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Istio 中 sidecar 的注入及示例

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我们知道 Istio 通过向 Pod 中注入一个 sidecar 容器来将 Pod 纳入到 Istio service mesh 中的，那么这些 sidecar 容器的注入遵循什么样的规范，需要给每个 Pod 增加哪些配置信息才能纳入 Istio service mesh 中呢？这篇文章将给您答案。

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Pod Spec 中需满足的条件

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为了成为 Service Mesh 中的一部分，kubernetes 集群中的每个 Pod 都必须满足如下条件，这些规范不是由 Istio 自动注入的，而需要 生成 kubernetes 应用部署的 YAML 文件时需要遵守的：

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  1. Service 关联：每个 pod 都必须只属于某一个 Kubernetes Service （当前不支持一个 pod 同时属于多个 service）。
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  2. 命名的端口：Service 的端口必须命名。端口的名字必须遵循如下格式 <protocol>[-<suffix>]，可以是 http、http2、 grpc、 mongo、 或者 redis 作为 <protocol> ，这样才能使用 Istio 的路由功能。例如 name: http2-foo 和 name: http 都是有效的端口名称，而 name: http2foo 不是。如果端口的名称是不可识别的前缀或者未命名，那么该端口上的流量就会作为普通的 TCP 流量来处理（除非使用 Protocol: UDP 明确声明使用 UDP 端口）。
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  3. 带有 app label 的 Deployment：我们建议 kubernetes 的Deploymenet 资源的配置文件中为 Pod 明确指定 applabel。每个 Deployment 的配置中都需要有个与其他 Deployment 不同的含有意义的 app label。app label 用于在分布式追踪中添加上下文信息。
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  4. Mesh 中的每个 pod 里都有一个 Sidecar：最后，Mesh 中的每个 pod 都必须运行与 Istio 兼容的 sidecar。以下部分介绍了将 sidecar 注入到 pod 中的两种方法：使用istioctl 命令行工具手动注入，或者使用 Istio Initializer 自动注入。注意 sidecar 不涉及到流量，因为它们与容器位于同一个 pod 中。
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将普通应用添加到 Istio service mesh 中

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Istio官方的示例Bookinfo中并没有讲解如何将服务集成 Istio，只给出了 YAML 配置文件，而其中需要注意哪些地方都没有说明，假如我们自己部署的服务如何使用 Istio 呢？现在我们有如下两个普通应用（代码在 GitHub 上），它们都不具备微服务的高级特性，比如限流和熔断等，通过将它们部署到 kubernetes 并使用 Istio 来管理：

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这两个应用的 YAML 配置如下，其中包含了 Istio ingress 配置，并且符合 Istio 对 Pod 的 spec 配置所指定的规范。

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k8s-app-monitor-istio-all-in-one.yaml文件

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apiVersion: extensions/v1beta1
+kind: Deployment
+metadata:
+  annotations:
+    kompose.cmd: kompose convert -f docker-compose.yaml
+    kompose.version: 1.10.0 ()
+  creationTimestamp: null
+  labels:
+    app: k8s-app-monitor-agent
+  name: k8s-app-monitor-agent
+spec:
+  replicas: 1
+  template:
+    metadata:
+      creationTimestamp: null
+      labels:
+        app: k8s-app-monitor-agent
+    spec:
+      containers:
+      - env:
+        - name: SERVICE_NAME
+          value: k8s-app-monitor-test
+        image: jimmysong/k8s-app-monitor-agent:749f547
+        name: monitor-agent
+        ports:
+        - containerPort: 8888
+      restartPolicy: Always
+---
+apiVersion: v1
+kind: Service
+metadata:
+  annotations:
+    kompose.cmd: kompose convert -f docker-compose.yaml
+    kompose.version: 1.10.0 ()
+  creationTimestamp: null
+  labels:
+    app: k8s-app-monitor-agent
+  name: k8s-app-monitor-agent
+spec:
+  ports:
+  - name: "http"
+    port: 8888
+    targetPort: 8888
+  selector:
+    app: k8s-app-monitor-agent
+---
+apiVersion: extensions/v1beta1
+kind: Deployment
+metadata:
+  annotations:
+    kompose.cmd: kompose convert -f docker-compose.yaml
+    kompose.version: 1.10.0 ()
+  creationTimestamp: null
+  labels:
+    app: k8s-app-monitor-test
+  name: k8s-app-monitor-test
+spec:
+  replicas: 1
+  template:
+    metadata:
+      creationTimestamp: null
+      labels:
+        app: k8s-app-monitor-test
+    spec:
+      containers:
+      - image: jimmysong/k8s-app-monitor-test:9c935dd
+        name: monitor-test
+        ports:
+        - containerPort: 3000
+      restartPolicy: Always
+---
+apiVersion: v1
+kind: Service
+metadata:
+  annotations:
+    kompose.cmd: kompose convert -f docker-compose.yaml
+    kompose.version: 1.10.0 ()
+  creationTimestamp: null
+  labels:
+    app: k8s-app-monitor-test
+  name: k8s-app-monitor-test
+spec:
+  ports:
+  - name: "http"
+    port: 3000
+    targetPort: 3000
+  selector:
+    app: k8s-app-monitor-test
+---
+## Istio ingress
+apiVersion: extensions/v1beta1
+kind: Ingress
+metadata:
+  name: k8s-app-monitor-agent-ingress
+  annotations:
+    kubernetes.io/ingress.class: "istio"
+spec:
+  rules:
+  - http:
+      paths:
+      - path: /k8s-app-monitor-agent
+        backend:
+          serviceName: k8s-app-monitor-agent
+          servicePort: 8888
+
+

其中有两点配置需要注意。

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    +
  • Deployment 和 Service 中的 label 名字必须包含 app，zipkin 中的 tracing 需要使用到这个标签才能追踪
    • +
  • Service 中的 ports 配置和必须包含一个名为 http 的 port，这样在 Istio ingress 中才能暴露该服务
    • +
+

注意：该 YAML 文件中 annotations 是因为我们一开始使用 docker-compose 部署在本地开发测试，后来再使用 kompose 将其转换为 kubernetes 可识别的 YAML 文件。

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然后执行下面的命令就可以基于以上的 YAML 文件注入 sidecar 配置并部署到 kubernetes 集群中。

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kubectl apply -n default -f <(istioctl kube-inject -f manifests/istio/k8s-app-monitor-istio-all-in-one.yaml)
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如何在本地启动 kubernetes 集群进行测试可以参考 kubernetes-vagrant-centos-cluster 中的说明。

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Sidecar 注入说明

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手动注入需要修改控制器的配置文件，如 deployment。通过修改 deployment 文件中的 pod 模板规范可实现该deployment 下创建的所有 pod 都注入 sidecar。添加/更新/删除 sidecar 需要修改整个 deployment。

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自动注入会在 pod 创建的时候注入 sidecar，无需更改控制器资源。Sidecar 可通过以下方式更新：

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    +
  • 选择性地手动删除 pod
    • +
  • 系统得进行 deployment 滚动更新
    • +
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手动或者自动注入都使用同样的模板配置。自动注入会从 istio-system 命名空间下获取 istio-inject 的 ConfigMap。手动注入可以通过本地文件或者 Configmap 。

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参考

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