本文最初發表於Rinor Maloku的個人站點，經原作者授權由InfoQ中文站翻譯分享。
Istio是一個開源項目，由來自Google、IBM和Lyft團隊協作開發，它爲一組特定的問題提供瞭解決方案，要理解這個解決方案，我們就要明白這些問題到底是什麼。當從單體架構遷移到基於微服務的應用時，會帶來很多的複雜性，舉例來說：
- 流量管理（Traffic management）：超時、重試、負載均衡；
- 安全性（Security）：終端用戶的認證和授權；
- 可觀察性（Observability）：跟蹤、監控和日誌。
這些問題都可以在應用層解決，但這樣的話，你的服務就無法稱其爲“微”了，實現這些功能所出的努力都會對公司的資源帶來一定的壓力，而這些資源本來是可以用來交付業務價值的。我們舉個例子：
PM：如果增加一個反饋的特性，預計需要多長時間？
Dev：兩個sprint。
PM：什麼？！這只是一個簡單的CURD！
Dev：創建CURD的功能是非常簡單的，但是我們需要對用戶和服務進行認證和授權。而且因爲網絡不可靠，我們需要在客戶端實現重試和斷路器，爲了避免整個系統出現停止響應的情況，我們還需要超時和艙壁模式，除此之外，爲了探測出現的問題，我們還需要監控、跟蹤……
PM：好吧，那就把這個特性放到Product服務中吧！
到這裏，你可能已經發現，針對每個服務，所有的過程和努力必須都要再來一遍，對我們來說，添加一個服務是一項巨大的任務。在本文中，我們將會展示Istio如何幫助我們移除服務中的這些橫切性關注點。
注意：本文假設你已經對Kubernetes有了一定的瞭解，如果事實並非如此的話，建議你閱讀一下我所撰寫的Kubernetes入門介紹，然後繼續閱讀本文。
Istio的理念
在沒有Istio的時候，某個服務會直接發起對另一個服務的訪問，如果出現失敗的話，這個服務需要作出的處理包括重試、超時以及打開斷路器等等。
Istio提供了一個非常巧妙的方案，它能夠從服務中完全分離出來，只攔截所有的網絡通信來發揮作用。通過這種方式，它能夠實現如下功能：
- 容錯：當請求失敗和重試的時候，使用它能夠理解的響應狀態碼；
- 金絲雀發佈：只將特定百分比的請求轉發到服務的新版本上；
- 監控和指標：統計服務響應所耗費的時間；
- 跟蹤和可觀察性：它在每個請求上添加了一個特殊的頭部信息，並在集羣中跟蹤它們；
- 安全性：抽取JWT Token並對用戶進行認證和授權。
上面所提及的功能（僅僅是很少的一部分）只是爲了提起你的興趣，接下來，我們會討論技術細節。
Istio的架構
Istio會攔截所有的網絡流量，並且會在每個pod上以sidecar的形式注入一個智能代理，從而能夠應用一組特定的規則。讓所有特性生效的代理是由數據平面（Data Plane） 組成的，而數據平面是由控制平面（Control Plane）動態配置的。
數據平面
注入的代理能夠讓Istio很容易地滿足我們的需求。舉例來說，我們看一下重試和斷路器功能。
簡單總結一下：
- Envoy發送請求給服務B的第一個實例，不過調用失敗了；
- Envoy Sidecar會進行重試；（1）
- 失敗的請求返回發起調用的代理；
- 開啓斷路器並在隨後的請求中調用下一個服務。（2）
這意味着我們不需要使用額外的重試庫，也不需要使用各種各樣的語言實現斷路器和服務發現功能。這些特性都是由Istio所提供的，我們不需要任何的代碼修改。
我想現在你應該已經想要加入Istio的旅程了，但是依然有一些疑慮，有些問題依然沒有得到解答。你可能會想，它是一個適用於所有場景的解決方案嗎？通常來講，適用所有場景意味着難以非常好地適用任何場景。
你可能會默默地問一句：“它是可配置的嗎？”
朋友們，歡迎加入我們的旅程，接下來我會爲你介紹控制平面。
控制平面
控制平面由三個組件組成：Pilot、Mixer和Citadel，它們組合配置Envoy以便於路由流量、執行策略和收集遙測數據。它們的可視化展現如下圖所示。
Envoy（也就是數據平面）會由Istio規定的Kubernetes自定義資源定義（Kubernetes Custom Resource Definition）來進行配置，這些定義是專門爲了實現該目的的。這就是說，對你而言，它只是具有熟悉語法的Kubernetes資源而已。在創建之後，控制平面會獲取到它，並將其用到Envoy上。
服務與Istio的關係
我們已經描述了Istio與服務之間的關係，但是回過頭來看一下，我們的服務與Istio之間是什麼關係呢？
坦白講，你的服務僅僅需要知道Istio存在就足夠了，就像魚和水一樣，魚可能會問“水到底是什麼呢”？
我們可以選取一個可運行的集羣，在安裝Istio組件之後，集羣中的服務依然能夠繼續運行，我們可以按照相同的方式將組件移除掉，所有的事情都能正常運行，只不多我們失去了Istio所提供的功能而已。
我們已經講了太多的理論，接下來的內容我們將知識轉化爲實踐。