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导读


2018年，Service Mesh在国内大热，有多家公司推出自己的Service Mesh产品和方案。本篇文章结合Service Mesh领域内关注度较高的几种开源方案，从架构层面出发，进行初步解读。


服务网格（ServiceMesh）是什么？


Willian Morgan——Bouyant CEO给出的 Service  Mesh 定义：


服务网格是一个用于处理服务间通信的基础设施层，它负责为构建复杂的云原生应用传递可靠的网络请求。在实践中，服务网格通常实现一组和应用程序部署在一起的轻量级的网络代理，但对应用程序来说是透明的。


具体来说，Service Mesh 是服务的前置代理层的实现，采用 sidecar 设计模式，用来管理 inbound 和 outbound 流量，并且针对拦截的流量和具体配置，实现路由转发，策略控制，认证授权，数据监测等功能。将与业务服务紧密结合的外围支撑组件从服务组件中剥离，形成独立的基础设施层，进而让服务回归业务本身，不再考虑外围支撑，实现真正的服务无关性、无侵入式治理。


由于目前社区对 Service Mesh 实现都基于容器之上实现，因此本文中重点介绍 基于Kubernetes 的 Service Mesh 方案，并对其中的优劣势做出对比说明。目前社区比较活跃的 Service Mesh 实现主要有3个：Linkerd2、Istio、SOFAMesh。



服务网格对比


Linkerd2

Linkerd是基于 Kubernetes 和其他框架的服务网格。它通过为你提供运行时调试，可观察性，可靠性和安全性，使运行服务更容易，更安全，而无需对代码进行任何更改。


Istio

Istio 有助于降低这些部署的复杂性，并减轻开发团队的压力。它是一个完全开源的服务网格，可以透明地分层到现有的分布式应用程序上。它也是一个平台，包括允许它集成到任何日志记录平台、遥测或策略系统的 API。Istio的多样化功能集使你能够成功高效地运行分布式微服务架构，并提供保护、连接和监控微服务的统一方法。


SOFAMesh

SOFAMesh 是基于 Istio 改进和扩展而来的 Service Mesh 大规模落地实践方案 。



架构


Linkerd2

服务网格框架初探：Istio、Linkerd和SOFAmesh_第1张图片


Linkerd2  整体上分为数据平面和控制平面两部分。为了能够更好的契合Kubernetes 容器环境，基于 Rust 和 Golang 重写 Linkerd 所有功能组件，主要包括控制器，管理控制台，数据采集器，数据展示平台。


控制器（Controller）

控制器部分有多个容器（public-api，tap，destination，proxy-api）组成，这些容器提供了控制平面的大部分功能。


管理控制台（Web）

提供 Linkerd2 对外呈现的 Dashboard，方便运维人员以可视化的方式实时查看服务运行状态。


数据采集器（Prometheus）

Linkerd2 中 Prometheus 组件和开源 Prometheus 组件区别在于，Linkerd2中 Prometheus 针对 Linkerd2 的特殊实现，Linkerd2 中公开的所有监测指标都通过 Prometheus 进行操作，并且完成数据的持久化存储。


数据展示平台（Grafana）

Grafana 与 Prometheus 集成，作为 Linkerd2 收集的性能监测数据可视化展示平台。



Istio

服务网格框架初探：Istio、Linkerd和SOFAmesh_第2张图片


Istio 在架构上同样分为数据平面和控制平面。数据平面有 Proxy 代理，具体有 Envoy 实现，用于协调所有服务的 inbound 和 outbound 流量。控制层面由Pilot，Mixer，Citadel，Galley 组成。用来管理和配置代理理由策略，同时通过 Mixer 用来实时策略和收集遥测数据。


Envoy 

Envoy 被部署为 sidecar，和对应服务在同一个 Kubernetes pod 中，管理管理所有服务的入站和出站流量，提供服务发现，负载均衡，熔断，故障注入，超时等功能。同时由于和服务处于同一个 pod 中，Istio 能够将大量流量行为信号作为属性提取出来，这些属性可以和 Mixer 关联，并且发送给监控系统，提供整个服务网格行为的信息。


Pilot 

Pilot  将平台特定的服务发现机制抽象化并提炼出数据平面  API，屏蔽与sidecar 的直接对接，进一步实现配置管理的标准化。这样的抽象行为确保 Istio能够在多种环境下运行（例如 Kubernetes，Consul，Nomad），同时保持用于流量管理的相同操作界面。


Mixer

Mixer 是独立于平台的组件，可以在部署的时候选择性部署。负责在服务网格上执行访问控制和使用策略，并从 Envoy 代理和其他服务收集遥测数据。Mixer同时提供了可插拔式的插件模型，使得能够对接各种主机和基础设施后端。


Citadel

Citadel 通过内置身份和凭证管理赋能服务间和最终用户的身份认证。


Galley（暂时接触少）

Galley 代表其他的 Istio 控制平面组件，用来验证用户编写的 Istio API 配置。随着时间的推移，Galley 将接管 Istio 获取配置、处理和分配组件的顶级责任。



SOFAMesh

服务网格框架初探：Istio、Linkerd和SOFAmesh_第3张图片


从 SOFAMesh 架构图可以看出，SOFAMesh 源自 Istio，区别在于 SOFAMesh 在继承 Istio 强大的功能和丰富特性的基础上，根据阿里的实践经验做了以下增强：


  • 采用 Golang 编写的 MOSN(Modular Observable Smart Net-stub)取代 Enovy，同时保证完全兼容 Envoy  API；

  • 合并 Istio 中 Mixer 组件的 check  policy 功能到数据平面，有效解决大规模服务部署情况下，Mixer 一级缓存在进行策略检查时引发的“笛卡尔积问题”，同时保留 Mixer 中遥测数据上报的功能。

  • 针对客户的实际使用情况，增强 Pilot 的服务发现能力，在保留原有能力基础上，增加对 Dubbo，SOFA  Registry 的支持，后续将进一步增加对 Zookeeper 支持；

  • 增加数据同步模块，实现多个服务注册中心数据同步；

  • 增加 Open ServiceRegistry  API，提供标准化的服务注册功能；

  • 支持更多的协议处理（SOFA  RPC、DUBBO  RPC 等）。