全民双十一 基于容器服务的大促备战 关注“阿里巴巴云原生”公众号 回复 1124 获取 PPT我是谁挑战在哪里？ 极限并发 人为失误 系统瓶颈 雪崩 单点失效 成本控制 用户体验 最终一致性 稳定性 资源不足 资源利用率 安全风险备战工具箱 服务化 开发运维一体化 弹性 极致性能 高可用 全站上云 安全加固 人工智能 大数据 离线计算 全链路压测

蚂蚁金服ServiceMesh数据平面 SOFAMosn深层揭秘 奕杉Agenda Ø背景 Ø构架 Ø能力 Ø性能 ØRoadMap背景为什么蚂蚁需要ServiceMesh Ø拥抱微服务，云原生 • SOFA 5规划落地 • 兼容K8S的智能调度体系 Ø运维体系的有力支撑 • LDC • 弹性伸缩 • 蓝绿/容灾/.. Ø金融级网络安全 • 金融级鉴权体系 • 云原生zero trust网络安全趋势 2SOFAMosn内数据流 3NET/IO 4 Ø屏蔽IO处理细节 Ø定义网络链接生命周期，事件机制 Ø定义可编程的网络模型，核心方法，监控指标 Ø定义可扩展的插件机制PROTOCOL 5 Ø定义编解码核心数据结构 üMesh处理三段式：Headers + Data + Trailers Ø定义协议Codec核心接口 ü编码：对请求数据进行编码并根据控制指令发送数据 ü解码：对IO数据进行解码并通过扩展机制通知订阅方 为网络协议请求/响应提供可编程的抽象载体 ü 考虑PING-PONG，PIPELINE，分帧STREAM三种典型流程特征 Ø定义Stream生命周期，核心事件 Ø定义Stream层编/解码核心接口 ü 核心数据结构复用Protocol层 Ø定义可扩展的插件机制 Ø对于满足请求Stream池化的需求 Ø需处理上层传入的状态事件PROXY 7 Ø基于Stream抽象提供多协议转发能力 Ø执行Stream扩展Filters

Fork，增强，扩展，定制，集成 回馈社区，反哺开源 维持版本更新，同步升级 未来肯定会开源 可扩展和可定制化是必备的 可 控 性 社 区 支 持 技术输出 内部落地 如何让开源产品接受我们的改动？ 如何让社区和客户认可我们的产品？开源方案选择之第一代Service Mesh Linkerd • 无控制平面 • Scala编写，基于JVM资源消耗大 • 可扩展性有限，dtab不易理解和使用 功能不能满足蚂蚁的需求，没法做到 类似envoy xds那样的扩展性 • 未来发展前景黯淡 Envoy • 安心做数据平面， 提供XDS API • 设计优秀，性能和稳定性表现良好 • C++编写，和蚂蚁的技术栈差异大 • 蚂蚁有大量的扩展和定制化需求 • 我们非常认可envoy在数据平面上的表现开源方案选择之第二代Service Mesh Istio • 第一选择，重点关注对象 • 奈何迟迟不能发布生产可用版本 奈何迟迟不能发布生产可用版本 • 性能和稳定性远远不能满足蚂蚁的 要求 • 但我们非常认可Istio的理念和方向 Conduit • 只支持k8s，而蚂蚁尚未普及k8s • 数据平面由Rust编写，过于小众，难于 从社区借力。 • 同样存在技术栈问题 • 公司和产品在社区知名度和影响力有限国内公司的选择之一：自研 华为：CES Mesher • 使用Golang编写 • 由go

10余年云计算领域研发及架构经验，先后在EMC，CCTV证券资 讯频道，HP，华为，网易从事云计算和大数据架构工作 • 毕业于上海交通大学。 • 曾出版《Lucene应用开发揭秘》 • 多次作为邀请讲师参加Dockone容器技术大会，Segmentfault 开发者大会，InfoQ全球架构师峰会（明星讲师），CSDN SDCC大 会，51CTO WOTA大会等 • 知名技术博主，博客可搜索popsuper1982，多篇文章推荐至全 基于容器服务的微服务架构实践163yun.com 一、微服务与Docker、Kubernetes163yun.com 应用架构 数据架构 IT架构 微服务的交付形式Kubernetes 轻量级的IT运维模式Swarm 资源利用率高的任务执行模式Mesos 快速迭代 高并发 OPEX CAPEX 大数据分析，运营 容器技术的三种视角微服务形态 Hailo Amazon Netflix 来源: https://www -service-fabric-ben-spencer/ Kaola163yun.com 开发独立: 代码耦合度比较高，修改代码通常会对多个模块产生影响，操控难度大，风险高 上线独立: 单次上线需求列表多，上线时间长，影响面大 简化扩容: 由于业务多，每一次扩容需要增加的配置比较杂。一些不起眼的小业务虽然不是扩容的主要目 的，也需要慎重考虑 容灾降级:核心业务与非核心业务耦合，在关键时候互相影响

Ø 持续演进路径 & 技术案例 Ø 实践案例 Ø 规划 & 展望 Ø QA背景 & 概览数据平面概览 SOFAMOSN • C实现，支持多语言扩展 • 基于Nginx扩展 • 开发不活跃 • 老牌代理系统，业界广 泛使用，服务各类场景 • C++实现 • CNCF第三个毕业项目， ISTIO原生数据平面 • 开发活跃，最新版为1.9.0 • Google, Lyft主导，业界 众多公司使用中，重点搭 Service Mesh数据平面 • 开发活跃，最新版为 18.9.1 • Golang实现 • 新生项目，初期旨在搭建 RPC亲和，高度可扩展性 的Golang转发系统 • 开发活跃，最新版为0.4.0 • 蚂蚁+UC主导，重点搭载 SOFAMesh使用，目标服 务通用场景，金融场景SOFAMOSNSOFAMOSN内部模块设计SOFAMOSN数据流SOFAMOSN数据流持续演进路径 & TCP代理/7层通用代理 Ø 简单匹配路由 Ø 集群管理 & 基本负载均衡(RR、 RANDOM) Ø SofaRpc及HTTP/1.1、 HTTP/2.0支持 Ø 进程平滑升级 Ø SOFAMesh集成，支持 xDS on ADS Ø X-Protocol协议扩展机制， 以及Dubbo支持 Ø 支持network/stream filter 扩展 Ø 支持WRR负载均衡 Ø 支持subset复杂匹配路由

易于分配的存储 • 易于访问的外围（负载均衡） • 服务注册和发现 致富问题 • 认证和授权 • 智能路由 • 流量管理 • 服务降级 • … • 微服务拆分原则 • 业务API设计 • 数据一致性保证 • 可扩展性考虑 • …Kubernetes对于微服务的支撑 功能列表 详情 快速资源分配 容器编排和调度 服务部署&弹性伸缩 Deployment 服务注册&服务发现 Service概念和分布式DNS • 流量管理（超时、重试、熔断） • 故障处理 • 故障注入 • … Mixer • 前提条件检查：安全认证，黑白名单， ACL检查 • 限流管理 • 遥测报告：日志监控 控制平面 数据平面 Istio-Auth • 服务间认证 • 终端用户认证Istio的核心组件 • Envoy 是一个高性能轻量级代理，它掌控了service的入口流量和出口流量，它提供了很多内置功能，如动态负 RETURNPilot-Agent主要功能分析-生产Envoy配置 envoy的配置主要在pilot-agent的init方法与proxy命令处理流程的前半部分生成。其中init方法为pilot-agent二进制的命令行配置大 量的flag与flag默认值，而proxy命令处理流程的前半部分负责将这些flag组装成为envoy的配置ProxyConfig对象。下面分析几个相对重 要的配置。 role pilot-agen

特点： • 微服务网关 • 蚂蚁金服 RPC 协议 • 安全\鉴权\监控 • Netty 异步化 • 私有协议 MMTP 缺点： • API 网关变更风险 • 业务分级隔离需求 • 大促容量规划问题 HTTP/MMTP sofarpc10/21 去中心化网关架构（2016-2018) APP 去中心化网关架构 LB spanner APP1 Logic Logic API Gateway Jar APP2 Logic Logic API Gateway JS Route 特点： • 干掉形式上的网关 • 轻路由前置到 LB • 业务集成网关 Jar • 业务之间互不干扰 • NodeJS 版 缺点： • 接入困难（几十个 jar 依赖） • Jar 包冲突 • 升级困难 • 版本离散 • NodeJS 版本维护成本高 30+系统、70-80%流量11/21 Logic MOSN APP3 Logic Logic MOSN • 低成本接入 • 平滑升级 • 异构支持 • 核心系统上云12/21 蚂蚁金服 API Gateway Mesh 架构 数据流 控制流 Ops 流13/21 API Gateway Mesh Based on MOSN MOSN 能力与模块 MMTP Protocol HTTP\SOFARPC\Dubbo Gateway

Server Service Registry Service Config Center 服务发现 服务注册 服务元数据下发 OSP client 服务路由 网络传输 服务元数据上报缺点 • 语言单一 • 升级困难 • 复杂代码嵌入对客户端进程影响大服务化体系2.0 - Service Mesh雏形 • 物理机、sidecar • Local & Remote，主与备 • 自切换的能力和可 用的备份 • 尽量减少外部组件依赖。业务/运维总会有各种特殊的需求，依赖外部组 件会给自定义需求带来障碍。 • 保持客户端选择proxy的自由度和灵活性，在我们的实践中好处大 于坏处胖客户端 vs. service mesh vs. cluster 胖客户端 Sidecar（物理机） Daemonset（云） Cluster（HTTP） 接入难度 容易。打入依赖包即可 容易。IDL接口规范 难。需要自行处理HTTP请求和 响应（目前还没有生成HTTP sdk） 应用侵入性 侵入性大。复杂客户端会给 应用造成负担，包括资源占 用、依赖冲突等等 侵入性小。SDK只有简单的寻址和序列化/ 反序列化的功能 无侵入性。应用自行调用 运维难度 难度大。客户端的问题会对 应用直接产生影响，耦合太 重 难度小。Sidecar故障可以将流量临时切到 remote proxy解决

gRPC Pilot/Gallery/Citadel/Mixer App A MOSN App B MOSN HTTP SOFARPC Dubbo RPC WebService 数据面 控制面 社区产品 蚂蚁产品6 二、为什么我们要 Service Mesh 为什么要 Service Mesh为什么要 Service Mesh-现状 5.客户端中间件版本的统一 9% 动态配置客户端 故障注入客户端 Service Mesh 解耦了业务开发与基础团队之前的耦合 应用代码 业务应用开发 基础设施开发 Mesh 化10 三、方案落地 方案落地11 最终选型：自研数据面+轻量 SDK，我们给出的答案是 MOSN。 方案落地-选型 开源/自研：全部迁移到 envoy？不现实，自有协议+历史负担。 SDK/透明劫持：运维和可监控性不好，性能不高，风险不太可控。12 正常运行中19 我们的方案-升级策略-无感升级-MOSN MOSN New MOSN 通知平滑升级 迁移监听套接字 解析Mosn配置 启动控制面服务 通知启动完成 关闭控制面服务 关闭数据面服务 迁移存量长连接 怎么做到的无损？20 四、分时调度案例 分时调度案例21 分时调度-背景 资源域A 资源域B 资源域A 资源域B X时刻 Y时刻 业务诉求 资源限制 分时调度22

减少握手延迟 • 代价：握手前发送的数据不能 保证防重放攻击，因此要求应 用程序自己保证防重放攻击 Small Ticket • 自定义Session Ticket编码格式 • 160 byte -> 76 byte • Session Ticket扩展 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 Push没消息 Push消息慢 海外消息慢 收发图片慢 建连时长 建连成功率 链路稳定性 链路一致性 RPC错误率 Push实时性 海外RTT 数据效率 快 速 稳 定 高 效 移动客户痛点 性能指标 线下支付 大促 国际支付咻一咻与敬业福咻一咻的挑战 亿级用户快速进入 亿级用户同时点击 剩余红包实时显示无线移动网络优化 § 统一通道：主长连接 + 短连接 § 统一协议：MTLS+MMTP § 统一调度：MobileDC 最优调度 网络探测 连接建立 传输+保持 通道复用 复合建连 握手优化 短连补偿 智能心跳 数据压缩 质量模型 自动重试 云端补偿 柔性建连 假连淘汰 动态超时 § 终端策略覆盖移动网络难点 § 优化对业务透明 § ROI考虑 好网更快 弱网更好 协议优化 支付宝网络接入层架构示意 § 关键词：动态Hpack