微服務(wù)的Envoy、Istio和Kubernetes

1、微服務(wù)的 Envoy、Istio 和 Kubernetes我們使用微服務(wù)架構(gòu)構(gòu)建商業(yè)的IT系統(tǒng)，使企業(yè)業(yè)務(wù)更加靈活的快 速轉(zhuǎn)變，更容易構(gòu)建新的功能，并在競(jìng)爭(zhēng)中保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。微服務(wù)并 不大家想的那么簡(jiǎn)單，還有很多困難的部分，微服務(wù)基于分布式系統(tǒng)， 分布式系統(tǒng)就不簡(jiǎn)單。Kubernetes已經(jīng)成為主流，高興的是Kubernetes和OpenSHIFT 這樣的平臺(tái)，已經(jīng)成為我們基礎(chǔ)設(shè)施的一部分；但當(dāng)開始建立網(wǎng)絡(luò)體 系結(jié)構(gòu)和應(yīng)用程序時(shí)，必須要解決一些重要的分布式系統(tǒng)問題。當(dāng)我們向服務(wù)發(fā)送一個(gè)消息會(huì)發(fā)生什么呢？請(qǐng)求會(huì)被分割成比 較小的塊，通過一系列的節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)和防火墻等在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。帶著 這種分布式計(jì)算

2、的錯(cuò)誤，應(yīng)用程序在異步網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信時(shí)，缺少時(shí)間 同步，每個(gè)服務(wù)都有自己的時(shí)間，異步網(wǎng)絡(luò)基于路徑是否呆用，是否 擁塞，是否有硬件故障來路由分組，就不能保證消息在有限時(shí)間內(nèi)到 達(dá)目的地。所以網(wǎng)絡(luò)不可控。隨著我們轉(zhuǎn)向服務(wù)架構(gòu)，將復(fù)雜性推向了服務(wù)之間的部分。這些 需要解決的應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性包括：服務(wù)發(fā)現(xiàn)重試超時(shí)負(fù)載均衡限速線程bulkheading斷路 這些都是橫向關(guān)注的問題，無論實(shí)施情況如何，都適用于服服務(wù)，服 務(wù)可用Java，Go，Python或Node.js編寫，應(yīng)該同語(yǔ)言沒關(guān)系；應(yīng)用 程序網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該對(duì)應(yīng)用程序是透明的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用問題確實(shí) 發(fā)生時(shí)，應(yīng)該很容易確定問題的根源。如果我們能夠在

3、一個(gè)地方實(shí)現(xiàn)此功能一次，并讓任何語(yǔ)言/框架/來調(diào)用它，該怎么辦？服務(wù)網(wǎng)格服務(wù)網(wǎng)格是服務(wù)之間的分散式應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)， 提供彈性，安全性，可觀察性，路由控制以及最重要的是了解一切運(yùn) 行情況。業(yè)務(wù)程網(wǎng)狀，由一個(gè)數(shù)據(jù)平面和一個(gè)控制平面組成，代理 構(gòu)成數(shù)據(jù)平面，應(yīng)用程序之間的流量通過這些代理流動(dòng)?？刂破矫?負(fù)責(zé)管理和配置代理以路由流量，以及在運(yùn)行時(shí)執(zhí)行策略。服務(wù)網(wǎng)格已經(jīng)成為幫助服務(wù)交流范例。它使我們能夠以最小的 開銷和高度分散的方式將應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)功能集成到基礎(chǔ)架構(gòu)中，并能 夠控制，配置和監(jiān)視應(yīng)用程序級(jí)別的請(qǐng)求，解決一些問題。隨著服務(wù)體系結(jié)構(gòu)變得越來越異構(gòu)，將服務(wù)實(shí)現(xiàn)限制到特定的 庫(kù)、框架甚至語(yǔ)言變

4、得更加困難（或不切實(shí)際）。隨著服務(wù)網(wǎng)格的發(fā) 展，我們看到了一些彈性模式，比如電路中斷，在基礎(chǔ)設(shè)施中實(shí)現(xiàn)為 語(yǔ)言/框架無關(guān)的解決方案。通過服務(wù)網(wǎng)格，我們明確地將應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)功能與應(yīng)用程序代碼 和業(yè)務(wù)邏輯分開，并且我們將它向下推進(jìn)到基礎(chǔ)架構(gòu)中-類似于我 們對(duì)網(wǎng)絡(luò)堆棧，TCP等的處理方式。使用Envoy代理開啟代理，您可以將功能抽象為單個(gè)二進(jìn)制文 件，并將其應(yīng)用于所有服務(wù)，而不管您使用何種語(yǔ)言，并讓所有流量 都通過中心點(diǎn)運(yùn)行。同樣，這構(gòu)成了服務(wù)網(wǎng)格中的數(shù)據(jù)平面。這反 過來：實(shí)現(xiàn)異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)。移除此功能的應(yīng)用程序特定實(shí)現(xiàn)。一致地強(qiáng)制執(zhí)行這些屬性。正確地執(zhí)行這些屬性。提供選擇插入以及安全網(wǎng)。Envoy代

5、理是一個(gè)很好的例子。Envoy最初建于Lyft，是一個(gè)高 性能的代理服務(wù)，為服務(wù)網(wǎng)格提供了基礎(chǔ)。它與應(yīng)用程序并行運(yùn)行， 通過以平臺(tái)無關(guān)的方式提供通用功能來抽象網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)基礎(chǔ)架構(gòu)中的 所有服務(wù)流量都通過Envoy網(wǎng)格時(shí)，通過一致的可觀測(cè)性，很容易地 查看問題區(qū)域，調(diào)整整體性能并在一個(gè)位置添加特殊。像Envoy這樣的服務(wù)代理可以幫助將彈性，服務(wù)發(fā)現(xiàn)，路由，指 標(biāo)收集等的責(zé)任推到應(yīng)用程序下的一層。否則，我們冒著希望并祈 禱各種應(yīng)用程序?qū)⒄_實(shí)現(xiàn)這些關(guān)鍵功能或依靠特定于語(yǔ)言的庫(kù)來 實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。代理體系結(jié)構(gòu)在使用服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的大多數(shù)堆棧中提供了兩個(gè) 關(guān)鍵部分-強(qiáng)大的可觀察性和易于調(diào)試。有了這些工具，開發(fā)

6、人員 就可以專注于另一個(gè)重要方面：業(yè)務(wù)邏輯。再說istio服務(wù)通過將特定于語(yǔ)言的低級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施問題從應(yīng)用程 序轉(zhuǎn)移到服務(wù)網(wǎng)格中，使Istio.io成為構(gòu)建微服務(wù)的下一個(gè)步驟，使 開發(fā)人員能夠?qū)Ｗ⒂跇I(yè)務(wù)邏輯。它用作配置一組Envoy代理的控制 平面。雖然Istio最初是為支持Kubernetes而編寫的，但它并不依賴 于Kubernetes，可以在任何平臺(tái)上運(yùn)行，包括跨多個(gè)平臺(tái)的混合架構(gòu)。該項(xiàng)目最初由Google，Lyft和IBM贊助，并使用Envoy代理的 擴(kuò)展版本，該代理被部署為同一 Kubernetes相關(guān)服務(wù)。作為實(shí)現(xiàn)服 務(wù)網(wǎng)格功能的一種方式，它已經(jīng)引起了開源社區(qū)的注意。這些功能 包括將應(yīng)

7、用網(wǎng)絡(luò)問題推送到基礎(chǔ)架構(gòu)中：重試，負(fù)載平衡，超時(shí)，截 止日期，斷路，相互TLS，服務(wù)發(fā)現(xiàn)，分布式跟蹤等。Istio最重要的方面之一是它能夠控制服務(wù)之間的流量路由。通 過對(duì)應(yīng)用級(jí)流量進(jìn)行細(xì)粒度控制，我們可以做一些有趣的彈性處理， 例如繞過故障路由，在必要時(shí)路由到不同的可用區(qū)域，更重要的是， 還可以控制部署流量，以便減少系統(tǒng)改變的風(fēng)險(xiǎn)。Istio支持多個(gè)高階群集語(yǔ)義，包括：服務(wù)可觀測(cè)性逐步部署和發(fā)布政策執(zhí)行集群可靠性混沌 測(cè)試快速配置強(qiáng)大的安全選項(xiàng)下一步工作還是摸索中。在一個(gè)服 務(wù)網(wǎng)格中，我們說我們的應(yīng)用程序應(yīng)該知道程序網(wǎng)絡(luò)的功能，但它們 不應(yīng)該在應(yīng)用程序代碼中實(shí)現(xiàn)。要使應(yīng)用程序更精確地了解應(yīng)用程 序網(wǎng)絡(luò)功能/服務(wù)網(wǎng)格層正在做什么，有一點(diǎn)值得一提。我們很可能 會(huì)在某些情況下看到庫(kù)/框架的構(gòu)建。例如，如果Istio服務(wù)網(wǎng)格引發(fā)斷路器，重試某些請(qǐng)求或因特定 原因失敗，那么應(yīng)用程序可以更好地了解這些方案或情況。我們需 要一種方法來捕獲這些信息并將其傳回服務(wù)。另一個(gè)例子是在服務(wù) 之間傳播跟蹤上下文（像OpenTracing這樣的分布式跟蹤），并透明 地完成這一過程。我們可能會(huì)看到的是這些精簡(jiǎn)的應(yīng)用程序/語(yǔ)言特 定的庫(kù)，它們可以使應(yīng)用程序/服務(wù)更加智能化，并允許它們采取針 對(duì)錯(cuò)誤的追索。不管哪種方式，我們現(xiàn)在開始看到Envoy和Istio的實(shí)施部署已 經(jīng)通過Kubernetes和Re