ServiceMesh 3：路由控制（图文总结）
1 Istio部署
1.1 连接测试机
进入测试机服务器...
1.2 安装Istio
1.2.1 通过官方网站下载Istio
# 下载最新版本的Istio
$ curl -L https://istio.io/downloadIstio | sh -
# 或者下载指定版本：
$ curl -L https://istio.io/downloadIstio | ISTIO_VERSION=1.8.6 TARGET_ARCH=x86_64 sh -
1.2.2 检查安装目录
如果安装的是1.8.6的版本，我们就可以直接进入到这个目录下，并查看该目录下的文件信息
[CCE~]$ cd /
[CCE~]$ cd /home/work/istio-1.8.6
[CCE~]$ ls -l
total 48
drwxr-x--- 2 work work 4096 Nov 4 15:13 bin # istioctl 客户端二进制文件
-rw-r--r-- 1 work work 11348 Nov 4 15:13 LICENSE
drwxr-xr-x 5 work work 4096 Nov 4 15:13 manifests
-rw-r----- 1 work work 767 Nov 4 15:13 manifest.yaml
-rw-r--r-- 1 work work 4183 Nov 4 15:13 productpage
-rw-r--r-- 1 work work 5866 Nov 4 15:13 README.md
drwxr-xr-x 19 work work 4096 Nov 16 10:49 samples # 示例应用程序
drwxr-x--- 3 work work 4096 Nov 4 15:20 tools
1.2.3 环境变量配置
使用export生成环境变量PATH，将 istioctl 客户端加入搜索路径
$ export PATH=$PWD/bin:$PATH
1.2.4 安装Istio
使用 istioctl 安装 Istio，可以看出，它不仅安装了Istio核心主程序，还包含了以下几个核心组件：
- Istiod # 核心控制面
- Egress gateways # 出流量路由
- Ingress gateways # 入流量路由
[CCE~]$ istioctl install --set profile=demo -y
✔ Istio core installed
✔ Istiod installed
✔ Egress gateways installed
✔ Ingress gateways installed
✔ Installation complete
1.2.5 检查是否安装成功
默认的namespace 和 pod 应该已经正常创建（安装istio的时候，会默认创建 istio-system 命名空间），这边确认下：
[root@k8s-master ~]# kubectl get ns |grep istio
istio-system Active 82m
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -n istio-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
istio-egressgateway-xxxxxxxxxx-xxxxx 1/1 Running 0 2m33s
istio-ingressgateway-xxxxxxxxxx-xxxxx 1/1 Running 0 2m33s
istiod--xxxxxxxxxx-xxxxx 1/1 Running 0 3m7s
1.2.6 安装Istio自带示例BookInfo
因为我们要测试图书示例系统，所以我们建设一个恰当的命名空间名称：
istio-booking-demo
[CCE~]$ kubectl create namespace istio-booking-demo # Create a namespace
[CCE~]$ kubectl get namespace
NAME STATUS AGE
default Active 23d
icp Active 14d
ingress-nginx Active 23d
istio-booking-demo Active 16s
istio-system Active 22d
kube-node-lease Active 23d
kube-public Active 23d
kube-system Active 23d
local-path-storage Active 23d
1.2.7 设置Pod自动注入SideCar
给命名空间加上标签，指示Istio在部署应用的时候，自动注入Evnoy SideCard代理。
[CCE~]$ kubectl label namespace istio-booking-demo istio-injection=enabled
namespace/istio-booking-demo labeled
★ 说明：这个代表该命名空间（istio-booking-demo）下部署的Pod中都会自动注入Envoy数据面，即使没有配置任何策略，流量依旧会被数据面Envoy拦截并透传给服务。
1.2.8 设置别名，简化操作
可以对某些命名空间下的操作设置别名，避免每一次都输入太长
[CCE~]$ alias kb='kubectl -n istio-booking-demo -o wide' # 设置别名
[CCE~]$ alias kb # 查看别名
alias kb='kubectl -n istio-booking-demo -o wide'
1.3 部署实例应用
1.3.1 检查示例目录
查看下Istio 自带的BookInfo示例的地址，可以看到有好几个目录，如下：
[CCE~ kube]$ cd /
[CCE~ /]$ cd /home/work/istio-1.8.6/samples/bookinfo/
[CCE~ bookinfo]$ ls -l
total 32
-rwxr-xr-x 1 work work 4029 Nov 4 15:13 build_push_update_images.sh
drwxr-xr-x 2 work work 4096 Nov 16 10:11 networking
drwxr-xr-x 3 work work 4096 Nov 4 15:13 platform
drwxr-xr-x 2 work work 4096 Nov 16 15:04 policy
-rw-r--r-- 1 work work 1306 Nov 4 15:13 README.md
drwxr-xr-x 8 work work 4096 Nov 16 15:06 src
-rw-r--r-- 1 work work 6329 Nov 4 15:13 swagger.yaml
1.3.2 部署
部署Bookinfo 示例应用，应用bookinfo的yaml配置：
$ kb apply -f 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
1.3.3 检查部署结果
应用部署之后，检查 Services 和 Pods 的部署情况，就可以发现，Pod准备就绪时，Istio的 边车Envoy 会一起打包部署进去。
确保所有的 Pod 达到此状态： 就绪状态（READY）的值为 2/2 、状态（STATUS）的值为 Running 。
[CCE~ bookinfo]$ kb get services
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
details ClusterIP 10.11.12.111 <none> 9080/TCP 28d app=details
productpage ClusterIP 10.11.12.112 <none> 9080/TCP 28d app=productpage
ratings ClusterIP 10.11.12.113 <none> 9080/TCP 28d app=ratings
reviews ClusterIP 10.11.12.114 <none> 9080/TCP 28d app=reviews
[CCE~ bookinfo]$ kb get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
details-v1-xxxxxxxxxx-xxxxx 2/2 Running 0 28d 10.233.67.8 CCE.01 <none> <none>
productpage-v1-xxxxxxxxxx-xxxxx 2/2 Running 0 28d 10.233.67.10 CCE.01 <none> <none>
ratings-v1-xxxxxxxxxx-xxxxx 2/2 Running 0 22d 10.233.67.11 CCE.01 <none> <none>
reviews-v1-xxxxxxxxxx-xxxxx 2/2 Running 0 28d 10.233.68.4 CCE.02 <none> <none>
reviews-v2-xxxxxxxxxx-xxxxx 2/2 Running 0 22d 10.233.68.6 CCE.02 <none> <none>
reviews-v3-xxxxxxxxxx-xxxxx 2/2 Running 0 28d 10.233.67.9 CCE.02 <none> <none>
1.3.4 验证安装是否成功
验证下是否安装成功，看下是否某个页面可以被读取到
[CCE~ bookinfo]$ kubectl -n istio-booking-demo exec "$(kubectl -n istio-booking-demo get pod -l app=ratings -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')" -c ratings -- curl -s productpage:9080/productpage | grep -o "<title>.*</title>"
<title>Simple Bookstore App</title>
1.3.5 配置流量Inbound
关联Istio网关，并确保配置文件正常，应用 bookinfo-gateway的yaml配置：
$ kubectl apply -f networking/bookinfo-gateway.yaml
gateway.networking.istio.io/bookinfo-gateway created
virtualservice.networking.istio.io/bookinfo created
$ istioctl analyze
✔ No validation issues found when analyzing namespace: default.
1.3.6 绑定NodePort
获取ingressgateway的详细信息，会发现 EXTERNAL-IP 为none，就直接改yaml，绑定nodePort的端口，映射为8601。验证访问
[CCE~]$ kb get svc istio-ingressgateway -n istio-system
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
istio-ingressgateway NodePort 10.233.32.219 <none> 15021:24534/TCP,80:8601/TCP,443:31159/TCP,31400:23074/TCP,15443:13324/TCP 28d app=istio-ingressgateway,istio=ingressgateway
# ========================================================
[CCE ~]$ kubectl edit svc istio-ingressgateway -n istio-system # 编辑完输入 :wq 退出
spec:
clusterIP: 10.233.32.219
externalTrafficPolicy: Cluster
ports:
- name: status-port
nodePort: 24534
port: 15021
protocol: TCP
targetPort: 15021
- name: http2
nodePort: 8601
port: 80
protocol: TCP
targetPort: 8080
- name: https
nodePort: 31159
port: 443
protocol: TCP
targetPort: 8443
- name: tcp
nodePort: 23074
port: 31400
protocol: TCP
targetPort: 31400
- name: tls
nodePort: 13324
port: 15443
protocol: TCP
targetPort: 15443
selector:
app: istio-ingressgateway
istio: ingressgateway
sessionAffinity: None
type: NodePort
1.4 安装仪表盘
应用服务安装完成之后，需要安装很多相关仪表板进行可视化管理。包括 kiali监控 、k8s 仪表盘、Grafana（BI报表）、Jaeger Trace系统
1.4.1 Kiali 仪表盘安装
[CCE~ samples]$ cd samples/addons
[CCE~ addons]$ ls -l # 包含4个可视化系统：grafana、jaeger、kiali、prometheus
total 304
drwxr-xr-x 2 work work 4096 Nov 4 15:13 extras
-rw-r--r-- 1 work work 240054 Nov 4 15:13 grafana.yaml
-rw-r--r-- 1 work work 2317 Nov 4 15:13 jaeger.yaml
-rw-r--r-- 1 work work 35080 Nov 4 15:13 kiali.yaml
-rw-r--r-- 1 work work 13250 Nov 4 15:13 prometheus.yaml
-rw-r--r-- 1 work work 5186 Nov 4 15:13 README.md
# 安装Kiali和其他插件，等待部署完成！
$ kubectl apply -f samples/addons
$ kubectl rollout status deployment/kiali -n istio-system
Waiting for deployment "kiali" rollout to finish: 0 of 1 updated replicas are available...
deployment "kiali" successfully rolled out
# 访问仪表盘，ctl+c 退出当前读取
[CCE~ addons]$ istioctl dashboard kiali
http://localhost:20001/kiali
[CCE~ addons]$ istioctl dashboard grafana
http://localhost:3000
[CCE~ addons]$ istioctl dashboard jaeger
http://localhost:16686
[CCE~ addons]$ istioctl dashboard prometheus
http://localhost:9090
# 实际上的外部访问地址跟 1.3.6 的做法一致
# 先查一下整个集群的所有namespace的情况
$ kb get service --all-namespaces
# 查一下具体的服务信息
$ kb get service --all-namespaces | grep grafana
# 进行nodePart端口绑定
$ kubectl edit svc grafana -n istio-system # nodePort的端口绑定 8663
$ kubectl edit svc kiali -n istio-system # nodePort的端口绑定 8661
$ kubectl edit svc prometheus -n istio-system # nodePort的端口绑定 8664
$ kubectl edit svc tracing -n istio-system # nodePort的端口绑定 8665,jaeger
2 Istio能力介绍
2.1 简要介绍
Istio具备丰富的流量治理能力，可以参考官方提供的丰富的测试案例，包含但不限于请求路由配置、故障注入、流量转移、TCP 流量转移、请求超时、熔断、流量镜像、地域负载均衡、Ingress+Egress
2.2 请求路由配置
2.2.1 请求路由调度
请求路由中有一种普遍的需求：就是把让不同的用户群体看到的信息不一样，比如VIP用户和普通用户看到的内容不一样，折扣价也不一样；又比如登录用户和未登录用户看到的信息也不一样。
2.2.1 路由初始化
先应用 virtual-service-all-v1，会把所有请求流量都指向版本1的服务（即Virtual Service版本都指向v1），
virtual-service-all-v1.yaml
应用yaml
[CCE ~]$ cd /
[CCE /]$ cd /home/work/istio-1.8.6/samples/bookinfo/
[CCE bookinfo]$ kubectl -n istio-booking-demo apply -f networking/virtual-service-all-v1.yaml
virtualservice.networking.istio.io/productpage unchanged
virtualservice.networking.istio.io/reviews unchanged
virtualservice.networking.istio.io/ratings unchanged
virtualservice.networking.istio.io/details unchanged
路由规则
[CCE bookinfo]$ kb get virtualservices -o yaml # 查看所有的virtualservices
[CCE bookinfo]$ kb get destinationrules -o yaml # 查看所有的destinationrules
[CCE bookinfo]$ kb get virtualservices reviews -o yaml # 查看reviews的virtualservices
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: VirtualService
metadata: # 数据不重要，这边屏蔽掉
spec:
hosts:
- reviews
http:
- route:
- destination: # 指向 reviews 服务的v1版本
host: reviews
subset: v1
[CCE bookinfo]$ kb get virtualservices ratings -o yaml # 查看ratings的virtualservices
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: VirtualService
metadata: # 数据不重要，这边屏蔽掉
spec:
hosts:
- ratings
http:
- route:
- destination: # 指向 ratings 服务的v1版本
host: ratings
subset: v1
打开 界面，你会发现无论怎么刷新页面，都不会显示星级，那是因为reviews：v1版本不会访问星级评分服务。
2.2.2 基于用户身份的路由
做一下调整，让Jason用户的流量转发到 reviews：v2，具体做法是请求Header中 end-user 有具体的人员名称Jason。
virtual-service-reviews-test-v2.yaml
[CCE bookinfo]$ kubectl -n istio-booking-demo apply -f networking/virtual-service-reviews-test-v2.yaml
virtualservice.networking.istio.io/reviews configured
[CCE bookinfo]$ kb get virtualservices reviews -o yaml
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: VirtualService
metadata: # 数据不重要，这边屏蔽掉
spec:
hosts:
- reviews
http:
- match:
- headers: # header中带end-user并且值为jason用户的流量走v2版本，其他走v1版本
end-user:
exact: jason
route:
- destination:
host: reviews
subset: v2
- route:
- destination:
host: reviews
subset: v1
对比一下2.2.1，你会发现差别，这边的reviews服务的在特定的jason用户下会走到v2版本中，效果如下，可以看到ratings服务的星星评价了。
- productpage → reviews:v2 → ratings (针对 jason 用户)
- productpage → reviews:v1 (其他用户)
2.2.3 清除应用程序 Virtual Service
如果不需要规则可以直接删除，删除完，所有的路由规则都不存在了，只剩各个Pod之间的SideCar拦截。
[CCE bookinfo]$ kubectl -n istio-booking-demo delete -f networking/virtual-service-all-v1.yaml
3 总结
本文介绍了Istio的部署和简单的路由实现，后续的章节将探索更多精彩的内容。
- 复杂路由调度
- 故障注入
- 流量转移
- TCP 流量转移
- 请求超时
- 熔断
- 流量镜像
- 地域负载均衡
- Ingress+Egress
- ServiceEntry