进击的 Traefik 杨川胡（阳明） 知群后台负责人 2019.10.26 Service Mesh Meetup #7 成都站 云原生边缘路由器探秘杨川胡（阳明） 知群后台负责人，原小米视频后台高级研发 ，《Prometheus 深入浅出》作者，「k8s技 术圈」社区作者，现阶段专注于云原生技术 领域，希望成为一个有产品思维的工程师1 Traefik 介绍 2 Traefik Traefik 2.0 核心概念 3 Traefik With Docker 4 Traefik With KubernetesTraefik 是什么？ • 云原生的边缘路由器 • 让部署微服务更加便捷而诞生的现 代 HTTP 反向代理、负载均衡工具 • 它支持多种后台 (Docker, Swarm, Kubernetes, M arathon, Mesos, Consul, Etcd, Z ookeeper ....1 Traefik 介绍 2 Traefik 2.0 核心概念 3 Traefik With Docker 4 Traefik With KubernetesTraefik 是一个边缘路由器Traefik 自动服务发现Traefik 2.0 架构 • Providers 用来自动发现平台上的服务 • Entrypoints 监听传入的流量（端口等… ） • Routers 分析请求（host

SDK 实现的七层通信相关功能抽象 出来，使用一个专用层次来实现，Service Mesh 对应用透明，因此应用 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 q 服务数据（Mesh 中有哪些服务？缺省路由） v Service Registry § Kubernetes：原生支持 § Consul、Eureka 等其他服务注册表：MCP over xDS （https://github.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 Destination Rule 外部请求 内部客户端 Service2 Service1 网格内部 定义网格入口 • 服务端口 • Host • TLS 配置 • 路由配置 • 根据 Host 路由 • 根据 Header • 根据 URI 路由 目的地流量策略配置 • LB 策略 • 连接池配置 • 断路器配置 • TLS 配置 Gateway External Service 统一网格出口 •

简单匹配路由 Ø 集群管理 & 基本负载均衡(RR、 RANDOM) Ø SofaRpc及HTTP/1.1、 HTTP/2.0支持 Ø 进程平滑升级 Ø SOFAMesh集成，支持 xDS 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 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、 HTTP Header add/delete、 流控、故障注入等 Ø 支持必要的admin接口性能 0.1.0 0.2.0 0.3.0 0.4.0 Ø 内存复用框架 Ø 点，支持 云原生场景下的多协议、路由&LB、后端管理、TLS、遥感监测、XDS对接等功能， 并充分优化了性能，目前已经在蚂蚁、UC生产环境进行了验证。落地实践案例蚂蚁落地 – 应用接入 ü 适用于蚂蚁当前的服务发现 体系 ü 通过中间件通道对应用推送 MOSN调用地址 ü 通过扩展cluster类型的方式 动态获取配置中心后端 ü MOSN出向路由基于明确的 服务依赖关系生成 ü

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 & Service Registry Service Config Center Remote Proxy Cluster API Gateway 备用链路 服务发现 服务注册 配置下发 服务路由 网络传输 OSP client多语言客户端接入 • HTTP & TCP • Local & Remote • 根据接入对象的不同，制定 不同的接入策略，达到 • 接入简单 • 保证性能 Service Registry Service Config Center Remote Proxy Cluster API Gateway 备用链路 服务发现 服务注册 配置下发 服务路由 网络传输 OSP client PhpApp Local Proxy OSP client Pod Local Proxy OSP client Pod OSP client Web

Mesh Meetup #7 成都站网络代理是什么？ 南北流量 东西流量 Server App 负载均衡器 NAT网关 防火墙 负载均衡器 NAT网关 防火墙 负载均衡器 负载均衡器 路由器 路由器 Internet网络代理有什么？ Maglev Ipvs Katran GFE BFE TGW Nginx Apache httpd SOFAMosn Envoy Linkerd网络的挑战网络的挑战 IDC2 1 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 § Web Assembly模块扩展东西流量的服务发现与路由 F5（ipvs） APP APP APP APP 配置中心 APP APP APP APP Proxy APP APP APP APPService Mesh Service 业务逻辑 SDK 协议编解码 服务发现 负载均衡 熔断限流 服务路由 …… Service 业务逻辑 轻量级SDK 协议编解码

7 亿美元收购 NGINX Apache APISIX 简介 关于 Apache APISIX • 天然的云原生 API 网关 • 中国最快毕业的 Apache 顶级项目 • 全动态：路由、SSL 证书、上游、插件… • 40 多个插件，覆盖：身份认证、安全、日志、可观测性… Apache APISIX 设计思路 • API 网关的数据面和控制面分离 • 通过插件机制来方便二次开发和运维 APISIX 的路由复杂度是 O(k)，只和 uri 的长度有关，和路由数量无关；kong 的路由时间复杂 度是 O(n)，随着路由数量线性增长。 • Apache APISIX 的 IP 匹配时间复杂度是 O(1)，不会随着大量 IP 判断而导致 cpu 资源跑满；kong 的最 新版本也换用了 Apache APISIX 的 IP 匹配库； • Apache APISIX 的路由匹配，接受 nginx 和 Kong 的对比 对⽐比项 APISIX Kong 技术架构 Nginx + etcd Nginx + postgres ⾼高可⽤用 ⾮非常可靠，没有单点 ⼀一般，有数据库 的单点 精细化路路由 ⽀支持 Nginx 变量量和⾃自 定义函数 固定的⼏几个条件 配置⽣生效时间 事件驱动，⼩小于 1 毫秒 轮询拉取，5 秒 处理理延迟 0.2 毫秒 2 毫秒 性能（单核，开启两个限流和 prometheus插件）

能力提供方 服务调用方（Client） 服务提供方（Server） 服务注册与发现 注册发现：基于 Consul √ 调用控制 协议支持：HTTP 1.X/2.X，可扩展至 TCP √ 路由控制：提供简单的路由能力 √ 负载均衡：支持 RR、权重、一致性 Hash 等 √ 流量复制：不提供 × 故障转移：继承 Nginx 的 Failover 机制 √ 安全 访问控制：主要依靠中间件 × 注册发现：云外基于 Consul，云内基于 K8s 默认的 ETCD √ 调用控制 协议支持：HTTP 1.X/2.X，GRPC,WebSocket，Dubbo， Thrift √ 路由控制：静态路由、动态路由、流量染色、分流控制等 √ 负载均衡：支持 RR、权重、一致性 Hash 等 √ 流量复制：Envoy 自带 √ 故障转移 √ 安全 访问控制：RBAC vs Mixer √ 治理控制 灰度引流 • 服务间调用灰度引流 • 外域调用灰度引流 • 平滑迁移是 Service Mesh 在混合云架构落地的关键17/24 平滑迁移 • 边缘网关支持跨 LDC 访问 • 兜底路由：云内云外互备 • 访问控制（如白名单能力） • 灰度引流使架构透明化 • 服务间调用灰度引流 • 外域调用灰度引流18/24 API 网关 • 整体基于 Envoy+Pilot 方案：

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 Codec Stream Route / LB Codec Stream IO 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 支持 •SOFA RPC •HTTP 1.x (待优化) •HTTP 2 (待优化) •Dubbo (研发中) •HSF (研发中) •On TLS 核心路由 •支持 virtual host 路由 •支持 headers/url/prefix 路由 •支持基于 host metadata 的 subset 路 由 •支持重试 后端管理 •基础负载均衡算法 •主动健康检查 •Subset

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 的路由模 型 • 一个应用上部署了多个 服务，每个服务有自己的版本 • …ISTIO 控制平面路由的抽象模型 INBOUND OUTBOUNDSOFA 服务注册模型落地一个微服务框架需要的工作 • 部署 ZK 集群作为 RPC 框架的注册中心 • 开发 ZK Platform Adapter for DUBBO • 开发 DUBBO 服务的 XDS 配置下发 • 开发 DUBBO 服务的路由规则 XDS 适配 • 开发 DUBBO 协议支持SOFA • 部署 ZK 集群作为 RPC 框架的注册中心 • 开发 ZK Platform Adapter for DUBBO • 开发 DUBBO 服务的 XDS 配置下发 • 开发 DUBBO 服务的路由规则 XDS 适配 • 开发 DUBBO 协议支持（开箱即用模式下也可以省掉）DNS 寻址目标 • 允许应用把接口当做域名来访问远端服务 • 支持在 Kubernetes DNS 之上构建更结构化的域名体系

• 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 Mesh云平台微服务演进之Service Mesh Pilot Envoy • 服务发现 • Envoy生命周期管理 • Envoy配置下发 • 服务模型 • 配置模型 • 负载均衡 • 智能路由（灰度、蓝绿） • 流量管理（超时、重试、熔断） • 故障处理 • 故障注入 • … Mixer • 前提条件检查：安全认证，黑白名单， ACL检查 • 限流管理 • 遥测报告：日志监控 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）、流量管理（超时、重试、熔断）功能。Pliot接收用户指定的高级路由规则配置，转换成Envoy的 配置，使这些规则生效。 • Istio-Auth 服务间认证和终端用户认证功能Istio的Pilot功能解析Pilot官方架构Istio