基于Kubernetes的服務網格該如何理解

本篇文章為大家展示了基于Kubernetes的服務網格該如何理解，內容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。

在Kubernetes和微服務之間，服務網格提供了重要的一層。

Kubernetes已經解決了容器編排的問題，對于云原生生態圈來說，剩下的問題是如何使微服務的交付更有效和更有彈性。這個問題可以通過服務網格技術來實現。

近年來，像Istio、Envoy和Linkerd這樣的開源服務網格項目越來越受歡迎。下面主要探討服務網格的基本原理，單個vanilla  Kubernetes(plain vanilla Kubernetes)面臨的挑戰，并介紹了幾種Kubernetes服務網格產品。

什么是服務網格?

服務網格是一個網絡基礎設施層，應用程序不同部分之間的通訊通過它來控制和可視化。現在的應用往往都是通過這種方式工作的。網絡被分成不同的部分，每個部分都是一個服務，每個服務執行特定的業務功能。

一個服務可能需要從其它服務請求數據才能執行自身的功能。通常，有些服務會因為請求過量而超載，這就是服務網格有用的地方。服務網格通過把請求從一個服務路由到另外一個服務，來優化不同部分之間的通信。

服務網絡組件包括：

• 控制平面：主要負責代理配置，策略管理和TLS證書權限。控制平面搜集所有的網絡度量數據，服務網格的一些實現也能夠跟蹤服務。

• 數據平面：由輕量級代理組成。這些代理作為邊車形式分布。代理包括Envoy或者NGINX。您可以使用數據平面去創建自己的Kubernetes服務網格。

普通vanilla Kubernetes面臨的挑戰及服務網格對此發揮的作用

當您使用一個普通的vanilla Kubernetes集群而不是服務網格時，你將遇到以下的問題：

服務器之間的安全通訊

普通vanilla Kubernetes并不對集群節點間的流量進行加密，因此，服務之間的通信并不安全。  您可以使用TLS證書使得Kubernetes服務之間的通信變得安全。

使用TLS意味著DevOps團隊必須管理和更換證書。此外，您的開發團隊必須將TLS證書集成到每個服務中。

服務網格會加密所有的網絡流量，從而使你的團隊節省了時間。服務網格將TLS邊車插入到每個Kubernetes  Pod中，通過控制平面為你進行證書的更換。

服務延遲追蹤

單個vanilla  Kubernetes集群故障排除并不是每次都會給您提供造成問題的根源。例如，對于延遲問題，必須分析單個服務的數據。然而，這些數據可能與外部服務的通信無關。造成問題的原因，有可能與查詢或者前端應用有關。

要解決這個問題，必須監控代碼的性能，分析錯誤并且跟蹤應用程序中的每個服務請求。像Istio這樣的服務網格平臺提供了內置的分布式跟蹤，并且不需要對代碼進行檢測。

服務網格使用代理邊車通過出口和入口路由流量。然后邊車添加請求頭信息，方便請求跟蹤，因此，不需要分析代碼就能獲得所有請求的跟蹤信息。

有限負載均衡

當前端需要處理更多流量時，如何更快的精確定位流量瓶頸并擴大前端規模?單純的Kubernetes并不能提供解決方式。另一方面，服務網格提供了內置的度量標準，你可以利用這些度量來實現更先進的負載平衡。

不同的Kubernetes服務網格實現

下面的列表回顧了三種目前存在的Kubernetes服務網格產品。列表明確指出了選擇不同服務網格產品時的重要差異。

Istio

Istio是一個開源的服務網格，主要用于管理多個服務代理。Istio由Google、IBM和Lyft聯合研發。最開始僅針對Kubernetes部署，后又重新設計以支持所有的微服務平臺。Istio默認與Envoy代理集成。Istio更關注可伸縮性、性能、可移植性和保持松散耦合組件的靈活性。

Istio的控制平面使用Go語言編寫。操作人員使用控制平面來組合不同的管理策略，每個控制平面組件都被設計用于不同的應用程序，因此Istio可以與不同的底層數據平面配對使用。

Istio的主要功能包括：

• 安全特性，包括RBAC、身份和密鑰管理。

• 高級限流、策略和配額

• 支持HTTP/1.x、HTTP/2、GRPC、WebSockets和所有TCP流量

• 故障注入

• 多平臺、混合部署

Linkerd

Linkerd是2016年2月發布的開源服務網格項目，是服務網格家族的第一個產品。平臺的服務網格設計很強大且功能很豐富，可以運行在任何環境。Linkerd基于Finagle庫，用Scala語言編寫。它可以通過擴展，每秒管理數千個請求。

Linkerd的包由一個控制平面和一個代理數據平面組成。Linkerd還有一個由Buoyant支持的商業版。當前Linkerd版本包含服務網格接口(SMI)流量API，此API能夠幫忙您自動化Canary部署和其它的高級交付方法。

Linkerd的主要功能包括：

• 支持不同的平臺，比如Kubernetes，Docker，Amazon ECS，DC/OS

• 使用內置的服務發現抽象統一多個系統

• 支持HTTP/1.x、HTTP/2、GRPC、WebSockets和所有TCP流量

AWS應用程序網格

AWS應用程序網格是一種服務網格解決方案，它簡化了AWS中的微服務監控和管理，使您能夠控制AWS服務(比如ECS、EKS、EC2)之間的通信和網絡流量。此外，應用程序網格使您能夠監視、跟蹤和查看微服務日志記錄。

您可以在應用程序中部署應用程序網格的數據平面，但控制平面由Amazon管理，用戶無法訪問它。

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