本文作者：孫玄、吳守星
孫玄 ：【架構之美】微信公衆號作者，畢業於浙江大學，前轉轉公司首席架構師，大中後臺技術負責人；前58集團技術委員會主席，高級系統架構師；前百度資深研發工程師；
江帥帥：【江帥帥】微信公衆號作者，擅長系統架構設計，大數據，運維等技術領域；對大中後臺技術有豐富經驗；曾擔任懷致科技 CTO，並還在東軟集團、中國移動、多迪集團等企業中任職過相關技術負責人。
文章目錄
1、前言
通上文講到《微服務架構何去何從》，如果暫時沒有理解 ServiceMesh 存在解決什麼問題，建議先從從上文看起。微服務架構 2.0 Service Mesh 架構框架方面，業內陸續開源了不少優秀框架，主流兩個：Service Mesh 產品 Istio 和 AWS App Mesh，我們將從多角度探索與實踐Istio。
2、什麼是 Istio?
由官網定義如下：雲平臺令使用它們的公司受益匪淺。但不可否認的是，上雲會給 DevOps 團隊帶來壓力。爲了可移植性，開發人員必須使用微服務來構建應用，同時運維人員也正在管理着極端龐大的混合雲和多雲的部署環境。Istio 允許您連接、保護、控制和觀察服務。
我們可以看到Istio主要做微服務治理，並且主要分爲四個功能：
- 服務之間建立一個連接
- 連接通信之間整數等安全性
- 連接進行流量管理等控制
- 服務連接監控、日誌等觀察服務
爲了保證數據不丟，我們儘可能的設置較大的重試次數（參數是 retries），如果重試失敗了，對異常進行處理，可以把消息保存到另外安全到地方。
3、k8s、Istio 相輔相成
下圖可以看出，Istio 可以解決 Kubernetes 的服務治理缺陷，功能上兩者進行了一個互補的結合，解決了雲原生服務治理、雲原生基礎設施。
3.1 Istio 的架構
網格服務，通常和一系列網絡代理組成，其主要在於代碼無侵入、網絡代理，與應用程序部署在一起，但是應用程序卻不知情。
主要架構在於數據平面（Data Plane）和控制平面（Control Plane），
- 數據平面：由一組和業務服務（如下圖 ServiceA 和 ServceB）成對出現的 Sidecar 代理（Envoy）構成，它的主要功能是接管服務的進出流量或服務轉發，並且與控制平面的 Mixer 通訊，接受調度策略。
- 控制平面：主要包括了 Pilot、Mixer、Citadel 和 Galley 共 4 個組件，主要功能是通過管理和配置 Envoy 來管理流量，此外，控制平面配置 Mixers 來實施路由策略並收集檢測到的監控數據。
![在這裏插入圖片描述]()
3.2 Istio 核心組件
- Envoy
是一個用 C ++開發的高性能代理、CNCF第三個畢業項目，所以性能和可用性都是比較好的，對於Envoy有四個概念【LDS（監聽器發現服務）、RDS（路由發現服務）、CDS（集羣發現服務）、EDS（服務發現服務）】,每一個 pod 中都必須要部署一個 Sidecar。
ps: 之後會在代碼配置中重新標誌這塊知識點。
- Pilot
主要的作用是配置和管理Envoy代理，爲高級路由（例如，A / B 測試，金絲雀部署等）提供流量管理功能，以及異常控制，如：超時，重試，斷路器等。下圖是Pilot的原理圖，主要的規則數據來源於用戶手動配置（路由規則）以及k8s（pod等信息）、Mesos來的一些元數據，通過proxy（Envoy）進行流量轉發。
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- Mixer
是一個獨立於平臺的組件，負責在整個 Service Mesh 中執行訪問控制和使用策略，並從 Envoy 代理和其他服務收集監控到的數據。
提供 API 服務，可以自研監控分析 PAM 平臺對接 Mixer。
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- Citadel
通過內置身份和憑證管理，提供強大的服務到服務和最終用戶身份驗證。我們可以使用 Citadel 升級 Service Mesh 中的未加密流量。我們可以使用 Istio 的授權功能來控制誰可以訪問服務。
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- Galley
負責配置的獲取、處理和分發。Gally使用了一種叫作MCP（Mesh Configuration Protocol，網格配置協議）的協議與其他組件進行通信。
4、Bookinfo 微服務源碼分析
理解上述概念後，大家可以拿 Istio 官網提供的一個微服務Book項目進行上手操作，項目地址：https://istio.io/zh/docs/examples/bookinfo
bookinfo 應用一共包含四個微服務：Productpage、Details、Reviews、Ratings。
- Productpage 使用 Python 開發，負責展示書籍的名稱和書籍的簡介。
- Details 使用 Ruby 開發，負責展示書籍的詳細信息。
- Reviews 使用 Java 開發，負責顯示書評。
- Ratings 使用 Node.js 開發，負責顯示書籍的評星。
5、Service Mesh 的應用難點
企業是在原有技術棧的基礎上引入 Service Mesh，從實際的應用實踐情況來看，往往會存在以下 4 種問題：
1、Service Mesh 模式在業務每次遠程調用，通信鏈路會變長，必將增加請求的響應延遲，性能損耗會被明顯放大。
2、基礎設施與業務解耦帶來的複雜性對運營系統的易用性和 Service Mesh 的穩定性要求極高，否則排查問題時很可能會面臨根本無從下手的情況。
3、服務通信框架及治理系統技術棧往往不是雲原生優先支持的 GRPC 和 HTTP，在 RPC 框架不兼容的背景下改造成本和挑戰非常大。
4、增加基礎設施團隊的運維成本，並且遇到業務問題，定位問題涉及到業務研發團隊和基礎設施研發團隊頻繁溝通交互，自然成本也會相應增加。
6、小結及預告
通過本文，相信讀者對微服務的概念和 Istio 的架構有了一定程度的理解。在微服務領域，它最大的優勢是解耦應用業務，企業能夠徹底從業務角度考慮問題，同時還可以與容器編排部署平臺的集成，成爲企業級應用編排部署和服務治理的標準形態。
讀者有興趣可持續關注，後面將持續更新 Istio 應用及剖析。