Istio入门

1. 简介

在本教程中，我们将介绍服务网格的基础知识，并了解它如何实现分布式系统架构。

我们将主要关注Istio，它是服务网格的一种具体实现。在此过程中，我们将介绍Istio的核心架构。

2. 什么是服务网格?

在过去的几十年中，我们已经看到了单体应用程序开始拆分为较小的应用程序。此外，诸如Docker之类的容器化技术和诸如Kubernetes之类的编排系统加速了这一变化。

尽管在像Kubernetes这样的分布式系统上采用微服务架构有许多优势，但它也具有相当的复杂性。由于分布式服务必须相互通信，因此我们必须考虑发现，路由，重试和故障转移。

还有其他一些问题，例如安全性和可观察性，我们还必须注意以下问题：

现在，在每个服务中建立这些通信功能可能非常繁琐，尤其是当服务范围扩大且通信变得复杂时，更是如此。这正是服务网格可以为我们提供帮助的地方。基本上，服务网格消除了在分布式软件系统中管理所有服务到服务通信的责任。

服务网格能够通过一组网络代理来做到这一点。本质上，服务之间的请求是通过与服务一起运行但位于基础结构层之外的代理路由的：

这些代理基本上为服务创建了一个网状网络--因此，名称为服务网格！通过这些代理，服务网格能够控制服务到服务通信的各个方面。这样，我们可以使用它来解决分布式计算的八个谬误，这是一组断言，描述了我们经常对分布式应用程序做出的错误假设。

3. 服务网格的特征

现在，让我们了解服务网格可以为我们提供的一些功能。请注意，实际功能列表取决于服务网格的实现。但是，总的来说，我们应该在所有实现中都期望其中大多数功能。

我们可以将这些功能大致分为三类：流量管理，安全性和可观察性。

3.1. 流量管理

服务网格的基本特征之一是流量管理。这包括动态服务发现和路由。尤其影子流量和流量拆分功能，这些对于实现金丝雀发布和A/B测试非常有用。

由于所有服务之间的通信都是由服务网格处理的，因此它还启用了一些可靠性功能。例如，服务网格可以提供重试，超时，速率限制和断路器。这些现成的故障恢复功能使通信更加可靠。

3.2. 安全性

服务网格通常还处理服务到服务通信的安全性方面。这包括通过双向TLS（mTLS）强制进行流量加密，通过证书验证提供身份验证以及通过访问策略确保授权。

服务网格中还可能存在一些有趣的安全用例。例如，我们可以实现网络分段，从而允许某些服务进行通信而禁止其他服务。而且，服务网格可以为审核需求提供精确的历史信息。

3.3. 可观察性

强大的可观察性是处理分布式系统复杂性的基本要求。由于服务网格可以处理所有通信，因此正确放置了它可以提供可观察性的功能。例如，它可以提供有关分布式追踪的信息。

服务网格可以生成许多指标，例如延迟，流量，错误和饱和度。此外，服务网格还可以生成访问日志，为每个请求提供完整记录。这些对于理解单个服务以及整个系统的行为非常有用。

4. Istio简介

Istio是最初由IBM，Google和Lyft开发的服务网格的开源实现。它可以透明地分层到分布式应用程序上，并提供服务网格的所有优点，例如流量管理，安全性和可观察性。

它旨在与各种部署配合使用，例如本地部署，云托管，Kubernetes容器以及虚拟机上运行的服务程序。尽管Istio与平台无关，但它经常与Kubernetes平台上部署的微服务一起使用。

从根本上讲，Istio的工作原理是以Sidcar的形式将Envoy的扩展版本作为代理布署到每个微服务中：

该代理网络构成了Istio架构的数据平面。这些代理的配置和管理是从控制平面完成的：

控制平面基本上是服务网格的大脑。它为数据平面中的Envoy代理提供发现，配置和证书管理。

当然，只有在拥有大量相互通信的微服务时，我