概述

本文档介绍了Istio——一个用来连接、管理和保护微服务的开放平台。Istio提供一种简单的方式来建立已部署服务网络,具备负载均衡、服务间认证、监控等功能,而不需要改动任何服务代码。想要为服务增加对Istio的支持,您只需要在环境中部署一个特殊的边车(sidecar),使用Istio控制面板功能配置和管理代理,拦截微服务之间的所有网络通信。

Istio目前仅支持在Kubernetes上的服务部署,但未来版本中将支持其他环境。

有关Istio组件的详细概念信息,请参阅我们的其他概念指南。

为什么要使用Istio?

在从单体应用程序向分布式微服务架构的转型过程中,开发人员和运维人员面临诸多挑战,使用Istio可以解决这些问题。术语服务网格(Service Mesh)通常用于描述构成这些应用程序的微服务网络以及它们之间的交互。随着规模和复杂性的增长,服务网格越来越难以理解和管理。它的需求包括服务发现、负载均衡、故障恢复、指标收集和监控以及通常更加复杂的运维需求,例如A/B测试、金丝雀发布、限流、访问控制和端到端认证等。

Istio提供了一个完整的解决方案,通过为整个服务网格提供行为洞察和操作控制来满足微服务应用程序的多样化需求。它在服务网络中统一提供了许多关键功能:

  • 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旨在可以在各种环境中运行,包括跨云、预置环境、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。耦合的减少不仅使服务更容易实现,而且还使运维人员更容易地在环境之间移动应用程序部署,或换用新的策略方案。因此,结果就是应用程序从本质上变得更容易移动。

架构

Istio服务网格逻辑上分为数据面板控制面板

  • 数据面板由一组智能代理(Envoy)组成,代理部署为sidecar,调解和控制微服务之间所有的网络通信。

  • 控制面板负责管理和配置代理来路由流量,以及在运行时执行策略。

下图显示了构成每个面板的不同组件:

The overall architecture of an Istio-based application.

Envoy

Istio使用Envoy代理的扩展版本,Envoy是以C ++开发的高性能代理,用于调解服务网格中所有服务的所有入站和出站流量。Envoy的许多内置功能被istio发扬光大,例如动态服务发现,负载均衡,TLS终止,HTTP/2&gRPC代理,熔断器,健康检查,基于百分比流量拆分的分段推出,故障注入和丰富指标。

Envoy被部署为sidecar,和对应服务在同一个Kubernetes pod中。这允许Istio将大量关于流量行为的信号作为属性提取出来,而这些属性又可以在Mixer中用于执行策略决策,并发送给监控系统,以提供整个网格行为的信息。Sidecar代理模型还可以将Istio的功能添加到现有部署中,而无需重新构建或重写代码。可以阅读更多来了解为什么我们在设计目标中选择这种方式。

Mixer

Mixer负责在服务网格上执行访问控制和使用策略,并从Envoy代理和其他服务收集遥测数据。代理提取请求级属性,发送到Mixer进行评估。有关属性提取和策略评估的更多信息,请参见Mixer配置。Mixer包括一个灵活的插件模型,使其能够接入到各种主机环境和基础设施后端,从这些细节中抽象出Envoy代理和Istio管理的服务。

Pilot

Pilot负责收集和验证配置并将其传播到各种Istio组件。它从Mixer和Envoy中抽取环境特定的实现细节,为他们提供用户服务的抽象表示,独立于底层平台。此外,流量管理规则(即通用4层规则和7层HTTP/gRPC路由规则)可以在运行时通过Pilot进行编程。

Istio-Auth

Istio-Auth提供强大的服务间认证和终端用户认证,使用交互TLS,内置身份和证书管理。可以升级服务网格中的未加密流量,并为运维人员提供基于服务身份而不是网络控制来执行策略的能力。Istio的未来版本将增加细粒度的访问控制和审计,以使用各种访问控制机制(包括基于属性和角色的访问控制以及授权钩子)来控制和监视访问您的服务,API或资源的人员。

下一步

  • 了解Istio的设计目标

  • 探索我们的指南

  • 在我们其他的概念指南中详细了解Istio组件。

  • 使用我们的任务指南,了解如何用自己的服务部署Istio。

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