SOFA MESH 的通用协议扩展 Service Mesh Meetup #3 深圳站 邵俊雄（熊啸） 2018.08.25AGENDA • SOFA MESH 介绍 • SERVICE MESH 落地的问题 • SOFA MESH 的通用落地方案 • DNS 服务寻址方案 • X-PROTOCOL 通用协议 • 问答SOFA MESH • 从 ISTIO 克隆并保持同步更新 • 使用 寻址 • 使用 iptables/ebpf 透明地路由所有网络流量 • 服务治理规则，服务，实例和配置都是 Kubernetes 资源 • 使用 Controller Pattern 通过 CRD 扩展新的能力 • …MESH 落地碰到的问题 • 客户端服务发现与负载均衡无法与 ISTIO 一起工作 • ENVOY 不支持微服务使用的通信协议 • RPC 服务使用的接口，方法，参数语义无法匹配 ISTIO Kubernetes 服务 RPC Service 的域名就是其接口X-PROTOCOL 通用协议扩展目标 • Kubernetes Native，高性能，低侵入性的通用 Mesh 落地方案 • 支持新 RPC 框架和通信协议低成本接入 • 协议扩展对 Mesh 控制平面透明化 • 允许对协议多层次，插件化的扩展X-PROTOCOL 配置SOFA MOSN 调用流程 Upstream protocol

Katran GFE BFE TGW Nginx Apache httpd SOFAMosn Envoy Linkerd网络的挑战网络的挑战 高效接入 访问加速 容量 稳定性 高可用 灵活弹性 安全合规 防攻击蚂蚁金服网络接入十年变迁 2010年前部署商用设备 前世 01 2010 开始网络代理白盒 化，定制业务逻辑，软 硬件一体解决方案 自研 02 2015 年无线通道协议，安 通信协议，架构，安全再次升级（物联终端接入，QUIC协议，国密，可信计算， 海外加速，云原生）金融级三地五中心容灾架构（LDC） 单机房 LDC 同城双活 LDC 异地多活 LDC 弹性伸缩混部 LDC DB Region 1 DB1 Region 1 Region 1 DB2 Region 1 Region 1 DB1 DB2 Region 2 DB3 Region 再次请求app1 7 跨机房转发 50% 50% • 机房内zone随机路由 • Cookie zone转发 • 蓝绿发布 • 容灾 ØZone内容灾 Ø机房级别 Ø城市级别 • 弹性调度 • 压测 • 灰度蚂蚁金服SSL/TLS实践 合规 性能 安全软硬件一体解决方案 Intel QAT Cavium Nitrox软硬件一体解决方案 SSL握手性能 提升3倍 • 对Spanner实现了异步化改造

业务背景4/20 业务背景 业务架构 演进 • 容量  应用|数据库|机房 • 容灾  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  压测/灰度 流量管理 单元化 元数据管理 弹性流量管理 跨集群发布策略 多集群管理 跨集群网络 跨集群镜像管理 蓝绿发布 灰度分组发布 中间件变配 （DRM/Scheduler/Message） Mesh流调拨和治理 弹性建站/下站 容器腾挪/迁移 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 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； 多集群管控11/20 多集群管控 联邦核心能力 • 跨集群资源同步  Template,Override,Placement 模型;  状态回流；  扩展 CRD； • 跨集群发现12/20 联邦架构 •

CRI Kubernetes API Server 极速交付 分时复用 弹性容量 资源画像 规模化调度 高可用容灾 可视化 服务 Cluster Control Panel 在线应用 计算型混部任务 CSI CNI Device Plugin runc nanovisor 日志服务 云盘 本地多盘 弹性网卡 网络安全组 GPU 安全可信 数据库服务 OB serverless 平台 Operator开发者最佳实践 Part 2：双十一 Kubernetes 实践 • CRD 在定义时需要明确未来的最大数量，大量CR 业务最好采用 aggregate-apiserver 进行扩展 • CRD 必须 Namespaced scope，以控制影响范围 • MutatingWebhook + 资源 Update 操作会给运行时环境带来不可控破坏，尽量避免使用这种组合 • 任何 controllers 都应该使用 informers，并且对写操作配置合理限流 • DaemonSet 非常高阶，尽量不要采用这类设计，如果必需请在 Kubernetes 专家的辅导下使用；15/19 弹性资源建站 Part 2：双十一 Kubernetes 实践16/19 三、展望未来，迎接挑战 Part 2：17/19 平台与多租户 Part 3：展望未来，迎接挑战 Kubernetes设计的多租户

By Step 分步 进行 Resiliency 操作 弹性 符合远期规划 • 不走弯路，不浪费投资 • 每一步都为下一步奠定基础 • 谢绝中途推倒重来 循序渐进 • 不要有一步登天的幻想，小步快跑 • 每一步的工作量和复杂度都控制在可 接受范围内 • 每一步都简单方便，切实可行 可操纵性 • 操作层面上要有足够的弹性 • 每个步骤都是可分批进行 • 步步为营，扩大战果 • 杜绝一刀切k8s和Service 103:12220 192.168.1.101:12220 To：192.168.1.102:12220 To：192.168.1.103:12220 背景：k8s内外网络打通，IP互通透明拦截带来的升级弹性：对应用透明，支持直连/单跳/双跳 Service-A Outbound Sidecar Traffic Interception To: b-ip:b-port to: sidecar-ip:sidecar-port (100%)|729 7 同机房 500 42156 2001674 (100%)|1192 Bind queryperf 测试 100个域名(5s timeout)CoreDNS 的性能CoreDNS 的横向扩展 1、按照CPU 的维度 2、按照QPS 的维度(Custom Metrics)CoreDNS 的正式发布 • https://github.com/kubernetes/kubernetes

广州站Agenda Ø 背景 & 概览 Ø 持续演进路径 & 技术案例 Ø 实践案例 Ø 规划 & 展望 Ø QA背景 & 概览数据平面概览 SOFAMOSN • C实现，支持多语言扩展 • 基于Nginx扩展 • 开发不活跃 • 老牌代理系统，业界广 泛使用，服务各类场景 • C++实现 • CNCF第三个毕业项目， ISTIO原生数据平面 • 开发活跃，最新版为1.9.0 • Google 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SOFA on ADS Ø X-Protocol协议扩展机制， 以及Dubbo支持 Ø 支持network/stream filter 扩展 Ø 支持WRR负载均衡 Ø 支持subset复杂匹配路由 Ø 无损平滑迁移 Ø ProtocolEngine协议扩展 机制 Ø 支持Router模式 Ø GRPC支持 Ø 协议自动识别 Ø 链式路由扩展 Ø 完善流量管理策略，包括 Retry、DirectResponse、

Ø能力 Ø性能 ØRoadMap背景为什么蚂蚁需要ServiceMesh Ø拥抱微服务，云原生 • SOFA 5规划落地 • 兼容K8S的智能调度体系 Ø运维体系的有力支撑 • LDC • 弹性伸缩 • 蓝绿/容灾/.. Ø金融级网络安全 • 金融级鉴权体系 • 云原生zero trust网络安全趋势 Ø异构语言体系融合 • SOFA/NodeJS/C++/Python/.. • Ø定义网络链接生命周期，事件机制 Ø定义可编程的网络模型，核心方法，监控指标 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 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

WeiboMesh �4 Java Server Java Client Registry Motan ➢ 服务治理理 ➢ 动态路路由 Vintage ➢ 注册中⼼心 Opendcp ➢ 智能弹性调度 Graphite ➢ 实时统计监控 平台微服务相关建设⽐比较完善 Notify Subscribe RegisterService Mesh Meetup · BeiJing 业务部⻔门调⽤用链 Server(php/java/..) golang/php/java Registry grpc/yar/motan ➢ 语⾔言特性 ➢ 历史积累 ➢ 业务侵⼊入较⼤大，client太重 ➢ 性能 ➢ 扩展性差 ➢ 推⼴广困难 Register Subscribe NotifyService Mesh Meetup · BeiJing 服务治理理 �9 微博Service Mesh实践 - 数据交互 • 全⾯面/灵活可扩展 服务治理理Service Mesh Meetup · BeiJing 跨语⾔言服务化⽅方式对⽐比 �11 微博Service Mesh实践 - WeiboMesh Http代理理 RPC模块 Agent代理理 研发成本 低 ⾼高 中 维护成本 低 ⾼高 中 使⽤用成本 低 低 中 治理理功能 中 ⾼高 ⾼高 扩展能⼒力力 低 中 ⾼高Service

认证和授权 • 智能路由 • 流量管理 • 服务降级 • … • 微服务拆分原则 • 业务API设计 • 数据一致性保证 • 可扩展性考虑 • …Kubernetes对于微服务的支撑 功能列表 详情 快速资源分配 容器编排和调度 服务部署&弹性伸缩 Deployment 服务注册&服务发现 Service概念和分布式DNS API网关 简单路由功能 统一日志中心 Fluentd 载服务发现、负载均衡、TLS终止、HTTP/2 & gRPC流量代理、熔断、健康检查等功能。 • Mixer 翻译过来是混音器，Mixer负责在整个Service Mesh中实施访问控制和使用策略。Mixer是一个可扩展组 件，内部提供了多个模块化的适配器(adapter)。 • Pilot 翻译过来是领航员，Pliot对Envoy的生命周期进行管理，同时提供了智能路由（如A/B测试、金丝雀部 署）、流量管

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 SQL逆向 • INSERT -> DELETE • UPDATE -> UPDATE • DELETE -> INSERT 隔离级别 • 无隔离 • 版本控制 • 记录锁 • 影子表弹性伸缩：数据迁移 迁移监听 在线双写 离线迁移 数据源切换 冗余数据清 理治理监控 配置动态化 负载均衡 熔断 & 禁用 安全 & 权限 & 脱敏 APM现有实现方案对比 客户端 损耗略高 损耗低 无中心化 是 否 是 静态入口 无 有 无 Sidecar的优势Database Mesh架构图Sharding-Sphere 核心功能 数据分片 分布式事务 数据库治理 弹性伸缩 管控界面 实现方案 Sharding-JDBC Sharding-Proxy Sharding-Sidecar Sharding -Sphere 云原生 无中心 零侵入Sharding