istio是什么？怎么搭建？

作者: chuan_bai | 来源:发表于2020-05-14 15:46 被阅读0次

服务网格（service mesh）

首先引入服务网格的概念，服务网格就是service mesh ，在很多年前就被提出来过，但是直到微服务的时代，才开始大展拳脚，istio其实就是关于服务网格概念的一种落地和实现。
服务网格其实就是传统代理的升级版（可以理解为分布式的微服务代理），由原来的一个或者几个代理变成了每个pod常驻一个代理（可以理解为每个pod都在自带了一个小的nginx），负责流量相关的工作，这样所有的流量都被代理接管，用户的业务和控制面板彻底的解耦了。
而控制中心就是负责汇聚整个集群的信息，管理员可以通过服务网格控制面的api来对整个集群做管理。

服务网格架构图

以下是service1访问service2的时序图：
service1访问serivce2必须通过两次sidercar拦截，而service1和service2直接不会进行直接通信，而是要有各自的sidecar来联系

image.png

istio介绍：

Istio是一个用于服务指令的开放平台，弥补了k8s所欠缺的那部分（如动态路由、链路追踪、熔断限流等），大大降低了微服务运维的复杂性，根据Istio官网的介绍，包含了连接、保护、控制和观察服务几大特性，istio为负责的微服务架构减轻了很多的负担，开发者不用关心服务调用的超时、重试的实现，服务之间的安全、授权也自动得到了保证。

istio的官网说明

连接（Connect）：智能控制服务之间的调用流量，能够实现灰度升级、AB 测试和红黑部署等功能
安全加固（Secure）：自动为服务之间的调用提供认证、授权和加密。
控制（Control）：应用用户定义的 policy，保证资源在消费者中公平分配。
观察（Observe）：查看服务运行期间的各种数据，比如日志、监控和 tracing，了解服务的运行情况。

架构组成：

istio架构图

istio可以大致分为数据平面和控制平面两个部分

数据平面：

由一组代理组成，接收并实施mixer的策略

proxy:（sidecar 代理）

负责高效转发和策略实现（envoy 类型nginx）
envoy部署在每一个需要管理k8s的pod中，会拦截所有的流量，经过规则校验

会经过本Pod的Enovy代理，Enovy完成规则校验、数据采集、日志等操作后，再转发出去；值得注意的是，请求方Enovy转发出去的流量会发送给接收方的Enovy，之后才有可能到达真正的接收方data-product容器。当然这些操作是Istio的活，我们要做的仅仅是通过配置的形式告诉Istio我们要对哪些流量做什么动作。

控制平面：

Mixer：（上报数据）

是控制面的核心，主要职责是获取注册中心的用户配置信息，在根据用户配置信息来处理envoy端的请求
适配组件，数据平面和控制平面通信，是通过Mixer来完成的，为proxy提供策略和数据上报

telemertry组件：
policy组件：
机制流程和telemetry类似，数据面在转发服务的请求前调用policy的check接口，检查是否允许访问，Mixer会根据配置将请求转发到Adapter做对应检查，给代理返回是否允许访问。

pilot：(服务发现、配置下发）

配置策略组件，为Proxy提供服务发现，智能路由，错误处理等，主要是做流量管理操作，类似于C/S架构中的master服务。
而且还有一个向数据面下发规则的功能，如VirtualService、DestinationRule、Gateway、ServiceEntry等流量治理规则、安全规则等，pilot负责将各种规则转换为Envoy可识别的格式，通过标准的xDs协议发送给Envoy，指导Envoy完成动作。在通信上，Envoy通过gRPC流式订阅pilot的配置资源，Envoy根据该路由规则进行流量转发。

Citadel：(证书、秘钥校验）

核心安全组件，提供加密通信，撤销秘钥和证书等功能，Citadel一直监听Kube-apiservicr，以serect的形式为每个服务都生成证书和秘钥，并在pod在创建时挂载在pod上，代理容器使用这些文件进行服务认证，进而代理两端服务实现双向TLS认证，通道加密、访问授权等安全功能。这样就省去了用户在代码里维护证书秘钥。

Galley：（配置管理）

配置管理，验证，分发，负责配置管理的组件，验证配置信息的格式和内容的正确性

Gateway：（入口，网格外访问网格内的唯一入口）

是网格外网格内的唯一入口，也包含了sidecar

搭建istio平台

参考中文官网：https://istio.io/zh/docs/setup/getting-started/

一. 下载

1.下载istio，如果服务器上下载不下来，可以下载到本地后再上传到服务器

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-1.5.4，则：

 cd istio-1.5.4

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 istioct的客户端文件。istioctl 工具用于手动注入 Envoy sidecar 代理。
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

二. 使用 demo 配置文件安装 Istio

安装

istioctl manifest apply --set profile=demo

为了验证是否安装成功，需要先确保以下 Kubernetes 服务正确部署，然后验证除 jaeger-agent 服务外的其他服务，是否均有正确的 CLUSTER-IP：

$ kubectl get svc -n istio-system
NAME                     TYPE           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP     PORT(S)                                                                                                                                      AGE
grafana                  ClusterIP      172.21.211.123   <none>          3000/TCP                                                                                                                                     2m
istio-citadel            ClusterIP      172.21.177.222   <none>          8060/TCP,15014/TCP                                                                                                                           2m
istio-egressgateway      ClusterIP      172.21.113.24    <none>          80/TCP,443/TCP,15443/TCP                                                                                                                     2m
istio-galley             ClusterIP      172.21.132.247   <none>          443/TCP,15014/TCP,9901/TCP                                                                                                                   2m
istio-ingressgateway     LoadBalancer   172.21.144.254   52.116.22.242   15020:31831/TCP,80:31380/TCP,443:31390/TCP,31400:31400/TCP,15029:30318/TCP,15030:32645/TCP,15031:31933/TCP,15032:31188/TCP,15443:30838/TCP   2m
istio-pilot              ClusterIP      172.21.105.205   <none>          15010/TCP,15011/TCP,8080/TCP,15014/TCP                                                                                                       2m
istio-policy             ClusterIP      172.21.14.236    <none>          9091/TCP,15004/TCP,15014/TCP                                                                                                                 2m
istio-sidecar-injector   ClusterIP      172.21.155.47    <none>          443/TCP,15014/TCP                                                                                                                            2m
istio-telemetry          ClusterIP      172.21.196.79    <none>          9091/TCP,15004/TCP,15014/TCP,42422/TCP                                                                                                       2m
jaeger-agent             ClusterIP      None             <none>          5775/UDP,6831/UDP,6832/UDP                                                                                                                   2m
jaeger-collector         ClusterIP      172.21.135.51    <none>          14267/TCP,14268/TCP                                                                                                                          2m
jaeger-query             ClusterIP      172.21.26.187    <none>          16686/TCP                                                                                                                                    2m
kiali                    ClusterIP      172.21.155.201   <none>          20001/TCP                                                                                                                                    2m
prometheus               ClusterIP      172.21.63.159    <none>          9090/TCP                                                                                                                                     2m
tracing                  ClusterIP      172.21.2.245     <none>          80/TCP                                                                                                                                       2m
zipkin                   ClusterIP      172.21.182.245   <none>          9411/TCP

请确保关联的 Kubernetes pod 已经部署，并且 STATUS 为 Running：

$ kubectl get pods -n istio-system
NAME                                                           READY   STATUS      RESTARTS   AGE
grafana-f8467cc6-rbjlg                                         1/1     Running     0          1m
istio-citadel-78df5b548f-g5cpw                                 1/1     Running     0          1m
istio-egressgateway-78569df5c4-zwtb5                           1/1     Running     0          1m
istio-galley-74d5f764fc-q7nrk                                  1/1     Running     0          1m
istio-ingressgateway-7ddcfd665c-dmtqz                          1/1     Running     0          1m
istio-pilot-f479bbf5c-qwr28                                    1/1     Running     0          1m
istio-policy-6fccc5c868-xhblv                                  1/1     Running     2          1m
istio-sidecar-injector-78499d85b8-x44m6                        1/1     Running     0          1m
istio-telemetry-78b96c6cb6-ldm9q                               1/1     Running     2          1m
istio-tracing-69b5f778b7-s2zvw                                 1/1     Running     0          1m
kiali-99f7467dc-6rvwp                                          1/1     Running     0          1m
prometheus-67cdb66cbb-9w2hm                                    1/1     Running     0          1m

三. 后续步骤

1. 自动注入：

当使用 kubectl apply 来部署应用时，如果 pod 启动在标有 istio-injection=enabled 的命名空间中，那么，Istio sidecar 注入器将自动注入 Envoy 容器到应用的 pod 中：

kubectl label namespace <namespace> istio-injection=enabled

或者

kubectl create -n <namespace> -f <your-app-spec>.yaml

2. 手动注入：

在没有 istio-injection 标记的命名空间中，在部署前可以使用istioctl kube-inject命令将 Envoy 容器手动注入到应用的 pod 中：

istioctl kube-inject -f <your-app-spec>.yaml | kubectl apply -f -