IstioMeetup 服务网格数据平面热升级技术分享 ServiceMesh Data-Plane Hot-Upgrade 阿里云服务网格团队 – 史泽寰 • 为什么需要服务网格数据面热升级 • 实现热升级 • 实践热升级 目录 Catalog 2 为什么需要服务网格数据面热升级 Why do we need Hot-Upgrade for ServiceMesh Data-Plane 3 为什么需要服务网格数据面热升级 Why do we need Hot-Upgrade for ServiceMesh Data-Plane • 只替换/重启Sidecar • 替换/重启过程中进/出不会出现请求失败，连接失败 • 易于运维，可以控制升级策略 理想的Sidecar升级 4 • 为什么需要服务网格数据面热升级 • 实现热升级 • 实践热升级 目录 Catalog 5 • Envoy热重启 • 以Epoch + 1的方式启动新实例，触发热重启 • ListenSocket转移到新实例 • 旧实例进行排水，不再接受新的请求 • 排水结束后旧实例退出，热重启完成 References: https://www.envoyproxy.io/docs/envoy/latest/intro/arch_overview/operations/hot_restart

© Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 3 目录 1. Envoy启动及配置文件 2. Envoy流量拦截原理、常用部署方式 3. Envoy可扩展过滤器架构、可观测性 4. Envoy线程模型 5. 生产环境问题分析及解决方法 6. 针对Envoy做的一些优化及效果 7. 常用性能分析测试工具及使用方法 微服务架构最早由Fred George在2012年的一次技术大会上所提出，他讲到如何通过拆分SOA服务实现服务之间的解耦， 这是微服务最早的雏形。 • 微服务架构通过细粒度的服务解耦拆分，带来缩短开发周期、独立部署、易扩展等好处的同时，同时带来对服务发现、负 载均衡、熔断等能力前所未有的诉求。 • 第一阶段为dubbo、SpringCloud侵入式开发框架，语言强相关。 • 非侵入服务网格最早为2016年Linkerd。 上游集群 目标主机策略，请求出口 Copyright © Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 10 Envoy常用部署方式 • 网格内部调用，通过自动注入到网格 内的iptables规则进行拦截 • 默认为2个工作线程 • 默认最大上游连接数1024，最大挂起 等待请求数1024 • 外部请求通过直接访问ingressgateway

-Agent——管理生命周期（PA） u启动envoy u热重启envoy u监控envoy u优雅关闭envoy启动envoy ü监听/etc/certs目录 ü生成envoy静态配置文件envoy-rev0.json ü通过exec.Command启动 envoy并监听状态 • 文件配置文档 • 启动参数文档热重启envoy热重启涉及以下步骤 • Pilot-Agent只是负责启动S，其他步骤由envoy完成。 未完成的工作 • 5. 在P优雅关闭过程中，S会从共享内存中获取stats • 5. 到了时间S通知P自行关闭 • 6. S升级为P • 官方博客：Envoy hot restart什么时候会进行热重启？监控envoy ü获取非正常退出状态 ü抢救机制触发 ü抢救令牌减少一个（总共10个） ü在2(n-1) * 200毫秒后执行（为什么不立即执行） ü失败再次触发抢救机制 ü10个令 ü K8s发送SIGTERM信号让容器优雅关闭 ü Pilot-Agent接收信号通过context关闭子服务，发送SIGKILL关闭envoy ü Envoy不支持优雅关闭，需要通过金丝雀或蓝绿部署方式实现 Envoy优雅关闭实现方式讨论：#3307 #2920Pilot-Discovery——配置中心（PD） uv1版本和v2版本之间的区别 u建立缓存配置 u触发配置生效方式v1版本和v2版本之间的区别

选定测试版本：研读开放Issue以及Release Notes。测试方案部署 • Istio部署 • 复查集群环境 • 调整资源参数 • 调整亲和性参数 • 调整HPA • 日志输出和调试开关复查 • Istio功能裁剪 • 备用业务部署 • 试用服务部署 • 服务YAML复查 • 缺省路由设置 • 根据功能需求，编写和部署 Istio相关功能YAML • 监控和告警部署 • 连接Alertmanager/… •

Copyright © 2021 Cloud To Go 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 可视化、规范化Istio操作，告别terminal 4. 反应集群真实情况，流量可视化监控 5. 为istio核心组件提供监控能力 6. 服务质量(SLO)检测能力 7. 一键部署分布式链路追踪组件jaeger 8. 一键部署数据可视化工具grafana，进一步提升流量监控的体验 9. …… Copyright © 2021 Cloud To Go SolarMesh solarmesh免费体验请访问：www

可维护性：不必更改Envoy自身基础代码库即可扩展其功能。 ○ 多样性：可以将流行的编程语言（例如C/C++和Rust）编译为WASM，因此开发人员可 以选择实现过滤器的编程语言。 ○ 可靠性和隔离性：过滤器会被部署到VM沙箱中，因此与Envoy进程本身是隔离的；即使 当WASM Filter出现问题导致崩溃时，它也不会影响Envoy进程。 ○ 安全性：过滤器通过预定义API与Envoy代理进行通信，因此它们可以访问并只能修改有 在阿里云服务网格ASM中使用WASM ● 进行统一的代理扩展插件的生命周期管理 14 在ASM中启用wasm部署功能 ● aliyun servicemesh UpdateMeshFeature -- ServiceMeshId=xxxxxx --WebAssemblyFilterEnabled=true ○ 部署一个DaemonSet(asmwasm-controller)到K8s集群中 ○ asmwa 21 执行结果, wasm filter生效 22 Summary & Tips ● 开发阶段 22 使用Wasm sdk 生成Wasm二进制 使用oras cli OCI镜像仓库 ● 部署运行阶段 创建 ASMFilterDeplo yment CR 确认Istio EnvoyFilter CR Troubleshooting 在ASM中开启 wasm能力 确认Workload部

• Istio Proxy: 劫持Pod的所有通信， 是Mesh的基础 • Pilot: 为Proxy提供动态配置管理 • Citadel: 自动维护mTLS密钥 • Mixer: 在k8s中部署了两组Mixer • Policy提供授权、Quota等能力 • Telemetry提供监控数据收集能力 基本原理 • Istio从架构上可以分为4个板块： • Istio Proxy: Mesh的基础 配置管理：为C++实现的Proxy接 入k8s的动态配置管理 • Attribute Machine: 授权，Quota ，Tracing，监控的基础 Istio管理下的微服务 • 右图是部署mock1.v1 Pod之后发生的事 情： • Sidecar Injection: 注入initContainer, Sidecar, istio-certs volume • Citadel: 应控制在k级别，达到 10k 量级后响应可能会出现超 时导致配置读写状态异常，进而影响整个系统稳定性 实践总结 • Istio配置管理有局限性： • Endpoint的配置管理有防抖动处理，即使集群中的部署变化再快， 也不会阻塞Istio • Istio其他配置管理没有防抖动处理（ VirtualService/DestinationRule等），如果用程序自动化注入这些 配置要注意在客户端实现限流

Pod2 Labels:app=svcb Port:9379 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 | "unknown" 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

Pod2 Labels:app=svcb Port:9379 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 "unknown" 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

Service Mesh 化之后有哪些优缺点4/23 微服务 模块 • 安全 • 配置中心 • 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