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add envoy mesh in kubernetes tutorial
2018-04-28 20:26:12 +08:00
# Envoy mesh 教程
本文是在 Kubernetes 集群中，使用 Envoy 来做 mesh，来为一个简单的使用 Python 编写的 Flask 应用程序做反向代理和负载均衡。
**注**：本教程中的示例来自 [envoy-steps](https://github.com/datawire/envoy-steps)，本文中使用的所有的代码和 YAML 配置见 [envoy-tutorial](https://github.com/rootsongjc/envoy-tutorial)。
![Envoy Mesh架构图](../images/envoy-mesh-in-kubernetes.png)
## 前提条件
使用 [kubernetes-vagrant-centos-cluster](https://github.com/rootsongjc/kubernetes-vagrant-centos-cluster) 部署 kubernetes 集群，只要启动集群并安装了 CoreDNS 即可，无须安装其他插件。
## 部署应用
我们首先将应用部署到 Kubernetes 中。
部署 postgres 数据库。
```bash
kubectl apply -f postgres
```
创建 usersvc 镜像。
```bash
docker build -t jimmysong/usersvc:step1 .
```
部署 usersvc。
```bash
kubectl apply -f usersvc
```
查看 uservc 的 ClusterIP 地址。
```bash
$ kubectl get svc usersvc
kubectl get svc usersvc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
usersvc ClusterIP 10.254.176.248 <none> 5000/TCP 11m
```
进到 node1 中访问该服务，因为我们要访问的是 ClusterIP，在我们自己的电脑上是无法直接访问的，所以进到虚拟机中操作。
```bash
$ vagrant ssh node1
$ curl 10.254.176.248:5000
{
"hostname": "usersvc-7cf5bb9d85-9gx7w",
"msg": "user health check OK",
"ok": true,
"resolvedname": "172.33.10.7"
}
```
尝试添加一个名为 `Alice` 的用户。
```bash
$ curl -X PUT -H "Content-Type: application/json" \
-d '{ "fullname": "Alice", "password": "alicerules" }' \
10.254.176.248/user/alice
```
将会看到类似如下的输出。
```json
{
"fullname": "Alice",
"hostname": "usersvc-7cf5bb9d85-9gx7w",
"ok": true,
"resolvedname": "172.33.10.7",
"uuid": "EF43B475F65848C6BE708F436305864B"
}
```
尝试再添加一个名为 `Bob` 的用户。
```bash
$ curl -X PUT -H "Content-Type: application/json" \
-d '{ "fullname": "Bob", "password": "bobrules" }' \
10.254.176.248/user/bob
```
将会看到类似如下的输出。
```json
{
"fullname": "Bob",
"hostname": "usersvc-7cf5bb9d85-9gx7w",
"ok": true,
"resolvedname": "172.33.10.7",
"uuid": "6AC944E7D4254D9A811A82C0FDAC3046"
}
```
当应用部署完毕后，我们该部署 edge envoy 了。
## 部署 edge envoy
部署 edge envoy 的方式很简单，执行下面的命令。
```bash
kubectl apply -f edge-envoy
```
现在访问 edge envoy 是就可以路由到 `usersvc` 上的，当然直接访问 `usersvc` 也是可以的。
我们看下 edge-envoy 的 envoy 配置文件定义。
```json
{
"listeners": [
{
"address": "tcp://0.0.0.0:80",
"filters": [
{
"type": "read",
"name": "http_connection_manager",
"config": {
"codec_type": "auto",
"stat_prefix": "ingress_http",
"route_config": {
"virtual_hosts": [
{
"name": "backend",
"domains": ["*"],
"routes": [
{
"timeout_ms": 0,
"prefix": "/user",
"cluster": "usersvc"
}
]
}
]
},
"filters": [
{
"type": "decoder",
"name": "router",
"config": {}
}
]
}
}
]
}
],
"admin": {
"access_log_path": "/dev/null",
"address": "tcp://127.0.0.1:8001"
},
"cluster_manager": {
"clusters": [
{
"name": "usersvc",
"connect_timeout_ms": 250,
"type": "strict_dns",
"service_name": "usersvc",
"lb_type": "round_robin",
"features": "http2",
"hosts": [
{
"url": "tcp://usersvc:80"
}
]
}
]
}
}
```
客户端访问 `edge-envoy` 的 `ClusterIP:8000/user/health` 就可以检查节点的健康状况。
## 部署 usersvc2
删除原来的 `usersvc`，部署第二版 `usersvc2`，它与原来的 `usersvc` 唯一不同的地方是在 `entrypoint` 中集成了 envoy，查看 `Dockerfile` 中指定的 `entrypoint.sh` 的内容便可知。
```bash
#!/bin/sh
python /application/service.py &
/usr/local/bin/envoy -c /application/envoy.json
```
首先删除老的 `usersvc`。
```bash
kubectl delete -f usersvc
```
使用下面的命令部署 `usersvc2`，它仍然使用 `usersvc` 这个 service 名称。
```bash
kubectl apply -f usersvc2
```
Envoy 以 out-of-process 的方式运行，对应用进程没有侵入性，也可以使用 sidecar 的方式运行，让 envoy 与 应用容器运行在同一个 pod 中。
增加 `usersvc2` 的实例个数。
```bash
kubectl scale --replicas=3 deployment/usersvc
```
此时我们有 3 个 usersvc 实例，现在通过 `edge-envoy` 的 `ClusterIP:8000/user/health` 检查节点的健康状况时，是不是会轮询的访问到后端的的 `usersvc2` 的实例呢？
我们当初在 `edge-node` 的 `envoy.json` 中配置过 cluster 的，其中指定了 `lb_type` 为 `round_robin` 。
```json
"cluster_manager": {
"clusters": [
{
"name": "usersvc",
"connect_timeout_ms": 250,
"type": "strict_dns",
"service_name": "usersvc",
"lb_type": "round_robin",
"features": "http2",
"hosts": [
{
"url": "tcp://usersvc:80"
}
]
}
]
}
```
而且该 `serivce_name` 也可以被 DNS 正确解析。
```bash
root@usersvc-55b6857d44-gcg5c:/application# nslookup usersvc
Server: 10.254.0.2
Address: 10.254.0.2#53
Name: usersvc.envoy-tutorial.svc.cluster.local
Address: 10.254.123.166
```
**答案是否定的。**
虽然通过 DNS 可以正确的解析出 serivce 的 ClusterIP，但是负载均衡不再通过 kube-proxy 实现，所以不论我们访问多少次 `edge-envoy` 永远只能访问到一个固定的后端 `usersvc`。
## 服务发现服务 - SDS
Kubernetes 中的 DNS 可以发现所有 serivce 的 ClusterIP，但是 DNS 中不包括所有 endpoint 地址，我们需要一个 SDS（服务发现服务）来发现服务的所有的 endpoint，我们将修改 `lb_type`，使用 `sds` 替代 `strict_dns`。
执行下面的命令部署 SDS。
fix typo
2018-05-25 14:21:04 +08:00
```bash
add envoy mesh in kubernetes tutorial
2018-04-28 20:26:12 +08:00
kubectl apply -f usersvc-sds
```
因为在添加了 SDS 之后需要修改 `edge-envoy` 中的 `envoy.josn` 配置，在 `clusters` 字段中增加 `sds` 信息，我们将所有的配置都写好了，重新打包成了镜像，我们需要先删除之前部署的 `edge-envoy`。
```bash
kubectl delete -f edge-envoy
```
部署新的 `edge-envoy2`。
```bash
kubectl apply -f edge-envoy2
```
连续访问 `usersvc` 12 次看看输出结果如何。
```bash
URL=http://172.17.8.101:30800/user/alice
for i in `seq 1 12`;do curl -s $URL|grep "resolvedname"|tr -d " "|tr -d ","|tr -d '"';done
```
我们可以看到类似如下的输出：
```ini
resolvedname:172.33.71.2
resolvedname:172.33.88.2
resolvedname:172.33.10.2
resolvedname:172.33.71.2
resolvedname:172.33.88.2
resolvedname:172.33.10.2
resolvedname:172.33.71.2
resolvedname:172.33.88.2
resolvedname:172.33.10.2
resolvedname:172.33.71.2
resolvedname:172.33.88.2
resolvedname:172.33.10.2
```
再查看下 `usersvc` 服务的所有 pod 的 IP 地址。
```bash
$ kubectl get pod -l service=usersvc -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
usersvc-55b6857d44-mkfpv 1/1 Running 0 9m 172.33.88.2 node1
usersvc-55b6857d44-q98jg 1/1 Running 0 9m 172.33.71.2 node2
usersvc-55b6857d44-s2znk 1/1 Running 0 9m 172.33.10.2 node3
```
我们看到 round-robin 负载均衡生效了。
## 参考
- [Part 2: Deploying Envoy with a Python Flask webapp and Kubernetes](https://www.datawire.io/envoyproxy/envoy-flask-kubernetes/)
- [envoy-steps](https://github.com/datawire/envoy-steps)
- [kubernetes-vagrant-centos-cluster](https://github.com/rootsongjc/kubernetes-vagrant-centos-cluster)
- [envoy-tutorial](https://github.com/rootsongjc/envoy-tutorial)