Service Mesh Meetup #4 上海站 探讨和实践基于Istio的微服务治理事件监控 2018.11.25 徐运元关于我 2008年毕业于浙江大学，曾在思科和浙大网新有超过 9年的工作经验和5年的云计算领域工作经验，带领团 队完成公司第一代基于Kubernetes的云平台开发和第 二代基于Kubernetes的DevOps云平台开发。目前致力 于公司基于Istio的微服务平台打造。 单次链路追踪 可细粒度排查应用单次链路调用 的包括日志、网络数据在内的所 有信息。 宏观下的监控需求 链路总体展示 展示整个服务调用过程中链路上 每一个节点的服务状况，包括延 时、吞吐量等基本信息。 服务器总体展示 展示当前所有服务器的运行状况， 包括CPU、内存、网络、I/O读写 等信息 业务总体展示 展示当前业务相关数据的 从宏观上快速定位问题，在微观上找到问题根因的 监控方案问题二：现有的系统能否完全满足需求 4 5 8 9 Request Response JVM 6 10 7 Class Loader Engine Agent A’.class JavaAgent 监控数据暂 存区 运行时数据区如何基于Istio的现有组件去实现 Kubernetes Cluster MIxer 全链路关联 平台 Cloud Native App POD Agent logfile

#IstioCon 百度APP基于Istio实现 基础架构升级 许超 #IstioCon 背景 l 核心业务线已完成微服务改造，数万个微服务对架构服务治理能力提出了更高的要求。 l 高级架构能力能否多语言、多框架支持？ l 运维架构能力是否具备可移植性？是否能低成本复制新的产品线？ l 可观测性不足，是否有通用机制提升产品线可观测性？ Ø 部分模块上下游超时配置不合理，超时倒挂，集中管理调整成本比较高。 #IstioCon 目标 l 服务治理策略平台化 联合公司内部，通过合作共建方式实现完整的Service Mesh架构，提升架构策略灵活性，缩 减服务治理迭代周期，降低服务治理研发成本。 l 服务治理能力通用化 基于Service Mesh架构共建高级架构能力，为不同模块、不同产品线、甚至整个公司内提供 各项服务治理能力的通用化、中台化能力，从而加速服务治理技术的研发和迭代，提升架构 能力可移植性。 envoy启动后注册port到bns-agent。 Ø rpc框架查询bns-agent IP与治理策略数据。 Ø bns-agent判断否使用envoy进行服务治理。 Ø rpc框架根据反馈的IP，治理策略信息请求对 应IP，会cache数据，需要即时更新。 Ø envoy离线或者被干预则立即通知bns-agent， fallback会使用原有治理策略。 #IstioCon 架构介绍 Ø Mesh控制中心： ü

张伟 华为云容器网格数据面技术专家 拥有10年以上中间件及高性能系统开发经验， 作为架构师及核心开发人员发布过传输网管系 统、Tuxedo交易中间件、ts-server多媒体转码服 务、GTS高性能事务云服务、SC高性能注册中心、 ASM数据面等多个产品。先后就职于亿阳信通、 北电、甲骨文、polycom、阿里巴巴等公司；目 前在华为云云原生团队负责网格数据面的架构 设计及开发工作。 • Envoy采用C++实现，本身为四层及七层代理，可以根据用户应用请求内的数据进行高级服务治理 能力，包括服务发现、路由、高级负载均衡、动态配置、链路安全及证书更新、目标健康检查、 完整的可观测性等。 • 目前常见数据面主要有三种：Envoy、Linkerd、Traefic。Envoy由于高性能和扩展能力前在数据面遥 遥领先。 • Iptables使Pod间出入应用的流量均由Envoy 规则 ./etc/istio/proxy/SDS 证书 获取 配置 文件 可以修改全局注入参数 作用于所有目标空间的 pod 证书更新 Envoy启动流程 Envoy控制面流量 Envoy数据面流量 ./etc/istio/proxy/XDS SDS xDS CSR Prometheus configmaps Copyright © Huawei Technologies Co

流量控制：服务发现、请求路由、负载均衡、灰度发布、错误重试、 断路器、故障注入 可观察性：遥测数据、调用跟踪、服务拓扑 通信安全： 服务身份认证、访问鉴权、通信加密 Proxy Application Layer Service 1 Istio 流量管理 – 概览 • 控制面下发流量规则： Pilot • 数据面标准协议：xDS • 集群内Pod流量出入： Sidecar Proxy • 集群外部流量入口：Ingress Istio 流量管理 – 控制面 两类数据： q 服务数据（Mesh 中有哪些服务？缺省路由） v Service Registry § Kubernetes：原生支持 § Consul、Eureka 等其他服务注册表：MCP over xDS （https://github.com/istio-ecosystem/consul-mcp） v 通过CRD定义的服务数据 q 自定义流量规则（如何将请求路由到这些服务？） 自定义流量规则（如何将请求路由到这些服务？） v 通过CRD定义的流量规则 服务数据 流量规则 3 Istio 流量管理 – 控制面 – 服务发现 • K8s Service ： Pilot 直接支持 • ServiceEntry： 手动添加 Service 到 Pilot 内部注册表中 • WorkloadEntry：单独添加 Workload，对于虚机支持更友好 • MCP 适配器： 将第三方注册表中的服务加入到

调用链监控 • 网关 • 监控告警 • 注册和发现 • 容错和限流 特点 • 独立部署 • 强化模块边界 • 技术多样性5/23 Service Mesh 优点 • 统一的服务治理 • 服务治理和业务逻辑解藕 缺点 • 增加运维复杂度 • 延时 • 需要更多技术栈6/23 探索 Istio 技术点 /02 了解 Istio 技术点7/23 MCP MCP（Mesh Configuration 的资源；8/23 MCP mcpserver demo: https://github.com/champly/mcpserver9/23 Pilot Pilot 负责网格中的流量管理以及控制面和数据面之间的配置下发，在 Istio1.5 之后合并了 Galley、Citadel、Sidecar-Inject 和 Pilot 成为 Istiod。 功能 • 根据不同的平台（Kubernetes、Console） • 记录变化的资源类型 • 根据变化的资源类型整理本地数据 • 根据变化的资源类型判断需要下发的 xDS资源 • 构建 xDS 资源，下发到连接的 Sidecar10/23 xDS Sidecar 通过动态获取服务信息，对服务的发现 API 被称为 xDS。 • 协议部分（ADS、控制发送的顺序以及返回的确认数据） • 数据部分（CDS、EDS、LDS、RDS、SDS）11/23

Istio是目前服务网格领域最流行的开源项目，38% 的企业在生产中使用服务网格，其中有接近一半的 选择是Istio SolarMesh 基于 Istio 及容器技术，提供流量监控 和管理，提供完善的非侵入式服务治理解决方案。 帮助企业在纷繁复杂的微服务调度中快速定位问题， 增强研发效率。 让服务网格不再难学难用，让服务网格在企业落地 更加平滑、安全、稳定。 Copyright © 2021 Cloud 应用场景 - 灰度版本迁移 传统的版本升级方式 使用solarmesh的版本升级方式 1. 打好部署包 2. 等到半夜 3. 部署一个机器 4. 使用模拟的测试数据测试 1. 打好部署包即可部署 2. 用真实的数据测试 3. 挑个良辰吉日分配流量，宣布更新 Copyright © 2021 Cloud To Go 应用场景 - 异地容灾 通过智能路由实现异地容灾 在SolarMesh中，只需要声明哪些 •Grafana，为SolarMesh提供流量的实时仪表盘 •SLO，为SolarMesh提供服务质量检测的能力 SolarMesh的特点 Copyright © 2021 Cloud To Go 控制端与业务端隔离 控制面与数据面隔离 solarmesh坏了，istio还在，业务不会中断 istiod坏了，envoy还在，业务也不会中断 Copyright © 2021 Cloud To Go 无需重启 秒级切换 Copyright

microservices. Istio项目 微服务角度看Istio: 治理形态的演变 Node 1 svc1 自身业务 SDK Sidecar 服务治理 Node 2 svc 2 自身业务 SDK Sidecar 服务治理 通信基础 服务发现 负载均衡 熔断容错 动态路由 … for (封装++) { 应用侵入--； 治理位置--； } 微服务角度看Istio: 服务网格 服务网格控制面 svca 基础设施(Kubernetes)看Istio: 能力增强 服务部署运 维 服务治理 • 调用链追踪 • 动态路由 • 熔断限流 • 负载均衡 • 服务发现 • 扩缩容 • 运维 • 部署 Kubernetes Istio Istio治理的不只是微服务，只要有访问的服务，都可以被治理。 Istio关键能力 流量管理 负载均衡 动态路由 灰度发布 可观察性 调用链 访问日志 response_code: response.code | 200 Istio & Kubernetes: 总结 对于云原生应用，采用Kubernetes构建微服务部署和集群管理能力，采用 Istio构建服务治理能力，将逐渐成为应用微服务转型的标准配置。 Agenda • Istio & Kubernetes • Istio & Kubernetes上的灰度发布 灰度发布：蓝绿 灰度发布：A/B Testing

microservices.4 Istio项目5 微服务角度看Istio: 治理形态的演变 Node 1 svc1 自身业务 SDK Sidecar 服务治理 Node 2 svc 2 自身业务 SDK Sidecar 服务治理 通信基础 服务发现 负载均衡 熔断容错 动态路由 … for (封装++) { 应用侵入--； 治理位置--； }6 微服务角度看Istio: 服务网格 服务网格控制面7 svca8 基础设施(Kubernetes)看Istio: 能力增强 服务部署运 维 服务治理 • 调用链追踪 • 动态路由 • 熔断限流 • 负载均衡 • 服务发现 • 扩缩容 • 运维 • 部署 Kubernetes Istio9 Istio治理的不只是微服务，只要有访问的服务，都可以被治理。10 Istio关键能力 流量管理 负载均衡 动态路由 灰度发布 可观察性 调用链 response_code: response.code | 20015 Istio & Kubernetes: 总结 对于云原生应用，采用Kubernetes构建微服务部署和集群管理能力，采用 Istio构建服务治理能力，将逐渐成为应用微服务转型的标准配置。16 Agenda • Istio & Kubernetes • Istio & Kubernetes上的灰度发布17 灰度发布：蓝绿18 灰度发布：A/B

com/doc/DVnlqUVB1ek1laFBQ #IstioCon What’s next？ 现阶段协议扩展方案面临的挑战： ● 在 Mesh 中支持一个七层协议的工作量较大： ○ 数据面：编写一个 Envoy filter 插件——流量管理（RDS、 负载均衡、熔断、流量镜像、故障注入等）、编解码 ○ 控制面：编写一个 Aeraki 插件——运维/流量管理策略 ● 非 HTTP 大部分七层协议的路由、熔断、负载均衡等能力的实现逻辑是类似的， 没有必要每个协议都全部从头实现，重复造轮子。 ● MetaProtocol 框架在 Service Mesh 提供七层协议的通用能力： ○ 数据面：MetaProtocol Proxy 实现 RDS、负载均衡、熔 断等公共的基础能力 ○ 控制面：Aeraki + Istio 提供控制面管理，实现按请求 header 路由、灰度发布、地域感知LB、流量镜像等高级 MetaProtocol 服务生成数据面所需的 Filter 配置 ，Filter 配置中将 RDS 指向 Aeraki 3. Istio 下发 LDS(Patch)/CDS/EDS 给 Envoy 4. Aeraki 根据缺省路由或者用户设置的路由规则下发 RDS 给 Envoy 1 2 3 4 #IstioCon MetaProtocol：数据面 ● MetaProtocol

SDS/CDS/RDS/LDS/HDS/ADS/KDS 和Google强强联手 官方博客：The universal data plane API缓存Istio和k8s配置 ü一个小型的非持久性key/value数据库 ü借助k8s.io/client-go建立缓存 ü缓存Istio：route-rule，virtual-service，gateway等 ü缓存k8s：node，Service，Endpoints等触发配置生效方式 V2通过GRPC双向流，主动推送配置给envoy： ü事件触发 • 当配置有增/删/改事件 ü定时触发 • 可配置环境变量 V2_REFRESH，定时推送配置Mixer——遥测报告 u上报的原始数据 u异步Flush给Adapter u转换成属性词汇 u问题讨论属性词汇 Name Type Description Kubernetes Example source.id string Platform-specific timestamp when the destination receives the request. This should be equivalent to Firebase “now”.上报的原始数据 üreq.Attributes： • "strings":{"131":92,"152":-1,"154":-2,"17":-7,"18":-4,"19":90,"22":92 • "int64s":{"1":33314