istio初步了解

istio

控制平面：

• Pilot：管理和配置部署在特定istio服务网格中的所有sidecar代理实例，管理sidecar代理之间的路由流量规则，并配置故障恢复功能，如超时、重试、熔断。

• Citadel：istio中负责身份认证和证书管理的核心安全组件，1.5之后的版本取消啦其独立进程，作为模块整合进istiod

  • 证书签发机构（CA），SDS服务器：负责密钥和证书管理
  • API服务器将安全配置分发给数据平面（将证书以secret的形式挂载到命名空间）
  • 客户端、服务端通过代理进行安全通信
  • Envoy代理管理遥测和审计

• Galley：早版本只负责配置验证，1.1之后升级为整个控制平面的配置管理中心，不仅提供配置验证，还负责配置管理和分发。通过网格配置协议和其他组件进行配置交互。

数据平面：

服务发现、健康检测、流量路由、负载均衡、身份认证和授权、链路追踪

• 手动sidecar注入：istioctl kube-inject -f ${yaml_file} | kubectl apply -f -
• 单命名空间注入：kubectl label namespace ${namespace_name} istio-injection=enabled
• 全局注入：kubectl edit mutatingwebhookconfiguration istio-sidecar-injector（修改namespaceSelector配置，如果某个命名空间不想自动注入，则加上istio-injection=disabled标签即可）

istio注入过程：

• init容器isto-init：用于设置pod中的iptables端口的转发
  sidecar容器istio-proxy：运行sidecar代理，如envoy或Mosn

• sidecar(envoy启动配置)
  查看：kubectl exec -it ${pod_name} -c istio-proxy – bash

  • 初始化配置文件：/etc/istio/proxy/envoy-rev0.json

    • node区域：包含envoy所在节点的相关信息，ID、所属集群、IP
    • admin区域：Envoy的日志路径及管理端口
    • dynamic_resources：动态资源，来自xDS服务器下发的配置
    • static_resources：静态资源，包括预制的Listener和Cluster
    • tracing：分布式调用追踪的配置

  • 全局配置：curl http:127.0.0.1:15000/config_dump

    • BootstrapConfigDump：即为上述初始化配置文件内容
    • ClusterConfigDump：集群配置，包括对应于外部服务的Outbound Cluster和自身所在节点服务的Inbound
    • ListenersConfigDump：监听器配置，包括用于堆外业务请求的Outbound Listener，处理入栈业务请求的Inbound Listener，以及作为流量处理入口的Virtual Listener
    • RoutesConfigDump：路由配置，用于HTTP请求的路由配置
    • SecretConfigDump：TLS双向认证的配置，包括自身的证书，以及用于验证请求方的CA根证书

实现流量控制的自定义资源

• VirtualService：用于控制流量转发规则及api粒度治理功能（配置timeout和retry实现超时、重试，配置fault实现故障注入）
• DestinationRule：定义路由的目标服务和流量策略（在此资源的Traffic Policy中设置熔断、健康检查配置）
• ServiceEntry：注册外部服务到网格内
• Gateway：用来控制进出网格的流量，包括入口和出口网关
• Sidercar：用sidecar代理进行整体设置
• WorkloadEntry/WorkloadGroup：将虚拟机接入网格。

istio的安装

• 基于已有的K8S环境
• 下载istio
  • 最新版本：curl -L https://istio.io/downloadIstio | sh -
  • 指定版本：curl -L https://istio.io/downloadIstio | ISTIO_version=1.6.8 TARGET_ARCH=x86_64 sh -
• 添加环境变量：export PATH=$PATH:$(pwd)/istio-1.11.2/bin
• demo配置安装istio：istioctl install --set=demo -y
• 验证相关服务：kubectl get all -n istio-system

istio的升级

• 金丝雀升级：
  • 安装canary版本控制平面：istioctl install --set revision=canary
  • 确定当前istiod pod情况：kubectl get pod -n istio-system
  • 确认新版的sidecar inject：kubectl get mutatingwebhookconfigurations
  • 数据平面升级：kubectl label namespace default istio-injection- istio.io/rev=canary(先去除istio-injection标签，因为此标签优先级高于canary)
  • 重新注入sidecar：kubectl rollout restart deployment -n default
  • 验证当前控制平面：istioctl proxy-config endpoints ${pod_name}.default --cluster xds-grpc -ojson | grep hostname

注意事项：
1、不建议一次性跨越多个版本升级
2、使用金丝雀升级，让新老版本istiod同时存在
3、只安装canary版本的控制平面不会对现有代理产生影响

• 热升级：

1、确认k8s集群环境：kubectl config view
2、执行命令升级：istio upgrade（安装时使用-f，升级也要用，安装时使用–set,升级时也要用同样标志。）
3、重新注入sidecar：kubectl rollout restart deployment -n default

注意事项：
1、istioctl upgrade升级当检测到版本间配置有变化会提醒用户
2、只支持istioctl安装的istio
3、升级过程中，服务可能会发生中断，保证除citadel以外组件至少两个副本在运行

• 相关资源之间联系
  • gateway中的spec.server.port与ingressgateway的svc的port对应
  • gateway中的spec.selector与标签选中的ingressgateway的pod联系（设置下发代理）
  • vituralservice中的spec.gateways 与对应的gateway联系
  • DestinationRule中的spec.subsets(子集)定义啦vitualservice中的spec.http.route.destination.subset
  • DestinationRule在vitualservice路由规则生效后使用，应用于真实的目标地址
  • DestinationRule中的subsets通过标签匹配pod
    virtualservice的spec.hosts和serviceEntry的spec.hosts一致，则可以实现对外部服务的访问规则设置