Service Mesh - Kubernetes & Istio 开发环境搭建

原文：https://makeoptim.com/service-mesh/kubernetes-istio-setup

• Kubernetes
  • 安装 Docker Desktop
  • 安装 Kubernetes
  • 验证 Kubernetes
  • 部署 dashboard
  • 查看 dashboard
• Istio
  • 下载 Istio
  • 安装 Istio
    • 配置文件
    • 安装
    • 启动自动注入
  • 验证 Istio
• 小结
• 参考

注：更新于 2020-09-09

• Kubernetes 1.1.5.5 -> 1.16.5
• dashboard 2.0.0-beta8 -> 2.0.4
• Istio 1.5 -> Istio 1.7

上一篇 介绍了 Istio 1.5 的新特性，这对于 Istio 老用户们确实是个好消息。从本文开始，我们会用理论与实践相结合的形式讲解 Istio 知识点。工欲善其事必先利其器，本文向大家介绍最快的 Kubernetes & Istio 开发环境搭建方法，希望能帮助到大家。

Kubernetes

Istio 依托于 Kubernetes，因此，首先我们先安装 Kubernetes。Kubernetes 有许多安装的方法，包括：Minikube、kubeadm、Docker Desktop。本文选用较为便捷的 Docker Desktop。

安装 Docker Desktop

前往Docker Desktop 选择对应系统安装包下载并安装。

Istio

安装 Kubernetes

打开 Docker Desktop，点击 Preferences

Istio

选择左侧 Kubernetes 栏，并勾选 Enable Kubernetes，最后点击 Apply & Restart

注：由于安装过程需要下载许多东西，请开启安全上网，避免网络问题导致安装失败

由于 Istio 1.7 要求 Kubernetes 1.16+，详见 https://makeoptim.com/service-mesh/istio1-7#require。因此，安装前请先升级 Docker Desktop 到最新，以便安装 Kubernetes 1.16+。

Istio

等待 Kubernetes 安装完毕后，左下角会显示 Kubernetes running 状态。这时，打开 Resources，在 Advanced 中将 CPU 至少设置为 4 核心，内存至少设置为 8 GB，最后点击 Apply & Restart

注：若机器资源不够，可使用 docker system prune 指令释放更多可用资源。 该指令该默认会清除所有如下资源：

• 已停止的容器（container）
• 未被任何容器所使用的卷（volume）
• 未被任何容器所关联的网络（network）
• 所有悬空镜像（image）

Istio

验证 Kubernetes

首先，先切换 Kubernetes 的 config 到 docker-desktop

$ kubectl config use docker-desktop
Switched to context "docker-desktop".

查看命名空间

$ kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   22m
docker            Active   21m
kube-node-lease   Active   22m
kube-public       Active   22m
kube-system       Active   22m

部署 dashboard

执行以下安装命令

$ kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.4/aio/deploy/recommended.yaml
namespace/kubernetes-dashboard created
serviceaccount/kubernetes-dashboard created
service/kubernetes-dashboard created
secret/kubernetes-dashboard-certs created
secret/kubernetes-dashboard-csrf created
secret/kubernetes-dashboard-key-holder created
configmap/kubernetes-dashboard-settings created
role.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard created
deployment.apps/kubernetes-dashboard created
service/dashboard-metrics-scraper created
deployment.apps/dashboard-metrics-scraper created

查看 dashboard

$ kubectl proxy
Starting to serve on 127.0.0.1:8001

打开 http://localhost:8001/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/

Istio

这是因为权限的原因，可通过以下方法获取 Token。

首先，创建 ServiceAccount

$ cat <

创建 ClusterRoleBinding 为 dashboard sa 授权集群权限 cluster-admin

$ cat <

获取 Token

$ kubectl -n kubernetes-dashboard describe secret $(kubectl -n kubernetes-dashboard get secret | grep admin-user | awk '{print $1}')
Name:         admin-user-token-x2h9w
Namespace:    kubernetes-dashboard
Labels:       
Annotations:  kubernetes.io/service-account.name: admin-user
              kubernetes.io/service-account.uid: e9822a9d-03dc-4f43-9f1e-de54e27174e3

Type:  kubernetes.io/service-account-token

Data
====
token:      eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6IiJ9.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.nL7n_R1VMU_CxWxWyc4MNaMIpA8CRjlI45LvB5TEIri6tlXHlQBhEwUA662AYFETWpPnyNljkOLGhuzTSl7RXSf6Wsv8r-qH21DqvtOP2j2cFdTy4c9MBvaAEZrmDDOHXqc9_29AIZjC5LXNApRkzAPeHgFG_HsfJjbkhZuWVOWmXW3S_kY87DlieoltVfxDR-zyMCTiMCMetXIFcDYoXl8l37jWFOZQUpZCtNIbpvIQAOMQ746LPaK9MzX7glcs7GXGXokQRrQ-RLYSe5MaNX1PnTRYJv0VSu5RhReKXhpq5gYzQhu1hE5HYZTJYwiC0ubB98zS9z2xzm_D-q6H4A
ca.crt:     1025 bytes
namespace:  20 bytes

拷贝 token，并黏贴，即可进入 dashboard

Istio

Istio

至此，Kubernetes 已安装完毕，下面将 Istio 安装到 Kubernetes 中。

Istio

下载 Istio

1、访问 Istio release 页面下载与您操作系统对应的安装文件。在 macOS 或 Linux 系统中，也可以通过以下命令下载最新版本的 Istio：

1
$ curl -L https://istio.io/downloadIstio | sh -

2、切换到 Istio 包所在目录下。例如：Istio 包名为 istio-1.7.0，则：

$ cd istio-1.7.0/
(base) bogon:istio-1.7.0 catchzeng$ ls -l
total 48
-rw-r--r--   1 catchzeng  staff  11348  3  4 20:41 LICENSE
-rw-r--r--   1 catchzeng  staff   5818  3  4 20:41 README.md
drwxr-x---   3 catchzeng  staff     96  3  4 20:41 bin
drwxr-xr-x   7 catchzeng  staff    224  3  4 20:41 install
-rw-r-----   1 catchzeng  staff    595  3  4 20:41 manifest.yaml
drwxr-xr-x  20 catchzeng  staff    640  3  4 20:41 samples
drwxr-x---   6 catchzeng  staff    192  3  4 20:41 tools

注：安装目录包含如下内容：

• install/kubernetes 目录下，有 Kubernetes 相关的 YAML 安装文件
• samples/ 目录下，有示例应用程序
• bin/ 目录下，包含 istioctl 的客户端文件。istioctl 工具用于手动注入 Envoy sidecar 代理。

3、将 istioctl 客户端路径增加到 path 环境变量中，macOS 或 Linux 系统的增加方式如下：

$ export PATH=$PWD/bin:$PATH

4、验证安装

$ istioctl version --remote=false
1.7.0

注：在使用 Bash 或 ZSH 控制台时，可以选择启动 auto-completion option。具体步骤如下：

• Bash

  $ cp tools/istioctl.bash ~
  $ source ~/istioctl.bash
  
  

• ZSH

  $ cp tools/_istioctl ~
  $ source ~/_istioctl
  
  

安装 Istio

配置文件

istioctl 内置了几个配置文件(config profiles)供我们选择。

$ istioctl profile list

Istio configuration profiles:
    demo
    empty
    minimal
    preview
    remote
    default

这些配置文件提供了对 Istio 控制平面和 Istio 数据平面 sidecar 的定制内容。 你可以从 Istio 内置配置文件的其中一个开始入手，然后根据您的特定需求进一步自定义配置文件。当前提供以下几种内置配置文件:

• default：根据默认的安装选项启用组件 (建议用于生产部署)。
• demo：这一配置具有适度的资源需求，旨在展示 Istio 的功能。它适合运行 Bookinfo 应用程序和相关任务。 这是通过快速开始指导安装的配置，但是您以后可以通过自定义配置 启用其他功能来探索更高级的任务。
• minimal：使用 Istio 的流量管理功能所需的最少组件集。
• remote：用于配置多集群网格的远程集群。
• empty：什么都不部署。 这可用作自定义配置的基本配置文件。
• preview: preview 配置文件包含实验性功能。 目的是探索 Istio 的新功能。 不能保证稳定性，安全性和性能-使用风险自负。

	default	demo	minimal	remote
istio-egressgateway
istio-ingressgateway
istiod

如果你想进一步自定义安装 Istio 和 addons，你可以在 istioctl install 的时候增加 --set = 配置项

如果你想查看配置文件中都有那些配置，可以通过 profile dump 命令

$ istioctl profile dump demo
components:
  egressGateways:
  - enabled: true
    k8s:
      resources:
        requests:
          cpu: 10m
          memory: 40Mi
    name: istio-egressgateway

...

安装

为了更接近生产环境。因此，这里选用 default 配置文件部署 Istio。

$ istioctl install --set profile=default
Detected that your cluster does not support third party JWT authentication. Falling back to less secure first party JWT. See https://istio.io/docs/ops/best-practices/security/#configure-third-party-service-account-tokens for details.
✔ Istio core installed
✔ Istiod installed
✔ Ingress gateways installed
✔ Installation complete

启动自动注入

通过以下命令，为 default 命名空间开启 sidecar 自动注入。

$ kubectl label namespace default istio-injection=enabled
namespace/default labeled

验证 Istio

1、部署 Bookinfo 例子程序

$ kubectl apply -f samples/bookinfo/platform/kube/bookinfo.yaml
service/details created
serviceaccount/bookinfo-details created
deployment.apps/details-v1 created
service/ratings created
serviceaccount/bookinfo-ratings created
deployment.apps/ratings-v1 created
service/reviews created
serviceaccount/bookinfo-reviews created
deployment.apps/reviews-v1 created
deployment.apps/reviews-v2 created
deployment.apps/reviews-v3 created
service/productpage created
serviceaccount/bookinfo-productpage created
deployment.apps/productpage-v1 created

2、验证 services & pods

$ kubectl get services
NAME          TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
details       ClusterIP   10.108.129.83            9080/TCP   18s
kubernetes    ClusterIP   10.96.0.1                443/TCP    86m
productpage   ClusterIP   10.104.221.90            9080/TCP   17s
ratings       ClusterIP   10.101.178.252           9080/TCP   18s
reviews       ClusterIP   10.107.61.70             9080/TCP   18s

$ kubectl get pods -w
NAME                              READY   STATUS            RESTARTS   AGE
details-v1-74f858558f-fnr9q       0/2     PodInitializing   0          107s
productpage-v1-76589d9fdc-ppgtp   0/2     PodInitializing   0          105s
ratings-v1-7855f5bcb9-gh6zt       0/2     PodInitializing   0          106s
reviews-v1-64bc5454b9-sfzs2       0/2     PodInitializing   0          105s
reviews-v2-76c64d4bdf-4g4b8       0/2     PodInitializing   0          106s
reviews-v3-5545c7c78f-87m6l       0/2     PodInitializing   0          106s
reviews-v3-5545c7c78f-87m6l       1/2     Running           0          5m10s
reviews-v3-5545c7c78f-87m6l       2/2     Running           0          5m12s
details-v1-74f858558f-fnr9q       1/2     Running           0          5m57s
details-v1-74f858558f-fnr9q       2/2     Running           0          5m59s
ratings-v1-7855f5bcb9-gh6zt       1/2     Running           0          7m3s
ratings-v1-7855f5bcb9-gh6zt       2/2     Running           0          7m4s
reviews-v1-64bc5454b9-sfzs2       1/2     Running           0          7m10s
reviews-v1-64bc5454b9-sfzs2       2/2     Running           0          7m11s
reviews-v2-76c64d4bdf-4g4b8       1/2     Running           0          7m21s
reviews-v2-76c64d4bdf-4g4b8       2/2     Running           0          7m24s
productpage-v1-76589d9fdc-ppgtp   1/2     Running           0          8m11s
productpage-v1-76589d9fdc-ppgtp   2/2     Running           0          8m12s

注：可通过 -w 观察 pod 的状态，READY 为 2/2 表示该 pod，启动了应用本身和 sidecar 这两个容器

3、验证服务访问

$ kubectl exec -it $(kubectl get pod -l app=ratings -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}') -c ratings -- curl productpage:9080/productpage | grep -o ""

4、部署 gateway

$ kubectl apply -f samples/bookinfo/networking/bookinfo-gateway.yaml
gateway.networking.istio.io/bookinfo-gateway created
virtualservice.networking.istio.io/bookinfo created

确认部署

$ kubectl get gateway
NAME               AGE
bookinfo-gateway   19s

5、获取访问路径

$ kubectl get services -n istio-system
NAME                   TYPE           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)                                                      AGE
istio-ingressgateway   LoadBalancer   10.108.194.170   localhost     15021:30409/TCP,80:30609/TCP,443:31666/TCP,15443:31613/TCP   8m47s
istiod                 ClusterIP      10.101.125.4             15010/TCP,15012/TCP,443/TCP,15014/TCP,853/TCP                10m

通过查看 istio-ingressgateway 的 EXTERNAL-IP 为 localhost，可得知访问地址为 http://localhost/productpage

Istio

小结

至此，我们已经将 Kubernetes & Istio 开发环境搭建完毕。下一篇开始，我们便用理论和实践相结合的形式讲解 Istio 的特性，咱们下一篇见。

参考

• https://github.com/kubernetes/dashboard
• https://github.com/kubernetes/dashboard/blob/master/docs/user/access-control/creating-sample-user.md
• https://istio.io/docs/setup/install/istioctl/