Istio是Service Mesh(服务网格)的主流实现方案。该方案降低了与微服务架构相关的复杂性,并提供了负载均衡、服务发现、流量管理、断路器、监控、故障注入和智能路由等功能特性。
其中,Sidecar模式是一种将应用功能从应用本身剥离出来作为单独进程的方式。该模式允许我们向应用无侵入添加多种功能,避免了为满足第三方组件需求而向应用添加额外的配置代码。从某种意义上来说,服务对于网络是无感知的,只知道所附加的sidecar代理,它将网络依赖抽象成了Sidecar。
在Service Mesh中,我们需要了解Data Plane和Control Plane两个概念:
Istio核心组件
Istio可视化管理组件
Vistio:用于近乎实时地监控应用程序和集群之间的网络流量。
可以参考:https://www.yangcs.net/posts/vistio-visualize-your-istio-mesh-using-netflixs-vizceral/
Kiali:提供可视化服务网格拓扑、断路器和请求率等功能。Kiali还包括 Jaeger Tracing,可以提供开箱即用的分布式跟踪功能。
可以参考:https://jimmysong.io/istio-handbook/setup/istio-observability-tool-kiali.html
jaeger:用于展示istio微服务调用链关系,以及微服务工作状态监测。注意,在生产环境中,你应当使用Elasticsearch或cassandra持久化存储jaeger数据。
可以参考:https://blog.csdn.net/ywq935/article/details/80599297
https://mathspanda.github.io/2018/09/19/jaeger-deploy/
https://blog.frognew.com/2017/12/opentracing-jaeger-3.html
其中,Kiali、Jaeger、prometheus、grafana管理工具,将和Istio一并部署。
依赖环境
Helm > 2.10
Kubernetes > 1.9
下载并解压缩istio的发布包
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wget https://github.com/istio/istio/releases/download/1.0.6/istio-1.0.6-linux.tar.gz tar -zxvf istio-1.0.6-linux.tar.gz cd istio-1.0.6 |
Istio的Chart在istio-1.0.6/install/kubernetes/helm目录中,这个Chart包含了下面的代码文件
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# tree install/kubernetes/helm/istio ...... ...... 31 directories, 139 files |
如果安装的Helm版本高于2.10,就不再需要手动使用kubectl安装Istio的CRD。反之,则需要执行如下命令安装
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kubectl apply -f install/kubernetes/helm/istio/templates/crds.yaml |
查看安装的CRD
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kubectl get CustomResourceDefinition |
通过各个组件在vaule file的enabled flag启用或禁用,下面创建名称为istio.yaml的vaule file,将几个默认禁用的组件也启用
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tracing: enabled: true servicegraph: enabled: true kiali: enabled: true grafana: enabled: true |
首先,创建名称为kiali的secret。
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# echo -n 'admin' | base64 YWRtaW4= |
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# echo -n '1f2d1e2e67df' | base64 MWYyZDFlMmU2N2Rm |
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# cat < |
执行helm安装命令
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helm install install/kubernetes/helm/istio --name istio --namespace istio-system -f istio.yaml |
安装完成后确认各个组件的Pod正常运行
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# kubectl get pod -n istio-system NAME READY STATUS RESTARTS AGE grafana-59b8896965-5f9j2 1/1 Running 0 23m istio-citadel-6f444d9999-s9jrc 1/1 Running 0 23m istio-egressgateway-6d79447874-ssbc4 1/1 Running 0 23m istio-galley-685bb48846-mvf5w 1/1 Running 0 23m istio-grafana-post-install-6m256 0/1 Completed 0 23m istio-ingressgateway-5b64fffc9f-mrl9t 1/1 Running 0 23m istio-pilot-8645f5655b-k6fcz 2/2 Running 0 23m istio-policy-547d64b8d7-6dgkp 2/2 Running 0 23m istio-sidecar-injector-5d8dd9448d-zfdsb 1/1 Running 0 23m istio-telemetry-c5488fc49-qwwcv 2/2 Running 0 23m istio-tracing-6b994895fd-4vjfx 1/1 Running 0 23m kiali-5f9ffff7cf-jqk8p 1/1 Running 0 23m prometheus-76b7745b64-xjzmm 1/1 Running 0 23m servicegraph-cb9b94c-mlhjm 1/1 Running 0 23m |
Istio 以一个项目的形式部署到 Kubernetes 集群中。我们可以看到,部署好的 pods 中,除了有 istio-citadel、istio-egressgateway、istio-ingressgateway、istio-pilot 等 Istio 本身的功能组件,还集成了微服务相关的监控工具,如:grafana、jaeger-agent、kiali、prometheus。正是这些功能丰富且强大的监控工具,帮助 Istio实现了微服务的可视化管理。
您可以部署自己的应用或者示例应用程序如 Bookinfo。 注意:应用程序必须使用 HTTP/1.1 或 HTTP/2.0 协议来传递 HTTP 流量,因为 HTTP/1.0 已经不再支持。
如果运行 Pod 的 namespace 被标记为 istio-injection=enabled 的话,Istio-Initializer 会向应用程序的 Pod 中自动注入 Envoy 容器:
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kubectl label namespace |
如果您没有安装 Istio-initializer-injector 的话,您必须使用 istioctl kube-inject 命令在部署应用之前向应用程序的 Pod 中手动注入 Envoy 容器:
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kubectl create -f <(istioctl kube-inject -f |
Bookinfo 应用由四个单独的微服务构成,用来演示多种 Istio 特性,包含:
reviews 微服务有 3 个版本:
运行示例bookinfo,并开启Sidecar自动注入。
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# kubectl label namespace default istio-injection=enabled # kubectl apply -f samples/bookinfo/platform/kube/bookinfo.yaml # kubectl apply -f samples/bookinfo/networking/bookinfo-gateway.yaml # kubectl apply -f samples/bookinfo/platform/consul/destination-rule-all.yaml |
访问productpage
http://172.16.0.180:31380/productpage
31380端口可以通过命令获取
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kubectl -n istio-system get svc istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[0].nodePort}' |
完成Istio的安装后,可以看到安装的组件除了Istio架构中的数据平面和控制平面的各个核心组件,还部署了Prometheus、Grafana、Jaeger、Kiali等辅助组件。 在云原生生态中,我们已经对这些组件很熟悉了。
这些辅助组件都有自己的web界面,这里我们使用ingress的方式将这些组件暴露到集群外,以便在集群外部访问。Istio支持使用自带的istio-ingressgateway将服务暴露到集群外部,这个和Kubernetes中暴露Ingress Controller类似,有很多种方式,如NodePort,LoadBalancer,或直接开启hostNetwork: true等等。为了便于统一管理K8s集群中的服务暴露,笔者更倾向使用Traefik Ingress。
使用Ingress暴露istio服务
编写ingress yaml文件,如下
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# cat istio-ingress.yaml --- apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: jaeger-query namespace: istio-system annotations: kubernetes.io/ingress.class: traefik spec: rules: - host: istio.jaeger-query.com http: paths: - path: / backend: serviceName: jaeger-query servicePort: 16686 --- apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: prometheus namespace: istio-system annotations: kubernetes.io/ingress.class: traefik spec: rules: - host: istio.prometheus.com http: paths: - path: / backend: serviceName: prometheus servicePort: 9090 --- apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: grafana namespace: istio-system annotations: kubernetes.io/ingress.class: traefik spec: rules: - host: istio.grafana.com http: paths: - path: / backend: serviceName: grafana servicePort: 3000 --- apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: kiali namespace: istio-system annotations: kubernetes.io/ingress.class: traefik spec: rules: - host: istio.kiali.com http: paths: - path: / backend: serviceName: kiali servicePort: 20001 |
执行部署命令
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kubectl apply -f istio-ingress.yaml |
外部客户端,配置hosts地址解析,如下
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172.16.0.180 istio.prometheus.com 172.16.0.180 istio.jaeger-query.com 172.16.0.180 istio.grafana.com 172.16.0.180 istio.kiali.com |
访问jaeger
浏览器访问Jaeger之前可以多次刷新productpage页面以便产生访问请求等。选择productpage.default可以查看整个调用链。使用istio.jaeger-query.com域名访问,结果展示:
访问kiali
使用域名istio.kiali.com访问kiali页面。用户名admin,密码1f2d1e2e67df。
访问prometheus
使用域名istio.prometheus.com访问prometheus页面。
访问grafana
使用域名istio.grafana.com访问prometheus页面。
要成为服务网格的一部分,Kubernetes 集群中的 Pod 和服务必须满足以下几个要求:
本文实践了使用istio官方提供的helm chart在Kubernetes上部署Istio 1.0.6的过程,并使用traefik ingress将Istio集成的Prometheus、Grafana、Jaeger、Kiali等辅助组件暴露到集群外部,并对进入集群的流量进行管理。
在生产环境中,如果是基于公有云,如阿里云、AWS等运行Istio,建议Ingress的IP地址使用ELB地址;如果是自建的平台,则建议使用HAproxy+Keepalived提供的VIP地址,作为Ingress的IP地址,实现高可用。
如果Ingress服务,需要暴露在公网,应当使用CA认证机构颁发的证书https化(如使用cert-manager)。此外建议使用NFS、Ceph等方案实现Istio监控以及微服务应用的数据持久化存储。
文章来源:https://xuchao918.github.io/2019/03/01/Kubernetes-Istio%E5%BE%AE%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E6%9E%B6%E6%9E%84%E9%83%A8%E7%BD%B2%E5%92%8C%E4%BD%BF%E7%94%A8/