蚂蚁金服ServiceMesh数据平面 SOFAMosn深层揭秘 奕杉Agenda Ø背景 Ø构架 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 2SOFAMosn内数据流 3NET/IO 4 Ø屏蔽IO处理细节 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 为网络协议请求/响应提供可编程的抽象载体 ü 考虑PING-PONG，PIPELINE，分帧STREAM三种典型流程特征 Ø定义Stream生命周期，核心事件 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

一、业务背景 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 业务实时监控，日志收集； • 机房级和地域级容灾能力; 业务背景业务背景 CAFÉ API Server Aggregation Layer 异地多活架构 同城双活架构 K8S API Server 基础发布运维 跨集群应用 资源管理 IaaS层（Aliyun/OpenStack/VMWare/Bare Metal） PaaS 核心层 核 心 流 程 两地三中心架构 跨机房和地域统一应用运维 容器镜像管理 批次发布 原生资源管理 Pod伸缩管理 集群伸缩管理 变更管控 配额管理 运维原子操作 精细化调度 接入层流程调拨 应用层流量调拨 跨集群状态 分发/汇聚 数据层流量调拨 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

安全防护能力提升，WAF，流量镜像 2018至 今 • 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 首次请求app1 2 随机分流 3 uid转发目标zone 4 响应请求 5 写入cookie 6 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 减少握手延迟 • 代价：握手前发送的数据不能 保证防重放攻击，因此要求应 用程序自己保证防重放攻击 Small Ticket • 自定义Session Ticket编码格式 • 160 byte -> 76 byte • Session Ticket扩展 用于会话复用，加速握手过程 • Cached-info扩展 缓存证书等服务端信息，避免 再次握手时重复传输数据 • ECDHE-keyshare扩展

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, Lyft主导，业界 众多公司使用中，重点搭 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SOFAMOSN数据流SOFAMOSN数据流持续演进路径 & 是 否 获取ALPN协商 所得协议 有 无 遍历所有协议 实现，执行 ProtocolMatch 返回AGAIN 匹配成功，获 取对应协议 无法识别协议， 断开链接 继续读取数据技术案例 – HTTP/2.0优化 官方HTTP/2.0实现问题： 1. syscall read较多，效率低下 2. 每个stream分配单独的goroutine处理， 调度开销高 3. 临时对象多，GC占比高

基本服务治理功能 App OSP Server Service Registry Service Config Center 服务发现 服务注册 服务元数据下发 OSP client 服务路由 网络传输 服务元数据上报缺点 • 语言单一 • 升级困难 • 复杂代码嵌入对客户端进程影响大服务化体系2.0 - Service Mesh雏形 • 物理机、sidecar • Local 规则路由、标签路由、邻近机房 路由、Hash路由、基于权重的路 由、熔断、健康探测、超时重试、 限流降级等等 • 契约化治理，服务接口变更diff并 通知上游 • 环境无关，物理机、云、测试机 器、本机都能跑实践中踩过的坑 我是作者名称ZooKeeper的强耦合 • 初始设计没有抽象服务注册发现和服务配 置的接口，直接操作ZK并且依赖了ZK的特 性和原语 • ZK弊端显现 • 跨机房多活问题 • 无法动态根据系统指标调整阈值 • 目标 • 用户无需拍脑袋设值，服务治理中心根据 历史指标进行推荐，对不合理的设置进行 建议，如 • 根据应用的历史延迟时间推荐超时设置 • 根据应用的历史流量数据推荐限流设置 • 根据动态指标自动调整配置 • 如单个实例内指标异常（超时率、cpu异常等） 动态调整限流值或直接降级 Proxy Server Intelligent center 机器指标

(无本地盘) 硬件维修周期 [周, 月] [分钟，天]成本 效率 稳定云化架构 物理机 + 本地存储 + Underlay网 络 神龙/ECS + 远程存储 + Overlay网络 集团机房 云上机房 基础设施 IDC 系统 基础运维 天基系统 CMDB 安全审计 单机监控 ASI 平台 kubelet/Pouch CI/CD k8s extended Service Mesh SystemFailure.Redeploy 不带本地盘 RebootInstance (doc) 带本地盘 RedeployInstance (doc) 本盘数据不能 迁移运维实践 - 宕机率分析 • 宕机关联度分析 • 宕机趋势 • 机房、单元、分组 • 机型、硬件特征 • 内核版本、hotfix 一致率 • 宕机根因分析诊断 • 硬件故障、运维事件 • vmcore 归类分析 • 内核错误日志分析Machine

陌陌中间件架构师1/24 讲师简介 高飞航，陌陌中间件架构师 2011年 毕业于东北大学 加入淘宝网 交易平台团队 负责交易流程业务研发 2013年 加入陌陌 基础平台组 负责多项中间件产品研发、多机房架构建设 在微服务领域具备丰富的经验 当前关注Service Mesh、云原生等技术方向2/24 /01 /02 /03 背景 问题 实践 微服务体系演进历程 架构痛点与解决思路 Service 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 关键收益均由数据平面产生 非完善的控制平面功能 技术体系内不引入Go语言 最成熟的服务端语言为Java 使用Java开发 数据平面Agent14/24 整体架构 数据平面 • 现有协议的流量转发 • Agent平滑升级机制 控制平面 控制平面 • 轻量的Pilot Proxy • 向Istio的标准协议靠拢 重点目标 长期规划15/24 数据平面实践细节 • 部署方式 • 升级方式 • 容灾方式 • 性能问题 • 资源问题 • 兼容问题 关键设计 关键问题16/24 数据平面部署方式 容器化运行方式 • sidecar模式 • 与业务进程相同Pod不同Container 陌陌微服务容器化部署比例在80%以上

命中率/超时数 1 同机房 10 43899 2001674 (100%）|0 2 同机房 50 44369 2001674 (100%)|0 3 同机房 100 40815 2001674 (100%)|140 4 同机房 200 41094 2001674 (100%)|112 5 同机房 300 40664 2001674 (100%)|628 6 同机房 400 42226 2001674 2001674 (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/kuber

99% 53分钟 极高可用 5个9 99.999% 5分钟18/总页数 治理策略 & 高可用 不可用因素 程序和配置出 bug 线程假死、配 置格式出错 机器故障 宕机 机房故障 核心交换机故 障、机房停电 容量 服务容量不足 依赖服务 响应超时19/总页数 治理策略 & 高可用 • 微服务高可用 设计手段 服务高可用 服务限流 方法容错 负载均衡+ 实例容错 柔性化/异步化

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 • ACID • 分布式 RDBMS • SQL • BASE ACID • 分布式 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 M2 M3 S1 S3 数据库中间件 App1 M App2 App3 write sync read数据分片 + 读写分离 App1 S1 App2 App3 M2 sync read S2 S3 M1 M3 write数据分片 + 读写分离：引入中间件 App1 M1 App2 App3 S2 M2 M3 S1 S3 数据库中间件 write sync read分布式事务：定义 传统事务：ACID