内容简介:ServiceMesh(3)前篇:
ServiceMesh(3)
前篇:
Istio是ServiceMesh的产品化落地:
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它帮助微服务之间 建立连接 ,帮助研发团队更好的 管理与监控 微服务,并使得系统架构更加 安全
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它 帮助微服务分层解耦 ,解耦后的proxy层能够更加专注于提供基础架构能力,例如:
(1)服务发现(discovery)
(2)负载均衡(load balancing)
(3)故障恢复(failure recovery)
(4)服务度量(metrics)
(5)服务监控(monitoring)
(6)A/B测试(A/B testing)
(7)灰度发布(canary rollouts)
(8)限流限速(rate limiting)
(9)访问控制(access control)
(10)身份认证(end-to-end authentication)
等功能。
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它使得业务工程团队与基础架构团队都更加高效的工作,各自 专注 于自己的工作,更好的彼此赋能
今天来说一下Istio的 核心架构设计 。
关于Istio的架构设计,官网用了这样一句话:
逻辑上,Istio分为:
-
数据平面 (data plane)
-
控制平面 (control plane)
这两个词,是Istio架构核心,但又是大家被误导最多的地方。
数据平面和控制平面,不是ServiceMesh和Istio第一次提出,它是计算机网络,报文路由转发里很成熟的概念:
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数据平面 (data plane) :一般用来做 快速转发
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控制平面 (control plane) :为 快速转发提供必要的信息
画外音: 上两图为路由器架构。
它的 设计原则 是:
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在一个路由设备里, 转发是最重要的工作,它具备最高的优先级 , 数据平面 (data plane) 的设计核心就是高效转发,如何在最短的时间里处理最多的包,往往使用高效内存管理、队列管理、超时管理等技术实现在硬件里
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控制平面 (control plane) 则不然,它要实现 路由协议,设备管理,IGMP,ARP协议 的,它更偏向于控制与应用,往往由软件实现
画外音:
IGMP(Internet GroupManagement Protocol) ,一个组播协议;
ARP(Address ResolutionProtocol) ,这个大家比较熟悉,根据IP地址获取MAC地址;
Istio的架构核心与路由器非常类似:
-
服务 (最上面的小红框),通过本地通讯与proxy交互
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数据平面 ,由一系列proxy组成(中间一层的两个小红框),核心职责是:
(1) 高效转发 ;
(2)接收和实施来自mixer的策略;
-
控制平面 (底下的大红框),核心是 控制与应用 ,核心职责是:
(1)管理和配置边车代理;
(2)通过mixer实施策略与收集来自边车代理的数据;
画外音:
(1)sidecar proxy,原文使用的是envoy,后文envoy表示代理;
(2)mixer,不确定要怎么翻译了,有些文章叫“混音器”,后文直接叫mixer;
(3)pilot,galley,citadel,不敢翻译为飞行员,厨房,堡垒,后文直接用英文;
如架构图所示,该两层架构中,有五个核心组件。
数据平面,有一个核心组件:
Envoy (proxy)
Envoy的核心职责是高效转发,更具体的,它具备这样一些能力:
(1)服务发现
(2)负载均衡
(3)安全传输
(4)多协议支持,例如HTTP/2,gRPC
(5)断路器(Circuit breakers)
(6)健康检查
(7)百分比分流路由
(8)故障注入(Fault injection)
(9)系统度量
大部分能力是RPC框架都具备,或者比较好理解的,这里面重点介绍下 断路器 和 故障注入 。
断路器设计
它是软件架构设计中,一个服务自我保护,或者说 降级的设计思路 。
举个例子:当系统检测出某个接口有大量超时时,断路器策略可以终止对这个接口的调用(断路器打开),经过一段时间后,再次尝试调用,如果接口不再超时,则慢慢恢复调用(断路器关闭)。
故障注入设计
它是软件架构设计中,一种故意引入故障,以扩大测试覆盖范围,保障系统健壮性的方法, 主要用于测试 。
国内大部分互联网公司,架构设计中不太会考虑故障注入,在操作系统内核开发与调试,路由器开发与调试中经常使用,可以用来模拟内存分配失败、磁盘IO错误等一些非常难出现的异常,以确保测试覆盖度。
控制平面,有四个核心组件:
Mixer
Mixer的一些核心能力是:
(1)跨平台,作为其他组件的adapter,实现Istio跨平台的能力;
(2)和Envoy通讯,实时各种策略
(3)和Envoy通讯,收集各种数据
Mixer的设计核心在于“插件化” ,这种模型使得Istio能够适配各种复杂的主机环境,以及后端基础设施。
Pilot
Pilot作为非常重要的控制平面组件,其核心能力是:
(1)为Envoy提供服务发现能力;
(2)为Envoy提供各种智能路由管理能力,例如A/B测试,灰度发布;
(3)为Envoy提供各种弹性管理能力,例如超时,重试,断路策略;
Pilot的设计核心在于“标准化” ,它会将各种流控的控制命令转化为Envoy能够识别的配置,并在运行时,将这些指令扩散到所有的Envoy。Pilot将这些能力抽象成通用配置的好处是,所有符合这种标准的Envoy都能够接入到Pilot来。
潜台词是,任何第三方可以实现自己的proxy,只要符合相关的API标准,都可以和Pilot集成。
Citadel
Citadel组件,它提供终端用户身份认证,以及服务到服务的访问控制。总之,这是一个和 安全相关的组件 。
Galley
Gally组件,它是一个配置获取、校验、处理、分发的组件,它的 设计核心在于“解耦” ,它将“从底层平台(例如:K8S)获取用户配置”与Istio解耦开来。
花边: 为什么80%的中文用户对Istio的二层架构的了解是错的?
很多朋友问我,通过什么渠道学习最新的技术知识,我的回答一直是, 英文官网 。
画外音: 本文所有信息来源于Istio1.1英文官网。
我在百度搜了下Istio,80%的资料,将二层架构翻译为:
-
数据 面板
-
控制 面板
画外音: 大家可以百度搜一下“istio 控制面板”
一开始我极其蒙圈,因为“数据平面”和“控制平面”是非常成熟的翻译,路由器就是使用这个二层架构,ServiceMesh使用相同的架构设计进行解耦,应该不需要创造性翻译呀。
后来,我懂了:
-
控制平面(control plane )
-
控制面板(control panel )
半吊子英语的程序员,二手的技术文档,真害人,唉。
总结
Istio采用 二层架构 , 五大模块 ,进行微服务ServiceMesh解耦:
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数据平面 ,主要负责 高效转发
(1)envoy模块:即proxy;
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控制平面 ,主要负责 控制与应用
(2)mixer模块:支持跨平台,标准化API的adapter;
(3)pilot模块:控制与配置envoy的大部分策略;
(4)citadel模块:安全相关;
(5)galley模块:与底层平台(例如:K8S)配置解耦;
实施与控制分离 ,经典的架构设计方法,GOT?
思路 比结论重要。
架构师之路 -分享技术思路
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《 Istio究竟是什么? 》
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被二手技术资料误导过么?
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