Apache SkyWalking 在 Service Mesh 中的可观察性应用 高洪涛 Tetrate 创始工程师Who 高洪涛 美国S ervice Mesh 服务商 Tetrate 创始工程师。原华为软件开发云技术专家，对云原 生产品有丰富的设计，研发与实施经验。对分布式数据库，容器调度，微服务， ServicMesh 等技术有深入的了解。 目前为 Apache ShardingSphere ShardingSphere 和 Apache SkyWalking 核心贡献者, Istio 贡献者。 1/28/01 /02 /03 SkyWalking 简介 遇到的挑战 应用方案 ServiceMesh 场景 下 SkyWalking 面 临的挑战 针对 Mesh 场景方案的演化 SkyWalking 历史和特 点 2/28SkyWalking 简介 /01 SkyWaling 的历史和特点 14/28挑战3：维度匹配-Mixer Instance Service Endpoint 15/28挑战3：维度匹配-Telemetry2 Instance Service Endpoint 16/28应用方案 /03 针对 Mesh 场景下的方案演化 17/28技术路线全覆盖-Mixer 18/28技术路线全覆盖-Mixer 19/28技术路线全覆盖-Mixer 20/28技术路线全覆盖-Envoy

吴天龙 阿里云函数计算技术专家 函数计算在双11小程序场景中的应用 关注“阿里巴巴云原生”公众号 回复 1124 获取 PPT自我介绍 •吴天龙（花名: 木吴） •阿里云函数计算技术专家 •2013 年加入阿里云，参与分布式数据库， 对象存储等产品的开发。现任阿里云函数 计算架构师，聚焦于 Serverless 产品功 能和大规模资源伸缩调度、性能优化等系 统核心能力的研发。❖ 函数计算介绍

周遥 xuanyin.zy@alibaba-inc.com 阿里巴巴核心应用落地 Service Mesh 的挑战与机遇 关注“阿里巴巴云原生”公众号 回复 1124 获取 PPT自我介绍 •2010 四川大学毕业 •2010-2016 社区、我的淘宝、中间件软负载 •2016-2019 自主创业、挖财中间件负责人 •2019-今 阿里服务网格团队 专注软负载、服务治理、分布式；Nacos Mesh 实战作者》；爱好骑 行、钢琴•现状及行业态度 •带来的变化和发展机遇 •核心应用落地所克服的挑战 主题#1 现状及行业态度•时隔两月 Istio 发布了 1.4，迭代迅速 •国内 Service Mesh 相关书籍出版三本以上 •各大厂积极部署推进，蚂蚁金服影响力最大 •阿里巴巴实现对核心应用于双十一上验证 •云计算平台推出商业产品，但仍未普适 行业现状行业态度 普遍看好，仍存疑惑。 (Java/Go/C++, etc) 网格化的基础组件 (基于插件) 网格化的基础组件 (基于插件) Service Mesh BaaS 注册服务 配置服务 消息 缓存 K8s•未来应用开发一定是 云原生 •考验好产品的标准是 云原生 •经济、技术共同体是 愿景 机遇 •基于 Service Mesh 基础面开发 •是否能很好的支持 Service Mesh

/01 /02 /03 背景 问题 实践 微服务体系演进历程 架构痛点与解决思路 Service Mesh落地方案3/24 背景 /01 陌陌微服务体系演进历程4/24 单体应用到微服务 单体应用 微服务架构 应用拆分 加入PHP API层 PHP API层成为后续多语言服务治理的关键挑战5/24 微服务体系演进 MOA 1.0微服务体系演进历程 自研服务框架产品MOA（Momo 2000+ 注册实例数 2万+ 全天调用量 3500亿 微服务体系规模 服务量级的增长使得Java应用的服务治理问题 也逐渐暴露出来9/24 问题 /02 借助Service Mesh解决现有架构痛点10/24 架构痛点分析 服务治理能力滞后 非Java应用 Java应用 SDK迭代进度缓慢 SDK推广升级缓慢 危害 无法实现架构统一 稳定性受损、引发故障 架构方案受限 试验阶段 评估阶段 启动阶段 思考 行动12/24 实践 /03 Service Mesh架构在陌陌的落地实践13/24 方案选型 与现有架构的兼容性 现阶段的关键需求 技术储备与原则类因素 自研数据平面与 控制平面方案 使存量服务接入Mesh 方案 对接大量内部系统 关键收益均由数据平面产生 非完善的控制平面功能 技术体系内不引入Go语言 最成熟的服务端语言为Java

落地碰到的问题 • 客户端服务发现与负载均衡无法与 ISTIO 一起工作 • ENVOY 不支持微服务使用的通信协议 • RPC 服务使用的接口，方法，参数语义无法匹配 ISTIO 的路由模 型 • 一个应用上部署了多个 RPC 服务，每个服务有自己的版本 • …ISTIO 控制平面路由的抽象模型 INBOUND OUTBOUNDSOFA 服务注册模型落地一个微服务框架需要的工作 • 部署 ZK 集群作为 协议支持SOFA MESH 的统一解决方案 • 采用 Kubernetes Native 方式落地微服务应用 • 使用 INTERFACE 作为 DNS 来寻址服务 • 开发一个通用协议处理框架 • 避免为不同的微服务框架修改 PILOT 代码 • 通过插件的方式按需支持新的协议 • 对应用代码无侵入性 • 为微服务框架提供轻量化客户端落地一个微服务框架需要的工作 • 部署 ZK 集群作为 DUBBO 服务的路由规则 XDS 适配 • 开发 DUBBO 协议支持（开箱即用模式下也可以省掉）DNS 寻址目标 • 允许应用把接口当做域名来访问远端服务 • 支持在 Kubernetes DNS 之上构建更结构化的域名体系 • 支持跨集群的服务寻址 • 支持单应用多服务的部署模型 bolt://com.yourcompany.youservice:12220POD 落地形态 Services

通过治理策略 保证服务高可用3/总页数 Service Mesh 与 Spring Cloud 应用的互通、共治 /014/总页数 优点 • 微服务架构的集大成者 • 轻量级组件 • 开发灵活、简便 • 社区生态强大、活跃度高 Spring Cloud 的优缺点 缺点 • 仅适用于 JAVA 应用、Spring Boot 框架 • 侵入性强 • 升级成本高、版本碎片化严重 • 内容多、门槛高 6小时 较高可用 3个9 99.9% 8.8小时 具备故障自动恢复 能力可用 4个9 99.99% 53分钟 极高可用 5个9 99.999% 5分钟18/总页数 治理策略 & 高可用 不可用因素 程序和配置出 bug 线程假死、配 置格式出错 机器故障 宕机 机房故障 核心交换机故 障、机房停电 容量 服务容量不足 依赖服务 响应超时19/总页数 治理策略 & 高可用 Mesh Config Server SDK Sidecar21/总页数 治理策略 & 高可用 • 微服务高可用设计手段 - 服务限流 • 对于一个应用系统来说一定会有极限并发/请求数，即总有一个TPS/QPS阀值， 如果超了阀值则系统就会不响应用户请求或响应的非常慢，因此我们最好进行过 载保护，防止大量请求涌入击垮系统。 • 服务限流其实是指当系统资源不够，不足以应对大量请求，即系统资源与访问量

容许运维对所有交互进行精细控制合并Check和Quota ü 我们的反思 • 认可这样的抽象和隔离，确实有必要从应用中剥离出来 • 但是要加多一层Mixer，多一次远程调用 • 抽象和隔离在Sidecar层面完成，也是可以达到效果的 • 对于Check和Quota，性能损失太大，隔离的效果并不明显 应用 Sidecar Mixer 基础设施后端 但是多付出一次远程 调用是否有足够必要？ 对基础设施后端的访问的确 更多资料，深入了解Report部分的隐忧：网络集中 应用 Sidecar Mixer 应用 Sidecar 应用 Sidecar 应用 Sidecar 应用 Sidecar 应用 Sidecar 应用 Sidecar 应用 Sidecar 应用 Sidecar 应用 Sidecar 应用 Sidecar 应用 Sidecar Mixer Mixer 应用 Sidecar Backend Backend Backend Backend Backend 通道收缩 流量聚集Report部分的隐忧：网络吞吐量 应用 Sidecar Mixer Backend 交换机 交换机 应用 Sidecar Backend 交换机 应用 Backend 交换机 应用直连基础设施后端： Sidecar连接基础设施后端： Mixer连接基础设施后端： Localhost不影响 两倍吞吐量

Mesh? Service 业务逻辑 SDK 协议编解码 服务发现 负载均衡 熔断限流 服务路由 …… 混合在一个进程内， 应用既有业务逻辑， 也有各种功能， 每次升级都要重新发布应用 升级成本高 版本碎片化严重 中间件演进困难6/39 微服务治理与业务逻辑解耦 Part 1： 为什么需要Service Mesh? Service - 专注业务实现 - 无需感知Mesh - 专注服务间通讯和相 关能力 - 与业务逻辑无关 将SDK客户端 的功能剥离 混合在一个进程内， 应用既有业务逻辑， 也有各种功能， 每次升级都要重新发布应用 业务进程专注于业务逻辑 SDK 中的大部分功能， 拆解为独立进程， 以 Sidecar 的模式运行 将服务治理能力下沉到基础设施，实现独立演进，透明升级7/39 成熟的项目/遗留系统12/39 Part 2： 在当下『路口』的思考 • 大量的应用还跑在非 k8s 体系上（VM、独立的注册中心等） • 当下这些 brownfield 应用的业务价值往往更大，如何把它们纳入 Service Mesh 统一管控？ 现实场景 – Brownfield 应用当道 图片来源：https://medium.com/next-level-german

用于会话复用，加速握手过程 • Cached-info扩展 缓存证书等服务端信息，避免 再次握手时重复传输数据 • ECDHE-keyshare扩展 将TLS1.3草案中的1-RTT机制通 过扩展的方式提前应用 • ECC-signature扩展 使用高效ECDSA签名算法的同 时，兼容广泛使用的RSA证书 按需握手 • 业务可根据需求灵活选择明文 或密文传输，提升业务效率 动态Record Size Sidecar专注服务间通讯 混合在一个进程内， 应用既有业务逻辑， 也有各种功能 业务进程专注于业务逻辑Service Mesh 为什么蚂蚁需要Service Mesh • 拥抱微服务，云原生 • 异构语言体系融合 • 统一服务治理 • 运维体系有利支撑 • 全局流量管理，打通南北，东西 • 金融级网络安全为金融业务而生的SOFAMesh Pod Spring Cloud 应用 SOFAMosn SOFA SOFA Mesh 控制面 Galley Inspector Citadel Pilot Pod Dubbo 应用 SOFAMosn Pod SOFA 应用 SOFAMosn KMI Pod SOFA 应用 SOFAMosn Sigma TLS，国密 服务鉴权 流量控制 镜像中心 流量镜像 流量镜像 TLS，国密 服务鉴权 流量控制 TLS，国密 服务鉴权 流量

application needing to be aware. 服务网格是一个基础设施层，用于处理服务间通信。云原生应用有着 复杂的服务拓 扑，服务网格负责在这些拓扑中实现请求的可靠传递。 在实践中，服务网格通常实 现为一组轻量级网络代理，它们与应用程 序一起部署，但对应用程序透明。什么是Service Mesh？- by Istio 服务发现 负载均衡 流量控制 ... 黑白名单 限流 SDN ： 主要关注1到4层 Service Mesh： 主要关注4到7层 类似的问题，不同的网络层次，通信网络的解决方案能为Service Mesh提 供哪些借鉴？通信网络的解决方案：SDN微服务应用层通信的解决方案-Service Mesh HW Adapter Proxy Service Proxy Service Proxy Service Data Plane Protocol example: Rate limiting, Service priority, etc.)总结：他山之石，可以攻玉 • 解决类似的问题：运维和通信的问题 • 相似的解决方案：数据面+控制面+应用 • 不同的协议层次：SDN 2-4层，Service Mesh 主要为7层 SDN对Service Mesh发展的启发： Ø 北向接口 • 面向业务和运维 • 具有较高的抽象层次，比较容易提取统一的控制面标准？