耦应用的业务逻辑与认证授权逻辑，减少开发量；  提供密码学安全的认证授权逻辑，提高安全性；  全网统一的认证授权方式，去凭证，减少攻击面；  为每个应用建立唯一的全局应用身份标识，提供服务调用全链路溯源能力，及可问责能 力（accountability）。使用可信身份服务构建敏感数据下发通道 实现 Namespace + Service 的灰度能力不能满足 蚂蚁金服生产落地的要求，需要具备单机灰度、回滚能力。 借鉴社区 SourceLabel 和 Sidecar CRD 的设计思路，创造性提出具备“正交”组合能力的ScopeConfig 方 案 ScopeConfig 方案是通过label selector 能力选择指定范围内（批量 or 单实例）的Pod 实例，同时关 联社区现有C CRD设计方面的灵活性，又能实现任意CRD的更细粒度控 制能力 以TLS 开关为例，在发布TLS开关时，先提交 ScopeConfig 通过 Pod IP 这个label 实现单实例开关控制， 在观察正常后，逐步调整ScopeConfig 的Selector 范围，实现功能的灰度上线能力Service Mesh Sidecar 的TLS 生产级落地实践 灰度控制关注 ServiceMesher

…11/24 引入Service Mesh 是否足够成熟 是否有替代方案 是否可接受成本 是否能兑现价值 观察阶段 试验阶段 评估阶段 启动阶段 思考 行动12/24 实践 /03 Service Mesh架构在陌陌的落地实践13/24 方案选型 与现有架构的兼容性 现阶段的关键需求 技术储备与原则类因素 自研数据平面与 控制平面方案 使存量服务接入Mesh 方案 对接大量内部系统

读取配置 -> 连接k8s/Galley • Adapter的运行时资源开销 • 不受Adapter增减/更新/升级影响 • 保持Proxy代码简单 • 保持Proxy代码简单 • 数据平面可替换原则 Kubernete s API Server Adapters ConfigurationsOut-of-process Adapter 7/39 Istio的新回答：架构继续优先，性能继续放一边 Adapter不再是Istio的组成部分 • 安装部署 • 配置 • 维护Part 1：ServiceMesh灵魂拷问一：要架构还是要性能？ Mixer v1 架构的优点 • 集中式服务： • 提高基础设施后端的可用性 • 为前提条件检查结果提供集群级别的全局2级缓存 • 灵活的适配器模型，使其以下操作变得简 单： • 运维添加、使用和删除适配器 • 开发人员创建新的适配器（超过20个适配器）Part 1 进程外适配器进一步增加了延迟 • 授权和认证功能是天然适合mixer pipeline的，但是由于mixer 设计 的延迟和SPOF（单点故障）特性，导致直接在Envoy中实现 (Envoy SDS) • 复杂性 • Mixer使用一组称为模板的核心抽象，来描述传递给适配器的数据。 这些包括“metrics”，“logentry”，“tracepan”等。这些抽 象与后端想要消费的数据不匹配，导致运维需要编写一些手动配置，

• Proxy地址文件 • Mount到所有pod • 客户端容器监听文件，根据地 址文件找Proxy • 切换地址到remote proxy，轻 易实现优雅退出和滚动升级 • 增强隔离性 • Local Proxy被pod共享 • 自保护，对来源方限流和流量 转移 • 资源适配 • 根据宿主机的硬件配置定制不 同资源配置的Daemonset Local Proxy Pod 供主动GC、线程池隔离等 • 因为是内部项目，优雅性和治理效果之间，选择 了后者 App Local Proxy OSP OSP client App Envoy App EnvoyClient端不基于IPTable劫持 • Istio的设计很美好，但现实总是很残酷 • IPTable性能不总是足够好 • 任何组件都有不可用的时候。客户端无论如何都要有自切换的能力和可 用的备份 • 尽量减少外部 容易。IDL接口规范 容易。IDL接口规范 难。需要自行处理HTTP请求和 响应（目前还没有生成HTTP sdk） 应用侵入性 侵入性大。复杂客户端会给 应用造成负担，包括资源占 用、依赖冲突等等 侵入性小。SDK只有简单的寻址和序列化/ 反序列化的功能 无侵入性。应用自行调用 运维难度 难度大。客户端的问题会对 应用直接产生影响，耦合太 重 难度小。Sidecar故障可以将流量临时切到

Ø定义可扩展的插件机制PROTOCOL 5 Ø定义编解码核心数据结构 üMesh处理三段式：Headers + Data + Trailers Ø定义协议Codec核心接口 ü编码：对请求数据进行编码并根据控制指令发送数据 ü解码：对IO数据进行解码并通过扩展机制通知订阅方 •定义扩展机制通知解码事件STREAMING 6 Ø定义Stream模型 ü 向上确保协议行为一致性 ü 为网络协议请求/响应提供可编程的抽象载体 Ø定义Stream层编/解码核心接口 ü 核心数据结构复用Protocol层 Ø定义可扩展的插件机制 Ø对于满足请求Stream池化的需求 Ø需处理上层传入的状态事件PROXY 7 Ø基于Stream抽象提供多协议转发能力 Ø执行Stream扩展Filters Ø提供可扩展的路由寻址能力 Ø提供可扩展的后端管理，负载均衡，健康检查能力 Ø维护上/下游核心指标转发流程 8 IO Read r data Log Writer Pool send encode Q u e u e C模块划分 11要点总结 12 Ø模块化，分层解耦 Ø统一的编程模型接口 Ø可扩展的事件驱动模型 Ø可扩展的路由/后端管理机制 Ø更好的吞吐量3 能力核心能力 1 网络处理 •网络编程接口 •链接管理 •事件机制 •Metrics 收集 •TCP 代理 •TLS 支持 •TProxy

机房|地域5/20 业务背景 业务架构 单元化 • 高可用 • 一致性 • 可扩展 • 高性能6/20 业务背景 业务诉求 • 运维成本  突发流量应用 | 机房 生命周期 • 运维效率  大规模下基础设施稳定性 • 业务 Mesh 化  精细化流量控制  基础组件升级 • 业务可复制  业务敏捷  SaaS 面向站点级别输出7/20 PaaS 能力 容灾切换和恢复 应急预案管理 … 分钟级容灾切换和恢复 全面变更风险管理 无限弹性可扩展 业务架构 产品层 云原生 PaaS 产品架构方案 7/209/20 二、多集群管控 多集群管控10/20 为什么要有集群联邦 • 异构屏蔽：  底层集群变化； • 统一管控：  业务弹性建站管控统一； • 可扩展：  多租硬隔离；  体量（单集群内节点数 1w+，Pod 10w+），集群数量多； 单元A • 精准分组，自定义拓扑 • IP不变，无损升级 • 可适配多种工作负载 • InPlaceSet • ReplicaSet • StatefulSet 可灰度： • 应用发布进程可控，允许灰度、 分组和 Beta 验证； 可回滚： • 随时暂停、回滚，任何变更有 据可查； 可监控： • 接入监控告警体系，全程保证 可观测性 partition:3 partition:5 InPlaceSetControlle