关于istio:Istio扩展性

Istio的扩展性，次要体现在数据立体代理的扩展性。

WebAssembly是一种沙箱技术，可用于扩大Istio代理(Envoy)。 Proxy-Wasm 沙箱API取代了Mixer，成为Istio中的次要扩大机制。 Istio 1.6将为Proxy-Wasm插件提供对立的配置API。

WebAssembly 沙箱具备以下特点：

高效-扩大插件在实现性能的前提下，只带来很低的提早和大量的CPU和内存开销。
性能-扩大插件能够执行策略，收集遥测和批改载荷。
隔离-一个插件产生编程谬误或解体不会影响其余插件。
配置-应用与其余Istio API统一的API配置插件。扩展名能够动静配置。
开发敌对-该插件能够用几种编程语言编写,即反对wasm的语言简直都可能用来编写插件。

架构

Istio扩大(Proxy-Wasm插件)具备几个方面：

Filter Service Provider Interface (SPI) for building Proxy-Wasm plugins for filters.
Sandbox V8 Wasm Runtime embedded in Envoy.
Host APIs for headers, trailers and metadata.
Call out APIs for gRPC and HTTP calls.
Stats and Logging APIs for metrics and monitoring.

为了使Envoy可能加载WebAssembly插件并可能对其进行调用并被该插件调用，咱们须要一个稳固的接口。这是proxy-wasm的意义。它定义了一个应用程序二进制接口-从WebAssembly模块导出并在运行时可调用的一组函数。从实质上讲，这与动态链接库没有什么不同。

目前官网提供了Rust 和 C++两种语言的sdk，此外社区另外提供了TinyGo和 AssemblyScript 的实现，咱们能够基于sdk更加不便地扩大Envoy。

Demo

咱们的演示应用rust语言实现。大抵包含以下三步：

构建一段Rust代码，该代码实现并应用ABI
将代码编译为WebAssembly
将此部署到Envoy代理中并进行测试。

工具筹备

确保你曾经装置了最新版的rust。能够通过以下命令查看并查看具体版本：

$ rustc -V
rustc 1.46.0 (04488afe3 2020-08-24)

而后查看是否装置了wasm32-unknown-unknown编译指标：

$ rustup target list | grep wasm32
wasm32-unknown-emscripten
wasm32-unknown-unknown (installed)
wasm32-wasi (installed)

如果大家没有装置，那么能够执行以下命令进行装置：

$ rustup update
$ rustup target add wasm32-unknown-unknown

创立库并设置

Wasm过滤器是从Rust库我的项目编译而成的，因而首先咱们须要创立该我的项目：

cargo new --lib my-wasm-filter

生产的库是要被Envoy C++ 代码加载的，因而无需蕴含任何Rust特定的信息。故咱们编辑Cargo.toml文件，将库的类型设置为”cdylib”。

同时咱们须要援用proxy-wasm-rust SDK，故须要配置一下proxy-wasm-rust SDK依赖。

如下：

[package]
name = "my-wasm-filter"
version = "0.1.0"
authors = ["iyacontrol <gaohj2015@yeah.net>"]
edition = "2018"

[lib] 
crate-type = ["cdylib"]

[dependencies]
chrono = "0.4"
log = "0.4.8"
proxy-wasm = "0.1.0" # The Rust SDK for proxy-wasm

编写代码

src/lib.rs 代码如下：

use chrono::{DateTime, Utc};
use log::info;
use proxy_wasm::traits::*;
use proxy_wasm::types::*;
use std::time::Duration;

#[no_mangle]
pub fn _start() {
    proxy_wasm::set_log_level(LogLevel::Trace);
    proxy_wasm::set_root_context(|_| -> Box<dyn RootContext> { Box::new(HelloWorld) });
}

struct HelloWorld;

impl Context for HelloWorld {}

impl RootContext for HelloWorld {
    fn on_vm_start(&mut self, _: usize) -> bool {
        info!("Hello, World!");
        self.set_tick_period(Duration::from_secs(5));
        true
    }

    fn on_tick(&mut self) {
        let datetime: DateTime<Utc> = self.get_current_time().into();
        info!("It's {}", datetime);
    }
}

首先，咱们定义了一个名为_start的非凡函数，该函数是ABI的一部分（咱们应用no_mangle宏保留名称），而后让咱们初始化事件。在其中，咱们设置日志级别以跟踪和注册稍后定义的HttpContext。 HTTP上下文是可用的三种上下文类型之一，用于构建HTTP Filter以及RootContext和StreamContext，可别离用于配置和应用计时器以及TCP Filter。您能够浏览可用的API，它们非常简单。

其余代码定义了咱们的HelloWorld扩大，实现了必须的Context个性和HttpContext个性。

编译

执行如下语句：

cargo build --target wasm32-unknown-unknown --release

生成后果如下：

次要是 my_wasm_filter.wasm 文件。后续咱们会应用到该文件。

运行

配置envoy启动文件，如下：

# envoy-bootstrap.yml
admin:
    access_log_path: /dev/null
    address:
      socket_address:
        address: 0.0.0.0
        port_value: 19000
static_resources:
    listeners:
      - name: listener_0
        address:
          socket_address: { address: 0.0.0.0, port_value: 8080 }
        filter_chains:
          - filters:
              - name: envoy.http_connection_manager
                config:
                  codec_type: AUTO
                  stat_prefix: ingress_http
                  route_config:
                    name: test
                    virtual_hosts:
                      - name: httpbin.com
                        domains: ["*"]
                        routes:
                          - match: { prefix: "/" }
                            route:
                              cluster: static-cluster
                              auto_host_rewrite: true
                  http_filters:
                  - name: envoy.filters.http.wasm
                    config:
                      config:
                        name: "my_wasm_filter"
                        root_id: "my_wasm_filter"
                        vm_config:
                          runtime: "envoy.wasm.runtime.v8"
                          code:
                            local:
                              filename: "/etc/my_wasm_filter.wasm"
                          allow_precompiled: true
                  - name: envoy.router
    clusters:
      - name: static-cluster
        connect_timeout: 0.25s
        type: LOGICAL_DNS
        lb_policy: ROUND_ROBIN
        dns_lookup_family: V4_ONLY
        hosts:
          - socket_address:
              address: httpbin.org
              port_value: 80
              ipv4_compat: true

通过envoy.filters.http.wasm配置项，将咱们编写的my_wasm_filter.wasm 退出到envoy filter中。

为了简略，咱们间接基于istio官网proxy镜像打一个新的镜像。Dockerfile如下：

FROM istio/proxyv2:1.7.3
ADD ./target/wasm32-unknown-unknown/release/my_wasm_filter.wasm /etc/my_wasm_filter.wasm 
ADD ./envoy.yaml /etc/envoy.yaml
ENTRYPOINT /usr/local/bin/envoy -c /etc/envoy.yaml -l debug --service-cluster proxy

应用以下命令构建咱们新的镜像：

docker build -t iyacontrol/proxyv2:1.7.3 .

运行构建好的镜像：

$ docker run iyacontrol/proxyv2:1.7.3

...

[2020-10-30 02:04:14.174][6][debug][upstream] [external/envoy/source/common/upstream/logical_dns_cluster.cc:153] DNS refresh rate reset for httpbin.org, refresh rate 5000 ms
[2020-10-30 02:04:14.283][15][info][wasm] [external/envoy/source/extensions/common/wasm/context.cc:1009] wasm log my_wasm_filter : It's 2020-10-30 02:04:14.283022 UTC
[2020-10-30 02:04:14.294][18][info][wasm] [external/envoy/source/extensions/common/wasm/context.cc:1009] wasm log my_wasm_filter : It's 2020-10-30 02:04:14.294866 UTC
[2020-10-30 02:04:14.311][16][info][wasm] [external/envoy/source/extensions/common/wasm/context.cc:1009] wasm log my_wasm_filter : It's 2020-10-30 02:04:14.311076 UTC
[2020-10-30 02:04:14.318][17][info][wasm] [external/envoy/source/extensions/common/wasm/context.cc:1009] wasm log my_wasm_filter : It's 2020-10-30 02:04:14.317969 UTC

....

通过打印的日志能够看出，咱们的插件曾经完满运行。

论断

尽管目前次要用来编写遥测组件，然而后续的倒退过程中，咱们能够应用咱们相熟的语言，通过wasm实现一些性能插件，从而实现无需批改envoy主体代码，即可扩大咱们所需的性能的目标。

Solo.io 推出了一个名为WebAssembly Hub的wasm插件存储服务(应用OCI镜像)，让咱们能够用来存储和散发wasm 插件。

同时也推出一个名为wasme的cli工具，大大简化了扩大的过程。

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