Istio微服务架构初试
感谢http://blog.csdn.net/qq_34463875/article/details/77866072
看了一些文档，有些半懂不懂，所以还是需要helloworld一下。因为istio需要kubernetes 1.7的环境，所以又把环境重新安装了一边，详情看随笔。
文章比较少，我也遇到不少问题，基本还是出于对一些东西的理解不够深刻，踩坑下来也算是学习啦。
重要事情先说一次
1.Kube-apiserver需要打开ServiceAccount配置
2.Kube-apiserver需要配置ServiceAccount
3.集群需要配置DNS
架构
理解微服务架构，就不得不提目前很火热的一个概念，服务网络。
Service Mesh是专用的基础设施层。
轻量级高性能网络代理。
提供安全的、快速的、可靠地服务间通讯。
与实际应用部署一起，但对应用透明。
应用作为服务的发起方，只需要用最简单的方式将请求发送给本地的服务网格代理，然后网格代理会进行后续的操作，如服务发现，负载均衡，最后将请求转发给目标服务。
先看一张Service Mesh的架构图
https://images2018.cnblogs.com/blog/892532/201711/892532-20171129104516081-1179444001.png
Istio 首先是一个服务网络，但是Istio又不仅仅是服务网格: 在 Linkerd， Envoy 这样的典型服务网格之上，Istio提供了一个完整的解决方案，为整个服务网格提供行为洞察和操作控制，以满足微服务应用程序的多样化需求。
Istio在服务网络中统一提供了许多关键功能(以下内容来自官方文档)：
[*] 流量管理：控制服务之间的流量和API调用的流向，使得调用更可靠，并使网络在恶劣情况下更加健壮。
[*] 可观察性：了解服务之间的依赖关系，以及它们之间流量的本质和流向，从而提供快速识别问题的能力。
[*] 策略执行：将组织策略应用于服务之间的互动，确保访问策略得以执行，资源在消费者之间良好分配。策略的更改是通过配置网格而不是修改应用程序代码。
[*] 服务身份和安全：为网格中的服务提供可验证身份，并提供保护服务流量的能力，使其可以在不同可信度的网络上流转。
除此之外，Istio针对可扩展性进行了设计，以满足不同的部署需要：
[*] 平台支持：Istio旨在在各种环境中运行，包括跨云， 预置，Kubernetes，Mesos等。最初专注于Kubernetes，但很快将支持其他环境。
[*] 集成和定制：策略执行组件可以扩展和定制，以便与现有的ACL，日志，监控，配额，审核等解决方案集成。
这些功能极大的减少了应用程序代码，底层平台和策略之间的耦合，使微服务更容易实现。
istio架构图
https://images2018.cnblogs.com/blog/892532/201711/892532-20171129111201269-139642359.png
Istio的关键功能包括:
[*]HTTP/1.1，HTTP/2，gRPC和TCP流量的自动区域感知负载平衡和故障切换。
[*]通过丰富的路由规则，容错和故障注入，对流行为的细粒度控制。
[*]支持访问控制，速率限制和配额的可插拔策略层和配置API。
[*]集群内所有流量的自动量度，日志和跟踪，包括集群入口和出口。
[*]安全的服务到服务身份验证，在集群中的服务之间具有强大的身份标识。
安装
下载地址 https://github.com/istio/istio/releases
我下载的是0.1.6版本。 https://github.com/istio/istio/releases/download/0.1.6/istio-0.1.6-linux.tar.gz
解压，然后下载镜像，涉及镜像包括
[*]istio/mixer:0.1.6
[*]pilot:0.1.6
[*]proxy_debug:0.1.6
[*]istio-ca:0.1.6
# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE>
docker.io
/tomcat 9.0-jre8 e882239f2a28 2 weeks ago 557.3 MB
docker.io
/alpine latest 053cde6e8953 3 weeks ago 3.962 MB
registry.cn
-hangzhou.aliyuncs.com/szss_k8s/k8s-dns-sidecar-amd64 1.14.5 fed89e8b4248 8 weeks ago 41.81 MB
registry.cn
-hangzhou.aliyuncs.com/szss_k8s/k8s-dns-kube-dns-amd64 1.14.5 512cd7425a73 8 weeks ago 49.38 MB
registry.cn
-hangzhou.aliyuncs.com/szss_k8s/k8s-dns-dnsmasq-nanny-amd64 1.14.5 459944ce8cc4 8 weeks ago 41.42 MB
gcr.io
/google_containers/exechealthz 1.0 82a141f5d06d 20 months ago 7.116 MB
gcr.io
/google_containers/kube2sky 1.14 a4892326f8cf 21 months ago 27.8 MB
gcr.io
/google_containers/etcd-amd64 2.2.1 3ae398308ded 22 months ago 28.19 MB
gcr.io
/google_containers/skydns 2015-10-13-8c72f8c 718809956625 2 years ago 40.55 MB
docker.io
/kubernetes/pause latest f9d5de079539 3 years ago 239.8 kB
docker.io
/istio/istio-ca 0.1.6 c25b02aba82d 292 years ago 153.6 MB
docker.io
/istio/mixer 0.1.6 1f4a2ce90af6 292 years ago 158.9 MB
docker.io
/istio/proxy_debug 0.1 5623de9317ff 292 years ago 825 MB
docker.io
/istio/proxy_debug 0.1.6 5623de9317ff 292 years ago 825 MB
docker.io
/istio/pilot 0.1.6 e0c24bd68c04 292 years ago 144.4 MB
docker.io
/istio/init 0.1 0cbd83e9df59 292 years ago 119.3 MB
进入istio.yaml后先把pullPolicy给修改了
imagePullPolicy: IfNotPresent
然后运行
kubectl create -f istio-rbac-beta.yaml
kubectl create
-f istio.yaml
此处遇到无数问题，都和环境不ready相关
1.Kube-apiserver需要打开ServiceAccount配置
2.Kube-apiserver需要配置ServiceAccount
3.集群需要配置DNS
运行起来后一看service
# kubectl get services
NAME CLUSTER
-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
helloworldsvc
10.254.145.112 <none> 8080/TCP 47m
istio
-egress 10.254.164.118 <none> 80/TCP 14h
istio
-ingress 10.254.234.8 <pending> 80:32031/TCP,443:32559/TCP 14h
istio
-mixer 10.254.227.198 <none> 9091/TCP,9094/TCP,42422/TCP 14h
istio
-pilot 10.254.15.121 <none> 8080/TCP,8081/TCP 14h
kubernetes
10.254.0.1 <none> 443/TCP 1d
tool
10.254.87.52 <none> 8080/TCP 44m
这个ingress服务一直处于pending状态，后来查了半天说和是否支持外部负载均衡有关，暂时不理。
准备测试应用
建立PV和PVC,初步设想是准备一个tomcat镜像，然后放上HelloWorld应用
# cat pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv0003
spec:
capacity:
storage: 1Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
hostPath:
path:
/webapps
# cat pvc.yaml
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
name: tomcatwebapp
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce resources:
requests:
storage: 1Gi
关于HelloWorld应用
index.jsp
<%@ page language="java" contentType="text/html; "import="java.net.InetAddress" pageEncoding="utf-8"%>
<html>
<body> This is a Helloworld test</body>
<%
System.out.println("this is a session test!");
InetAddress addr = InetAddress.getLocalHost();
out.println("HostAddress="+addr.getHostAddress());
out.println("HostName="+addr.getHostName());
String version = System.getenv("SERVICE_VERSION");
out.println("SERVICE_VERSION="+version);
%>
</html>
建立第一个版本的rc-v1.yaml文件
# cat rc-v1.yaml
apiVersion: extensions
/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: helloworld
-service
spec:
replicas:
1 template:
metadata:
labels:
tomcat
-app: "helloworld" version:
"1" spec:
containers:
- name: tomcathelloworld image: docker.io
/tomcat:9.0-jre8 volumeMounts:
- mountPath: "/usr/local/tomcat/webapps" name: mypd
ports:
- containerPort: 8080 env:
- name: "SERVICE_VERSION" value:
"1" volumes:
- name: mypd persistentVolumeClaim:
claimName: tomcatwebapp
rc-service文件
# cat rc-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: helloworldsvc
labels:
tomcat
-app: helloworld
spec:
ports:
- port: 8080 protocol: TCP
targetPort:
8080 name: http
selector:
tomcat
-app: helloworld
然后通过istioctl kube-inject注入
istioctl kube-inject -frc-v1.yaml > rc-v1-istio.yaml
注入后发现，多了一个Sidecar Container
# cat rc-v1-istio.yaml
apiVersion: extensions
/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
creationTimestamp:
null name: helloworld
-service
spec:
replicas:
1 strategy: {}
template:
metadata:
annotations:
alpha.istio.io
/sidecar: injected alpha.istio.io
/version: jenkins@ubuntu-16-04-build-12ac793f80be71-0.1.6-dab2033 pod.beta.kubernetes.io
/init-containers: '[{"args":["-p","15001","-u","1337"],"image":"docker.io/istio/init:0.1","imagePullPolicy":"IfNotPresent","name":"init","securityContext":{"capabilities":{"add":["NET_ADMIN"]}}},{"args":["-c","sysctl -w kernel.core_pattern=/tmp/core.%e.%p.%t \u0026\u0026 ulimit -c unlimited"],"command":["/bin/sh"],"image":"alpine","imagePullPolicy":"IfNotPresent","name":"enable-core-dump","securityContext":{"privileged":true}}]'
creationTimestamp: null
labels:
tomcat-app: helloworld
version: "1"
spec:
containers:
- env:
- name: SERVICE_VERSION
value: "1"
image: docker.io/tomcat:9.0-jre8
name: tomcathelloworld
ports:
- containerPort: 8080
resources: {}
volumeMounts:
- mountPath: /usr/local/tomcat/webapps
name: mypd
- args:
- proxy
- sidecar
- -v
- "2"
env:
- name: POD_NAME
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: metadata.name
- name: POD_NAMESPACE
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: metadata.namespace
- name: POD_IP
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: status.podIP
image: docker.io/istio/proxy_debug:0.1
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: proxy
resources: {}
securityContext:
runAsUser: 1337
volumes:
- name: mypd
persistentVolumeClaim:
claimName: tomcatwebapp
status: {}
---
inject之后又要下载几个镜像 ：(
[*]docker.io/istio/proxy_debug:0.1
[*]docker.io/istio/init:0.1
[*]alpine
同时注意把imagePullPolicy改掉。。。。
再运行
kubectl create -f rc-v1-istio.yaml
此处又遇到无数坑
1.权限问题，需要在/etc/kubernetes/config下打开--allow-privileged,master和节点都需要打开
# cat /etc/kubernetes/config
###
# kubernetes system config
#
# The following values are used to configure various aspects of all
# kubernetes services, including
#
# kube
-apiserver.service
# kube
-controller-manager.service
# kube
-scheduler.service
# kubelet.service
# kube
-proxy.service
# logging to stderr means we
get it in the systemd journal
KUBE_LOGTOSTDERR
="--logtostderr=true"
# journal message level,
0 is debug
KUBE_LOG_LEVEL
="--v=0"
# Should
this cluster be allowed to run privileged docker containers
KUBE_ALLOW_PRIV
="--allow-privileged=true"
# How the controller
-manager, scheduler, and proxy find the apiserver
KUBE_MASTER
="--master=http://192.168.44.108:8080"
2.发现只要一加上securityContext:runAsUser: 1337 POD无论如何都不启动，去掉至少可以启动，一直在desired阶段，因为提示信息有限，比较烧脑，后发现需要修改APIServer中的配置，去掉--admission-control=NamespaceLifecycle,LimitRanger,SecurityContextDeny,ResourceQuota,ServiceAccount中的SecurityContextDeny
最后kube-apiserver配置为
# cat /etc/kubernetes/apiserver
###
# kubernetes system config
#
# The following values are used to configure the kube
-apiserver
#
# The address on the local server to listen to.
KUBE_API_ADDRESS
="--insecure-bind-address=192.168.44.108"
# The port on the local server to listen on.
# KUBE_API_PORT
="--port=8080"
# Port minions listen on
# KUBELET_PORT
="--kubelet-port=10250"
# Comma separated list of nodes
in the etcd cluster
KUBE_ETCD_SERVERS
="--etcd-servers=http://192.168.44.108:2379"
# Address range to use
for services
KUBE_SERVICE_ADDRESSES
="--service-cluster-ip-range=10.254.0.0/16"
#
default admission control policies
#KUBE_ADMISSION_CONTROL
="--admission-control=NamespaceLifecycle,NamespaceExists,LimitRanger,ServiceAccount,SecurityContextDeny,ResourceQuota"
KUBE_ADMISSION_CONTROL
="--admission-control=NamespaceLifecycle,NamespaceExists,LimitRanger,ServiceAccount,ResourceQuota"
# Add your own
!
KUBE_API_ARGS
="--secure-port=443 --client-ca-file=/srv/kubernetes/ca.crt --tls-cert-file=/srv/kubernetes/server.cert --tls-private-key-file=/srv/kubernetes/server.key"
好了，搞完能顺利启动。
再建立一个rc-v2.yaml
# cat rc-v2.yaml
apiVersion: extensions
/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: helloworld
-service-v2
spec:
replicas:
1 template:
metadata:
labels:
tomcat
-app: "helloworld" version:
"2" spec:
containers:
- name: tomcathelloworld image: docker.io
/tomcat:9.0-jre8 volumeMounts:
- mountPath: "/usr/local/tomcat/webapps" name: mypd
ports:
- containerPort: 8080 env:
- name: "SERVICE_VERSION" value:
"2" volumes:
- name: mypd persistentVolumeClaim:
claimName: tomcatwebapp
tool.yaml,用于在服务网络中进行测试用.其实就是一个shell
# cat tool.yaml
apiVersion: extensions
/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: tool
spec:
replicas:
1 template:
metadata:
labels:
name: tool
version:
"1" spec:
containers:
- name: tool image: docker.io
/tomcat:9.0-jre8 volumeMounts:
- mountPath: "/usr/local/tomcat/webapps" name: mypd
ports:
- containerPort: 8080 volumes:
- name: mypd persistentVolumeClaim:
claimName: tomcatwebapp
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: tool
labels:
name: tool
spec:
ports:
- port: 8080 protocol: TCP
targetPort:
8080 name: http
selector:
name: tool
两个都需要kube-inject并且通过apply进行部署。
最后结果
# kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
helloworld
-service-2437162702-x8w05 2/2 Running 0 1h
helloworld
-service-v2-2637126738-s7l4s 2/2 Running 0 1h
istio
-egress-2869428605-2ftgl 1/1 Running 2 14h
istio
-ingress-1286550044-6g3vj 1/1 Running 2 14h
istio
-mixer-765485573-23wc6 1/1 Running 2 14h
istio
-pilot-1495912787-g5r9s 2/2 Running 4 14h
tool
-185907110-fsr04 2/2 Running 0 1h
流量分配
建立一个路由规则
istioctl create -f default.yaml
# cat default.yaml
type: route
-rule
name: helloworld
-default
spec:
destination: helloworldsvc.
default.svc.cluster.local precedence:
1 route:
- tags: version:
"2" weight:
10 - tags:
version: "1"
weight: 90
也就是访问helloworldsvc，有90%的流量会访问到version 1的pod,而10%的流量会访问到version 2的节点
如何判断这个helloworldsvc确实是指到后端两个pod呢，可以通过下面命令确认
# kubectl describe service helloworldsvc
Name: helloworldsvc
Namespace:
default
Labels: tomcat
-app=helloworld
Annotations:
<none>
Selector: tomcat
-app=helloworld
Type: ClusterIP
IP:
10.254.145.112
Port: http
8080/TCP
Endpoints:
10.1.40.3:8080,10.1.40.7:8080
Session Affinity: None
Events:
<none>
说明service和deployment的配置没有问题
进入到tools
# kubectl exec -it tool-185907110-fsr04 bash
Defaulting container name to tool.
Use
'kubectl describe pod/tool-185907110-fsr04' to see all of the containers in this pod.
root@tool
-185907110-fsr04:/usr/local/tomcat#
运行
<usr/local/tomcat# curl helloworldsvc:8080/HelloWorld/index.jsp
<html> <body> This is a Helloworld test</body>
HostAddress=10.1.40.3
HostName=helloworld-service-v2-2637126738-s7l4s
SERVICE_VERSION=2
这里又折腾很久，开始怎么都返回connection refuse,在pod中访问localhost通但curl ip不通，后来尝试采用不注入的tool发现没有问题，但并不进行流量控制，最后又切换会inject后的pod后居然发现能够联通了，解决方法是： 把inject的重新create一遍，同时把service又create一遍。
写个shell脚本
echo "for i in {1..100}
do
curl -s helloworldsvc:8080/HelloWorld/index.jsp | grep SERVICE_VERSION
done" > batch.sh
然后运行
https://images2018.cnblogs.com/blog/892532/201711/892532-20171129103858394-1375386022.png
然后通过grep统计验证流量分布
root@tool-185907110-fsr04:/usr/local/tomcat# ./batch.sh | grep 2 | wc -l
10
root@tool
-185907110-fsr04:/usr/local/tomcat# ./batch.sh | grep 1 | wc -l
90
超时策略
# cat delay.yaml
type: route
-rule
name: helloworld
-timeout
spec:
destination: helloworldsvc.
default.svc.cluster.local precedence:
9 route:
- tags: version:
"1" httpReqTimeout:
simpleTimeout:
timeout: 2s
设置2秒超时，然后继续Curl
root@tool-185907110-nrn9l:/usr/local/tomcat# curl-s helloworldsvc:8080/HelloWorld/delay.jsp
upstream request timeout
需要注意的是开始怎么也不生效，后来把tool工具的pod删除再重新建立就可以了
重试策略
需要先把之前的timeout去掉
# cat retry.yaml
type: route
-rule
name: helloworld
-timeout
spec:
destination: helloworldsvc.
default.svc.cluster.local precedence:
9 route:
- tags: version:
"1" httpReqRetries:
simpleRetry:
attempts:
2 perTryTimeout: 2s
访问结果
root@tool-185907110-ms991:/usr/local/tomcat# curl -s helloworldsvc:8080/HelloWorld/delay.jsp
upstream request timeout
root@tool
-185907110-ms991:/usr/local/tomcat# curl -s helloworldsvc:8080/HelloWorld<transfer}:%{time_total}\n' 'helloworldsvc:8080/HelloWorld/delay.jsp '
0.004545:6.087113:6.087190
超时后每次两秒都没出来，重试了2次
未完待续。。。
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