云原生

作者：justmine
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前言

随着微服务架构的流行，服务网格技术获得了业界的广泛关注，作为实现云原生的重要积木，各大厂商也纷纷开始布局，Amazon在2019年4月份推出了App Mesh；Google、IBM、Lyft联合开发了Istio。

Istio作为下一代服务网格的整体解决方案，得到了业界的普遍认可，站在kubernetes巨人的肩膀上，极大地提高了分布式应用的研发和运维效率。

2020是云原生普及的一年，如何部署、使用、运维Istio又是必须要学习知识，本篇希望带给大家一个完美的入门体验。

一、安装环境

• 本地环境：Linux ubuntu
• kubernetes版本：1.15.2

二、准备工作

1、下载最新版本

从Istio最新发布列表下载最新发布版本1.4.3压缩包，及其命令行工具(Istioctl)，如下：

# 创建工作目录
mkdir -p /root/service-mesh/istio && cd /root/service-mesh/istio;
# 下载
wget https://github.com/istio/istio/releases/download/1.4.3/istioctl-1.4.3-linux.tar.gz;
## istio也可以演示的时候在下载
wget https://github.com/istio/istio/releases/download/1.4.3/istio-1.4.3-linux.tar.gz;

话外音：请下载相同版本的Istioctl和Istio，避免无法预料的问题。

2、安装命令行工具

tar -vxzf istioctl-1.4.3-linux.tar.gz && cp istioctl /usr/local/bin;

三、安装Istio

为了满足不同的安装需求，Istio内置了一系列的安装配置文件，生产环境建议以default安装配置文件为起点。

话外音：可以使用istioctl profile list命令查看内置配置文件列表，然后使用istioctl profile dump [配置文件名称]打印配置文件内容。

# 安装 default
# istioctl manifest apply --set profile=default
- Applying manifest for component Base...
✔ Finished applying manifest for component Base.
- Applying manifest for component Galley...
- Applying manifest for component IngressGateway...
- Applying manifest for component Citadel...
- Applying manifest for component Kiali...
- Applying manifest for component Prometheus...
- Applying manifest for component Policy...
- Applying manifest for component Pilot...
- Applying manifest for component Injector...
- Applying manifest for component Telemetry...
✔ Finished applying manifest for component IngressGateway.
✔ Finished applying manifest for component Citadel.
✔ Finished applying manifest for component Prometheus.
✔ Finished applying manifest for component Policy.
✔ Finished applying manifest for component Galley.
✔ Finished applying manifest for component Injector.
✔ Finished applying manifest for component Pilot.
- Finished applying manifest for component Kiali.
✔ Finished applying manifest for component Telemetry.
# 验证
# kubectl get pod -n istio-system
NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
istio-citadel-7c959c8d59-hssf4            1/1     Running   0          100m
istio-galley-5479df66b5-tr5hf             2/2     Running   0          100m
istio-ingressgateway-7c95796d59-s5sc2     1/1     Running   0          100m
istio-pilot-656556b575-7zzht              2/2     Running   0          100m
istio-policy-5b9b9f5cd9-788rg             2/2     Running   6          100m
istio-sidecar-injector-7dbcc9fc89-554vg   1/1     Running   0          100m
istio-telemetry-7d5b5947db-tgbmg          2/2     Running   6          100m
prometheus-685585888b-5f77l               1/1     Running   0          100m

等待几分钟，当所有的组件状态都为Running时，表示安装成功。

四、安装kiali

通过将基础设施转移到Istio，使得应用开发者无需重复建设基础设施，只需专注于业务逻辑。Istio负责管理整个应用服务集合，这些服务集合组成的网络拓扑就叫服务网格，Istio提供了kiali来可视化整个服务网格。

1、创建登录凭证

# KIALI_USERNAME=$(read -p 'Kiali Username: ' uval && echo -n $uval | base64);
Kiali Username: 用户名
# KIALI_PASSPHRASE=$(read -sp 'Kiali Passphrase: ' pval && echo -n $pval | base64);
Kiali Passphrase: 密码
# cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: kiali
  namespace: istio-system
  labels:
    app: kiali
type: Opaque
data:
  username: $KIALI_USERNAME
  passphrase: $KIALI_PASSPHRASE
EOF

2、使用Istioctl安装

# istioctl manifest apply --set values.kiali.enabled=true
[...]
✔ Finished applying manifest for component Kiali.
[...]

3、联网

使用NodePort方式暴露kiali服务到互联网，如下：

话外音：应该根据k8s环境选择不同联网方式，生产环境建议暴露为LoadLalancer。

# kubectl -n istio-system edit svc kiali
[...]
spec:
  ports:
  - name: http-kiali
    [...]
    nodePort: 9527
  type: NodePort
[...]

4、访问

浏览器键入地址http://[ip]:9527/kiali，键入上面创建的凭证，登录成功，如下：

五、演示

本节将部署一个多语言异构化的微服务示例(Bookinfo)，让大家对服务网格有一个清晰的认识。

Bookinfo - 在线图书商店

• productpage微服务

  调用details和reviews微服务，提供图书单品完整信息。

• details微服务

  提供图书详细信息。

• reviews微服务

  提供图书评论信息。

  一共有三个版本。v1版本不会调用ratings微服务；v2版本调用ratings服务，并将每个等级显示为1到5个黑色星号；v3版本调用ratings服务，并将每个等级显示为1到5个红色星号。

• ratings微服务

  提供图书星级评分信息。

一图胜千言，整体架构如下：

部署Bookinfo到Istio

将Bookinfo部署到k8s默认命名空间，即default。

1、启动边车自动注入

kubectl label namespace default istio-injection=enabled

2、部署到k8s

# 进入工作目录，解压刚刚下载的Istio
root@just: cd /root/service-mesh/istio && tar -vxzf istio-1.4.3-linux.tar.gz 
# 使用kubectl部署到k8s
root@just: kubectl apply -f istio-1.4.3/samples/bookinfo/platform/kube/bookinfo.yaml
service/details created
serviceaccount/bookinfo-details created
deployment.apps/details-v1 created
service/ratings created
serviceaccount/bookinfo-ratings created
deployment.apps/ratings-v1 created
service/reviews created
serviceaccount/bookinfo-reviews created
deployment.apps/reviews-v1 created
deployment.apps/reviews-v2 created
deployment.apps/reviews-v3 created
service/productpage created
serviceaccount/bookinfo-productpage created
deployment.apps/productpage-v1 created

3、联网

# 为Bookinfo部署入口网关
root@just: kubectl apply -f istio-1.4.3/samples/bookinfo/networking/bookinfo-gateway.yaml
gateway.networking.istio.io/bookinfo-gateway created
virtualservice.networking.istio.io/bookinfo created
# 获取网关地址
root@just: export INGRESS_HOST=$(kubectl get po -l istio=ingressgateway -n istio-system -o jsonpath='{.items[0].status.hostIP}')
root@just: export INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="http2")].nodePort}')
root@just: export GATEWAY_URL=$INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT
# 获取图书单品页地址
echo http://${GATEWAY_URL}/productpage

备注：生产环境一般使用istio-ingressgateway作为联网的唯一出入口。

4、访问

5、查看服务网格

不停地刷新图书单品页，kiali会实时地绘制服务网格，如下：

基于权重流量的实时控制，如下：

对于服务的可观察性，kiali还提供了很多其他的功能，这也是Istio相较于其他服务网格框架的优势，这里就不展示了。

六、总结

本篇使用Istioctl搭建了一套完整的Istio系统，先从战略上鸟瞰Istio，进一步从战术上学习Istio将更加容易，作为一个完整解决方案，后面系列将一步步学习如何运用Istio的连接、安全、控制、可观察性全面地治理分布式应用。

话外音：到目前为止，大家应该明白Istio是个什么东东了吧。

七、参考

https://github.com/istio/istio/releases

https://istio.io/docs/setup/additional-setup/config-profiles

https://istio.io/docs/setup/getting-started

https://istio.io/docs/setup/install/istioctl/#customizing-the-configuration

https://istio.io/docs/reference/commands/istioctl

https://istio.io/docs/ops/diagnostic-tools/istioctl

https://istio.io/news/releases/1.4.x/announcing-1.4.3

https://istio.io/docs/examples/bookinfo

https://istio.io/docs/tasks/traffic-management/ingress/ingress-control/#determining-the-ingress-ip-and-ports

最后

如果有什么疑问和见解，欢迎评论区交流。

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