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微服务治理istio初探下

1913字约6分钟

2024-09-29

Istio 流量管理核心资源

核心资源：

  • VirtualService（虚拟服务）

  • DestinationRule（目标规则）

  • Gateway（网关）

  • ServiceEntry（服务入口）

VirtualService

VirtualService（虚拟服务）：

  • 定义路由规则

  • 描述满足条件的请求去哪里

kubectl get vs # 查看已创建的虚拟服务

DestinationRule

DestinationRule（目标规则）：定义虚拟服务路由目标地址的 真实地址，即子集（subset），支持多种负载均衡策略：

  • 随机

  • 权重

  • 最小请求数

Gateway

Gateway（网关）：为网格内服务对外访问入口，管理进出网格的流量，根据流入流出方向分为：

  • IngressGateway：接收外部访问，并将流量转发到网格内的服务。

  • EgressGateway：网格内服务访问外部应用。

Gateway（网关）与Kubernetes Ingress有什么区别？

Kubernetes Ingress与Getaway都是用于为集群内服务提供访问入口， 但Ingress主要功能比较单一，不易于Istio现有流量管理功能集成。

目前Gateway支持的功能：

  • 支持L4-L7的负载均衡

  • 支持HTTPS和mTLS

  • 支持流量镜像、熔断等

ServiceEntry

ServiceEntry（服务入口）：将网格外部服务添加到网格内， 像网格内其他服务一样管理。

Istio 流量管理案例（主流发布方案介绍，灰度发布，流量镜像）

主流发布方案介绍

主流发布方案：

  • 蓝绿发布

  • 滚动发布

  • 灰度发布（金丝雀发布）

  • A/B Test

蓝绿发布

项目逻辑上分为AB组，在项目升级时，首先把A组从负载均衡 中摘除，进行新版本的部署。B组仍然继续提供服务。A组升级 完成上线，B组从负载均衡中摘除。

特点：

  • 策略简单

  • 升级/回滚速度快

  • 用户无感知，平滑过渡

缺点：

  • 需要两倍以上服务器资源

  • 短时间内浪费一定资源成本

  • 有问题影响范围大

滚动发布

每次只升级一个或多个服务，升级完成后加入生产环境， 不断执行这个过程，直到集群中的全部旧版升级新版本。 Kubernetes的默认发布策略。

特点：

  • 用户无感知，平滑过渡

缺点：

  • 部署周期长

  • 发布策略较复杂

  • 不易回滚

  • 有影响范围较大

灰度发布（金丝雀发布）

只升级部分服务，即让一部分用户继续用老版本，一部分用户 开始用新版本，如果用户对新版本没有什么意见，那么逐步扩 大范围，把所有用户都迁移到新版本上面来。

特点：

  • 保证整体系统稳定性

  • 用户无感知，平滑过渡

缺点：

  • 自动化要求高

灰度发布

A/B Test

灰度发布的一种方式，主要对特定用户采样后，对收集到的反 馈数据做相关对比，然后根据比对结果作出决策。用来测试应 用功能表现的方法，侧重应用的可用性，受欢迎程度等，最后 决定是否升级。

灰度发布：部署Bookinfo微服务项目

Bookinfo 是官方提供一个图书评测系统微服务项目示例，

分为四个微服务：

1、创建命名空间并开启自动注入

kubectl create ns bookinfo
kubectl label namespace bookinfo istio-injection=enabled

2、部署应用YAML

cd istio-1.8.2/samples/bookinfo
kubectl apply -f platform/kube/bookinfo.yaml -n bookinfo
kubectl get pod -n bookinfo

3、创建Ingress网关

kubectl apply -f networking/bookinfo-gateway.yaml -n bookinfo

4、确认网关和访问地址，访问应用页面

kubectl get pod,svc -n istio-system

访问地址：http://192.168.1.11:31265/productpage

reviews 微服务部署 3 个版本，用于测试灰度发布效果：

  • v1 版本不会调用 ratings 服务

  • v2 版本会调用 ratings 服务，并使用 5个黑色五角星来显示评分信息

  • v3 版本会调用 ratings 服务，并使用5个红色五角星 来显示评分信息

灰度发布：基于权重的路由

任务：

  1. 流量全部发送到reviews v1版本（不带五角星）

  2. 将90%的流量发送到reviews v1版本，另外10%的流量发送到reviews v2版本（5个黑色五角星）， 最后完全切换到v2版本

  3. 将50%的流量发送到v2版本，另外50%的流量发送到v3版本（5个红色五角星）

kubectl apply -f networking/virtual-service-all-v1.yaml -n bookinfo
kubectl apply -f networking/destination-rule-all.yaml -n bookinfo
kubectl apply -f networking/virtual-service-reviews-90-10.yaml -n bookinfo
kubectl apply -f networking/virtual-service-reviews-v2-v3.yaml -n bookinfo

灰度发布：基于请求内容的路由

任务：将特定用户的请求发送到reviews v2版本（5个黑色五角星），其他用户则不受影响（v3）

kubectl apply -f networking/virtual-service-reviews-jason-v2-v3.yaml -n bookinfo

灰度发布：工作流程

1.将部署应用的deployment里pod标签增加一个"version :v1"

2.部署deployment接入istio

3.目标规则关联服务版本标签

4.虚拟服务实现灰度发布

流量镜像

流量镜像：将请求复制一份，并根据策略来处理这个请求，不会影响真实请求。

应用场景：

  • 线上问题排查

  • 用真实的流量验证应用功能是否正常

  • 对镜像环境压力测试

  • 收集真实流量数据进行分析

验证模拟测试：（访问nginx-v1版本的流量复制到nginx-v2版本）

azhe.zip

kubectl label namespaces default istio-injection=enabled
cd azhe/
kubectl apply -f .
kubectl logs nginx-v1-7fcbd8f56f-s9s4m -c nginx  -f
kubectl logs  nginx-v2-596b8cbb66-lcnnc -c nginx -f 
kubectl get svc -n istio-system

访问页面验证，访问nginx-v1版本的流量复制到nginx-v2版本

nodeport暴露的端口：http://192.168.0.12:31994/

将应用暴露到互联网

在实际部署中，K8s集群一般部署在内网，为了将暴露到互联 网，会在前面加一层负载均衡器（公有云LB产品、Nginx、 LVS等），用于流量入口，将用户访问的域名传递给 IngressGateway，IngressGateway再转发到不同应用。

1.安装nginx并配置

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;
    ....
location / {
         proxy_http_version 1.1; #必须指定不然会出现422，默认只支持1.1，upstream默认支持1.0
         proxy_set_header Host $host;
         proxy_pass http://192.168.0.11:31994;
         }

2.在Gateway和VirtualService添加接收流量入口的域名

3.宿主机绑定nginx负载均衡ip关联的hosts解析，然后访问nginx.ctnrs.com

可视化监控

Istio集成了多维度监控系统：

  • 使用Kiali观测应用

  • 使用Prometheus+Grafana查看系统状态

  • 使用Jaeger进行链路追踪

kubectl apply -f samples/addons/prometheus.yaml -n istio-system
kubectl apply -f samples/addons/grafana.yaml -n istio-system
kubectl apply -f samples/addons/jaeger.yaml -n istio-system
kubectl apply -f samples/addons/kiali.yaml -n istio-system

注：service默认使用ClusterIP，浏览器访问需要改成NodePort后再apply

使用Kiali观测应用

Kiali是一款Isito服务网格可视化工具，提供以下功能：

  • Istio 的可观察性控制台

  • 通过服务拓扑帮助你理解服务网格的结构

  • 提供网格的健康状态视图

  • 具有服务网格配置功能

使用Prometheus+Grafana查看系统状态

Prometheus用于收集Isito指标，通过Grafana可视化展示。

仪表盘：

  • Istio Control Plane Dashboard：控制面板仪表盘

  • Istio Mesh Dashboard：网格仪表盘，查看应用（服务）数据

  • Istio Performance Dashboard：查看Istio 自身（各组件）数据

  • Istio Service Dashboard：服务仪表盘

  • Istio Workload Dashboard：工作负载仪表盘

  • Istio Wasm Extension Dashboard

使用Jaeger进行链路追踪

Jaeger是Uber开源的分布式追踪系统，用于微服务的监控 和全链路追踪。

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