关于阿里云:基于阿里云-ASK-的-Istio-微服务应用部署初探

作者：王飞龙（不物）

目前 Kubernetes 曾经成为业界容器编排零碎的事实标准，基于 Kubernetes 的云原生利用生态（Helm, Istio, Knative, Kubeflow, Spark on Kubernetes 等）更是让 Kubernetes 成为云操作系统。在这样的背景下，Serverless 容器成为现有 Container as a Service 的进化方向之一，一方面通过 Serverless 形式根本性解决了 Kubernetes 本身的治理复杂性，让用户无需受困于 Kubernetes 集群容量布局、平安保护、故障诊断；另一方面也进一步开释了云计算的能力，将平安、可用性、可伸缩性等需要由基础设施实现。

ASK 作为阿里云 Serverless Kubernetes 平台 [ 1] ，不仅有免运维、秒级弹性、超大 Pod 容量、弹性预测等重磅能力，更重要的是它仍然是一个规范 Kubernetes 平台。

本文会通过在 ASK 上试用 Istio 部署微服务利用的形式，来验证 ASK 对规范 Kubernetes 的兼容性。Istio 作为 Service Mesh（服务网格）的领导解决方案，一方面自身足够简单具备代表性，另一方面它也代表了云原生时代微服务架构的趋势具备参考意义。

当初就让咱们开始吧！

创立集群

试用 Istio 前，须要筹备一个 ASK 集群。登录阿里云控制台，抉择产品与服务 > 容器服务 Kubernetes 版，在左侧边栏抉择集群进入集群列表页面。点击右上角创立集群开始创立集群，配置集群参数如下：

集群名称：hello-istio
集群规格：Pro 版
地区：美国（硅谷）
付费类型：按量付费
Kubernetes 版本：1.20.11-aliyun.1
专有网络：主动创立
Service CIDR：172.21.0.0/20
API Server 拜访：标准型I（slb.s2.small）
应用 EIP 裸露 API Server：是
时区：Aisa/Shanghai（UTC+08:00）
服务发现：CoreDNS
应用日志服务：创立新 Project

确认配置后点击创立集群进入期待集群创立实现。Istio 依赖 DNS 服务，这里抉择创立集群时默认装置 CoreDNS 组件。

集群创立实现后，进入集群列表 > hello-istio > 详情 > 集群信息 > 连贯信息页面，复制公网拜访内容到本地/tmp/kube/config 文件，并通过如下命令配置好 kubelet：

$ export KUBECONFIG=/tmp/kube/config

试用 Istio

kubectl 配置好后就能够开始在集群装置和试用 Istio。

下载 Istio

进入 Istio 发布页面 [ 2] 下载针对操作系统的安装文件，也能够通过如下命令下载并提取最新版本：

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

因为我本机~/bin 目录已退出 PATH，这里我将提取的 Istio 目录复制~/bin 目录，并建好软链接。

$ cp istio-1.13.3 ~/bin$ cd ~/bin$ ln -s istio-1.13.3/bin/istioctl$ ls -al ~/bin/total 28drwxr-xr-x   5 feilong.wfl staff   160  5  4 22:40 ./drwxr-xr-x+ 95 feilong.wfl staff  3040  5  8 22:30 ../drwxr-x---   9 feilong.wfl staff   288  4 15 00:48 istio-1.13.3/lrwxr-xr-x   1 feilong.wfl staff    25  5  4 22:40 istioctl -> istio-1.13.3/bin/istioctl*

如果 istioctl --help 命令输入失常，则 istioctl 已正确配置。

装置 Istio

本次装置采纳 demo profile [ 3] ，它蕴含了一组专为测试筹备的性能汇合，另外还有用户生产或性能测试的配置组合。

$ istioctl install --set profile=demo -y✔ Istio core installed✔ Istiod installed✔ Egress gateways installed✔ Ingress gateways installed✔ Installation complete

给命名空间增加标签，批示 Istio 在部署利用的时候，主动注入 Envoy 边车代理：

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

部署示例利用

部署 Bookinfo 示例利用 [ 4] ：

$ kubectl apply -f ~/bin/istio-1.13.3/samples/bookinfo/platform/kube/bookinfo.yamlservice/details createdserviceaccount/bookinfo-details createddeployment.apps/details-v1 createdservice/ratings createdserviceaccount/bookinfo-ratings createddeployment.apps/ratings-v1 createdservice/reviews createdserviceaccount/bookinfo-reviews createddeployment.apps/reviews-v1 createddeployment.apps/reviews-v2 createddeployment.apps/reviews-v3 createdservice/productpage createdserviceaccount/bookinfo-productpage createddeployment.apps/productpage-v1 created

查看 Pod 已就绪：

$ kubectl get podsNAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGEdetails-v1-79f774bdb9-t2jhq       2/2     Running   0          2m54sproductpage-v1-6b746f74dc-qc9lg   2/2     Running   0          2m46sratings-v1-b6994bb9-tmbh6         2/2     Running   0          2m51sreviews-v1-545db77b95-xdhp4       2/2     Running   0          2m49sreviews-v2-7bf8c9648f-4gn6f       2/2     Running   0          2m48sreviews-v3-84779c7bbc-jfndj       2/2     Running   0          2m48s

要期待并确保所有的 Pod 达到此状态：就绪状态（READY）的值为 2/2 、状态（STATUS）的值为 Running。基于平台的不同，这个操作过程可能会破费几分钟的工夫。

查看 Service 已就绪：

$ kubectl get servicesNAME          TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGEdetails       ClusterIP   172.21.11.168   <none>        9080/TCP   59skubernetes    ClusterIP   172.21.0.1      <none>        443/TCP    33mproductpage   ClusterIP   172.21.0.124    <none>        9080/TCP   51sratings       ClusterIP   172.21.9.7      <none>        9080/TCP   57sreviews       ClusterIP   172.21.13.223   <none>        9080/TCP   55s

确保网页服务失常。如果命令返回页面题目，则利用已在集群中运行。

$ kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=ratings -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')" -c ratings -- curl -s productpage:9080/productpage | grep -o "<title>.*</title>"<title>Simple Bookstore App</title>

对外开放服务

当初，BookInfo 利用曾经部署，但还不能被外界拜访。要凋谢拜访，须要创立 Istio 入站网关（Ingress Gateway）, 它会把一个门路路由到网格内的服务。

把利用关联到 Istio 网关：

$ kubectl apply -f ~/bin/istio-1.13.3/samples/bookinfo/networking/bookinfo-gateway.yamlgateway.networking.istio.io/bookinfo-gateway createdvirtualservice.networking.istio.io/bookinfo created

确保配置文件没有问题：

$ istioctl analyze✔ No validation issues found when analyzing namespace: default.

确定入站 IP 和端口

应用如下命令为拜访网关设置 INGRESS_HOST 和 INGRESS_PORT 两个变量：

$ export INGRESS_HOST=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')$ export INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="http2")].port}')$ export SECURE_INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="https")].port}')

设置变量 GATEWAY_URL，并确保 IP 地址和端口均胜利的赋值给了该变量:

$ export GATEWAY_URL=$INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT$ echo "$GATEWAY_URL"47.88.21.82:80

验证内部拜访

运行上面命令，获取 Bookinfo 利用的内部拜访地址：

$ echo "http://$GATEWAY_URL/productpage"http://47.88.21.82:80/productpage

复制下面命令的输入地址到浏览器并拜访，确认 Bookinfo 曾经实现了内部拜访。刷新页面，发现 Book Reviews 的显示款式会一直变动。

查看仪表盘

仪表盘能帮忙理解服务网格的构造、展现网络的拓扑构造、剖析网格的衰弱状态。

首先装置 Kiali 和其余插件，期待部署实现。

$ kubectl apply -f ~/bin/istio-1.13.3/samples/addons$ kubectl rollout status deployment/kiali -n istio-systemWaiting for deployment "kiali" rollout to finish: 0 of 1 updated replicas are available...deployment "kiali" successfully rolled out

拜访 Kiali 仪表板。

$ istioctl dashboard kiali

在左侧的导航菜单，抉择 Graph，而后在 Namespace 下拉列表中，抉择 default。

Kiali 仪表板展现了网格的概览、以及 Bookinfo 示例利用的各个服务之间的关系。它还提供过滤器来可视化流量的流动。

增加默认指标规定

应用 Istio 管制 Bookinfo 版本路由前，须要先在指标规定 [ 5] 中定义好可用的版本。运行以下命令为 Bookinfo 服务创立默认的指标规定：

$ kubectl apply -f ~/bin/istio-1.13.3/samples/bookinfo/networking/destination-rule-all.yamldestinationrule.networking.istio.io/productpage createddestinationrule.networking.istio.io/reviews createddestinationrule.networking.istio.io/ratings createddestinationrule.networking.istio.io/details created

期待几秒钟，指标规定失效。您能够应用如下命令查看指标规定：

$ kubectl get destinationrulesNAME          HOST          AGEdetails       details       30sproductpage   productpage   32sratings       ratings       31sreviews       reviews       32s

路由所有流量到 v1 版本

运行以下命令创立 Virtual Service 将所有流量路由到微服务的 v1 版本：

$ kubectl apply -f ~/bin/istio-1.13.3/samples/bookinfo/networking/virtual-service-all-v1.yamlvirtualservice.networking.istio.io/productpage createdvirtualservice.networking.istio.io/reviews createdvirtualservice.networking.istio.io/ratings createdvirtualservice.networking.istio.io/details created

您能够通过再次刷新 Bookinfo 应用程序的/productpage 页面测试新配置。请留神，无论您刷新多少次，页面的评论局部都不会显示评级星标。这是因为以后已将 Istio 配置为评论服务的所有流量路由到版本 reviews:v1，而此版本的服务不拜访星级评分服务。

基于用户身份的路由

接下来将更改路由配置，实现将来自特定用户的所有流量路由到特定的服务版本。示例中来自名为 Jason 用户的所有流量将被路由到服务 review:v2。

Istio 对用户身份没有任何非凡的内置机制。本例中，productpage 服务在所有到 reviews 服务的 HTTP 申请中都减少了一个自定义的 end-user 申请头，从而达到成果。

运行以下命令以启用基于用户的路由：

$ kubectl apply -f ~/bin/istio-1.13.3/samples/bookinfo/networking/virtual-service-reviews-test-v2.yamlvirtualservice.networking.istio.io/reviews created

确保规定已创立：

$ kubectl get virtualservice reviews -o yamlapiVersion: networking.istio.io/v1beta1kind: VirtualServicemetadata:  annotations:    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |      {"apiVersion":"networking.istio.io/v1alpha3","kind":"VirtualService","metadata":{"annotations":{},"name":"reviews","namespace":"default"},"spec":{"hosts":["reviews"],"http":[{"match":[{"headers":{"end-user":{"exact":"jason"}}}],"route":[{"destination":{"host":"reviews","subset":"v2"}}]},{"route":[{"destination":{"host":"reviews","subset":"v1"}}]}]}}  creationTimestamp: "2022-05-15T16:05:55Z"  generation: 1  name: reviews  namespace: default  resourceVersion: "1984849"  uid: f3bd3dcb-d83c-4a75-9511-1fc9308ca05bspec:  hosts:  - reviews  http:  - match:    - headers:        end-user:          exact: jason    route:    - destination:        host: reviews        subset: v2  - route:    - destination:        host: reviews        subset: v1

在 Bookinfo 应用程序的/productpage 上，以用户 jason 身份登录。刷新浏览器，看到每个评论旁边显示星级评分。

以其余用户身份登录，刷新浏览器。发现星级评分隐没了。

原理和限度

数据立体，Istio 通过向 Pod 注入的 Sidecar 代理（istio-proxy）来负责协调和管制微服务之前的所有网络通信。为了让 Sidecar 代理（istio-proxy）劫持业务容器流量，Istio 须要向 Pod 所在网络下发 iptables 规定。惯例装置模式下，iptables 规定下发是由 Istio 向 Pod 注入的初始化容器 istio-init 实现。向 Pod 网络下发 iptables 规定须要容器能够应用 NET_ADMIN 和 NET_RAW 两个高权限的能力（Capabilities）。ASK 集群中这两个高权限能力受 ASK Pod Security Policy [ 6] 和 ECI Container Security Policy [ 7] 的影响。

ASK Pod Security Policy 的 CAPS 为 *，示意没有限度。

$ kubectl get pspNAME             PRIV   CAPS   SELINUX    RUNASUSER   FSGROUP    SUPGROUP   READONLYROOTFS   VOLUMESack.privileged   true   *      RunAsAny   RunAsAny    RunAsAny   RunAsAny   false            *

ECI Container Security Policy 容许通过容器平安上下文配置即可。Istio 中 Pod 注入模板文件~/bin/istio-1.13.3/manifests/charts/istio-control/istio-discovery/files/injection-template.yaml 蕴含如下代码：不启用 Istio CNI 插件 [ 8] 将增加 NET_ADMIN 和 NET_RAW 两个高权限能力：

securityContext:  allowPrivilegeEscalation: {{ .Values.global.proxy.privileged }}  privileged: {{ .Values.global.proxy.privileged }}  capabilities:{{- if not .Values.istio_cni.enabled }}    add:    - NET_ADMIN    - NET_RAW{{- end }}    drop:    - ALL

所以从原理上剖析以后 ASK 集群应用 Istio 没有兼容性问题。

总结

本次在 ASK 上试用 Istio 这类高复杂度的软件，未发现兼容性问题。又从原理上侧面剖析论证了产生兼容性问题的可能性较低。因而，ASK 对原生 Kubernetes 还是有着极好的兼容性。后续将在 ASK 集群上深刻摸索 Istio 其余性能，以进一步验证 ASK 对原生 Kubernetes 的兼容性。

参考链接：

[1] 阿里云 Serverless Kubernetes

https://help.aliyun.com/docum...

[2] Istio 发布页面

https://github.com/istio/isti...

[3] demo profile**

https://istio.io/latest/docs/...

[4] Bookinfo 示例利用

https://istio.io/latest/zh/do...

[5] 指标规定

https://istio.io/latest/docs/concepts/traffic-management/#destination-rules)中定义好可用的版本中定义好可用的版本)

[6] ASK Pod Security Policy

https://help.aliyun.com/docum...

[7] ECI Container Security Policy

https://help.aliyun.com/docum...

[8] Istio CNI 插件

https://istio.io/latest/docs/...

点击此处，理解阿里云 ASK 更多详情和最佳实际