Istio系列文章之（三）功能快速入门

云原生

发布日期: 2022-03-08

文章字数: 2.3k

阅读时长: 11 分

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本文用一个小例子演示如何将一个微服务接入istio，以及使用istio进行流量管理

环境准备

本文使用环境为 kubernetes v1.23.0 + istio 1.17.0

部署简易程序

部署两个版本的微服务

本文将在k8s中部署一个Python Flask编写的简易微服务，代码如下：

from flask import Flask, request
import os
from urllib.request import Request, urlopen
import json

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def i_am_fine():
    return "I am FINE!"

@app.route('/env/<env>')
def show_env(env):
    return os.environ.get(env)

@app.route('/fetch')
def fetch_url():
    url = request.args.get('url', '')
    with urlopen(url) as response:
        return response.read()

if __name__ == "__main__":
    app.run(host="0.0.0.0", port=80, debug=True)

代码中的env会在创建Deployment的时候作为环境变量提交上去。

现在为该服务创建k8s资源：flaskapp.istio.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: flaskapp
  labels:
    app: flaskapp
spec:
  selector:
    app: flaskapp
  ports:
    - name: http
      port: 80
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: flaskapp-v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: flaskapp
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: flaskapp
        version: v1
    spec:
      containers:
      - name: flaskapp
        image: dustise/flaskapp
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        env:
        - name: version
          value: v1
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: flaskapp-v2
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: flaskapp
      version: v2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: flaskapp
        version: v2
    spec:
      containers:
      - name: flaskapp
        image: dustise/flaskapp
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        env:
        - name: version
          value: v2

说明：

两个版本的Deployment用的是相同的镜像，但使用不同的version标签进行区分，分别是v1和v2
两个版本的Deployment都设置了一个环境变量version，分别取值v1和v2
两个版本的Deployment都使用了app和version标签，在istio网格应用中通常会使用这两个标签作为应用和版本的标识
Service中的selector仅使用了一个app标签，意味着该Service对两个Deployment都会进行转发
Service中定义的端口一般按istio规范命名为http

现在需要将该服务提交到k8s的时候对其进行istio注入，有注入两种方法：

自动注入

需要为服务所在的命名空间打上标签istio-injection=enabled

kubectl label namespace default istio-injection=enabled

手动注入

istioctl kube-inject -f flaskapp.istio.yaml | kubectl apply -f -

过一会查看Pod状态

kubectl get pods -n default
NAME                           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
flaskapp-v1-6d5d7ffb9f-5q6v8   2/2     Running   0          20h
flaskapp-v2-8647744b6-dlnrb    2/2     Running   0          20h

每个Pod里有两个容器，这就是istio注入Sidecar的结果，除了一个初始化容器istio-init外，还有两个容器：一个是istio-proxy，另一个是原本的服务

部署客户端微服务

客户端服务很简单，只是使用了一个已装好各种测试工具的镜像，具体的测试都可以在这个容器内shell完成。准备好资源文件：sleep.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: sleep
  labels:
    app: sleep
    version: v1
spec:
  selector:
    app: sleep
    version: v1
  ports:
    - name: ssh
      port: 80
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: sleep
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: sleep
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: sleep
        version: v1
    spec:
      containers:
      - name: sleep
        image: dustise/sleep
        imagePullPolicy: IfNotPresent

注意这个客户端应用并没有对外提供服务的能力，但还是需要给他创建一个Service对象，这同样是istio的注入要求：没有Service的Deployment是无法被istio发现并进行操作的。

同样的对该文件进行注入并提交：

istioctl kube-inject -f sleep.yaml | kubectl apply -f -

过一会查看Pod状态

kubectl get pods -l app=sleep -n default
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
sleep-6bf6676dcc-6nvnm   2/2     Running   0          21h

验证服务

下来进入sleep容器（如果有kubernetes-dashboard也可以通过界面进入）并进行测试

kubectl exec -it sleep-6bf6676dcc-6nvnm /bin/bash
kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
bash-5.0## for((i=0; i<100; i++)); do http --body http://flaskapp/env/version; done
v2
v1
v2
……

从运行结果可以看到v1和v2两个结果随机出现，大约各占一半

创建目标规则和默认路由

接下来使用istio来管理这两个服务的流量

首先创建flaskapp应用的目标规则：flaskapp-destinationrule.yaml

apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: DestinationRule
metadata:
  name: flaskapp
spec:
  host: flaskapp
  subsets:
  - name: v1
    labels:
      version: v1
  - name: v2
    labels:
      version: v2

该DestinationRule通过Pod标签把flaskapp服务分成两个subset，分别命名为v1和v2

提交该文件：

kubectl apply -f flaskapp-destinationrule.yaml

接下来为flaskapp服务创建路由规则：flaskapp-virtualservice-v2.yaml

apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: VirtualService
metadata:
  name: flaskapp-default-v2
spec:
  hosts:
  - flaskapp
  http:
  - route:
    - destination:
        host: flaskapp
        subset: v2

该VirtualService对象负责接管对flaskapp这一主机名的访问，并将所有流量都转发到DestinationRule定义的v2 subset上。

提交该文件：

kubectl apply -f flaskapp-virtualservice-v2.yaml

现在进入sleep测试，看看重新定义的流量管理规则是否生效：

# kubectl exec -it sleep-6bf6676dcc-6nvnm /bin/bash
# kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
bash-5.0# for((i=0; i<100; i++)); do http --body http://flaskapp/env/version; done
v2
v2
v2
……

可以看到路由规则已经生效，重复多次访问返回的永远是v2

Istio Dashboard

作为一个云原生的服务网格组件，istio必须提供可观测的相关功能。通过istioctl命令可以看到istio默认提供了以下几种dashboard：

## istioctl dashboard
Access to Istio web UIs

Usage:
  istioctl dashboard [flags]
  istioctl dashboard [command]

Aliases:
  dashboard, dash, d

Available Commands:
  controlz    Open ControlZ web UI
  envoy       Open Envoy admin web UI
  grafana     Open Grafana web UI
  jaeger      Open Jaeger web UI
  kiali       Open Kiali web UI
  prometheus  Open Prometheus web UI
  skywalking  Open SkyWalking UI
  zipkin      Open Zipkin web UI

注意新版的istio已经不再默认安装各类dashboard，必须自己手动部署

部署Prometheus

手动提交yaml到kubernetes

# cd /opt/istio-1.12.1/samples/addons
# kubectl apply -f prometheus.yaml
# kubectl get pods -l app=prometheus -n istio-system
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
prometheus-64fd8ccd65-6n6qt   2/2     Running   0          17h

启动prometheus dashboard监听

# istioctl dashboard prometheus --address=192.168.91.10
http://192.168.91.10:9090

打开prometheus页面的targets发现istiod的15014端口connection refused，编辑deployment istio-operator

kubectl edit deploy istio-operator -n istio-operator

找到--monitoring-host=127.0.0.1将其改为--monitoring-host=0.0.0.0

再次打开prometheus页面targets

部署Grafana

手动提交yaml到kubernetes

# cd /opt/istio-1.12.1/samples/addons
# kubectl apply -f grafana.yaml
# kubectl get pods -l app=grafana -n istio-system
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
grafana-6ccd56f4b6-vz7k5   1/1     Running   0          16h

启动grafana dashboard监听

# istioctl dashboard grafana --address=192.168.91.10
http://192.168.91.10:3000

部署Jaeger

手动提交yaml到kubernetes

# cd /opt/istio-1.12.1/samples/addons
# kubectl apply -f jaeger.yaml
# kubectl get pods -l app=jaeger -n istio-system
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
jaeger-5d44bc5c5d-fqtbr   1/1     Running   0          16h

启动jaeger dashboard监听

# istioctl dashboard jaeger --address=192.168.91.10
http://192.168.91.10:16686

部署Kiali

手动提交yaml到kubernetes

# cd /opt/istio-1.12.1/samples/addons
# kubectl apply -f kiali.yaml
# kubectl get pods -l app=kiali -n istio-system
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kiali-79b86ff5bc-skwp8   1/1     Running   0          16h

启动kiali dashboard监听

# istioctl dashboard kiali --address=192.168.91.10
http://192.168.91.10:20001/kiali

部署Bookinfo示例程序

进入istio-1.17.0/samples/bookinfo/目录部署应用

# cd istio-1.17.0/
# kubectl apply -f samples/bookinfo/platform/kube/bookinfo.yaml

等待一段直到所有Pod都running。当每个Pod准备就绪时，Istio sidecar将伴随应用一起部署。

确认上面的操作都正确之后，运行下面命令，通过检查返回的页面标题来验证应用是否已在集群中运行，并已提供网页服务：

# kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=ratings -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')" -c ratings -- curl -sS productpage:9080/productpage | grep -o "<title>.*</title>"
<title>Simple Bookstore App</title>

对外开放应用程序
此时，BookInfo应用已经部署，但还不能被外界访问。要开放访问，还需要创建Istio入站网关（Ingress Gateway），它会在网格边缘把一个路径映射到路由。

# kubectl apply -f samples/bookinfo/networking/bookinfo-gateway.yaml
gateway.networking.istio.io/bookinfo-gateway created
virtualservice.networking.istio.io/bookinfo created

可用下面命令确保配置文件没有问题

# istioctl analyze
✔ No validation issues found when analyzing namespace: default.

确定入站IP和端口。查看service发现，默认ingressgateway使用的是LoadBalancer类型，而我们的集群暂不提供LoadBalancer，此时EXTERNAL-IP的地方显示的是pending，需要把它改成NodePort

# kubectl get svc -n istio-system
NAME                   TYPE           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)                                                                      AGE
grafana                ClusterIP      10.97.23.53      <none>        3000/TCP                                                                     90m
istio-egressgateway    ClusterIP      10.99.30.204     <none>        80/TCP,443/TCP                                                               44d
istio-ingressgateway   LoadBalancer   10.111.102.172   <pending>     15021:31849/TCP,80:30464/TCP,443:31104/TCP,31400:30828/TCP,15443:30440/TCP   44d
istiod                 NodePort       10.108.227.110   <none>        15010:32579/TCP,15012:32125/TCP,443:30219/TCP,15014:32647/TCP                44d
jaeger-collector       ClusterIP      10.105.82.176    <none>        14268/TCP,14250/TCP,9411/TCP                                                 87m
kiali                  ClusterIP      10.106.90.206    <none>        20001/TCP,9090/TCP                                                           85m
prometheus             ClusterIP      10.97.146.99     <none>        9090/TCP                                                                     4h16m
tracing                ClusterIP      10.100.227.136   <none>        80/TCP,16685/TCP                                                             87m
zipkin                 ClusterIP      10.110.162.221   <none>        9411/TCP                                                                     87m

编辑service istio-ingressgateway，将type: LoadBalancer改为type: NodePort

# kubectl edit svc istio-ingressgateway -n istio-system

改完以后

NAME                   TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)                                                                      AGE
grafana                ClusterIP   10.97.23.53      <none>        3000/TCP                                                                     165m
istio-ingressgateway   NodePort    10.111.102.172   <none>        15021:31849/TCP,80:30464/TCP,443:31104/TCP,31400:30828/TCP,15443:30440/TCP   44d

查看istio-ingressgateway的yaml，名称为http2的端口：

# kubectl get svc istio-ingressgateway -n istio-system -o jsonpath="{.spec.ports[?(@.name=='http2')].nodePort}";echo
30464

于是gateway的访问地址是：http://192.168.126.100:30464

在K8S集群外，访问Bookinfo应用100次：

# for i in $(seq 1 100); do curl -s -o /dev/null "http://192.168.126.100:30464/productpage"; done

打开kiali，可以看到访问链路图
打开浏览器可以看到Bookinfo应用的前端页面

洪宇轩

https://hongyuxuan2138.gitee.io/blog/blog/posts/169155028/

本博客所有文章除特別声明外，均采用 CC BY 4.0 许可协议。转载请注明来源洪宇轩 !

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环境准备

部署简易程序

部署两个版本的微服务

部署客户端微服务

验证服务

创建目标规则和默认路由

Istio Dashboard

部署Prometheus

部署Grafana

部署Jaeger

部署Kiali

部署Bookinfo示例程序

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