Istio安装: 在Kubernetes集群中使用Istio进行服务网格化管理的完整指南

一、Istio简介

Istio是一个由Google、IBM和Lyft联合开发的开源项目，旨在解决微服务架构中的一系列问题，包括：服务间通信、服务监控和观察、流量管理等等。基于Envoy代理实现，通过一系列组件来构建服务网格，提供对微服务的全面治理。

相比于传统的三层网关，包括L7负载均衡，故障恢复和A/B测试等功能，Istio提供了微服务级别的流量管理和安全性，包括流量路由、请求重试、流量限制和端到端的安全性等。此外，它还可以通过自动追踪服务间的调用关系、性能指标和日志信息等来帮助跟踪问题和分析瓶颈。

二、部署Istio

1. 配置Istio CLI

在开始部署Istio之前，需要安装Istio CLI。可以通过以下命令来下载最新的Istio版本：

curl -L https://istio.io/downloadIstio | ISTIO_VERSION=1.10.3 TARGET_ARCH=x86_64 sh -

其中TARGET_ARCH应该更具系统架构设置；ISTIO_VERSION应根据版本号进行更改。

接下来，将Istio CLI添加到PATH路径中：

cd istio-X.X.X/bin
export PATH=$PWD:$PATH

“X.X.X”应该替换为您下载的Istio版本号。

2. 安装Istio

可以使用helm或kubectl安装Istio。此处以helm为例。执行以下命令来部署Istio：

helm repo add istio.io https://storage.googleapis.com/istio-release/releases/1.10.3/charts/
helm install istio-base istio.io/base -n istio-system
helm install istiod istio.io/istio -n istio-system

稍等片刻，可以使用以下命令来确保所有Istio组件都已成功安装：

kubectl get pods -n istio-system

应该看到类似如下的输出：

NAME                                      READY   STATUS      RESTARTS   AGE
istio-ingressgateway-6fb7454f96-ckjzs     1/1     Running     0          1m
istio-ingressgateway-6fb7454f96-s4lrv     1/1     Running     0          1m
istiod-784dc5b75-pxsqq                    1/1     Running     0          1m
prometheus-9f5d4cf84-tklfz                2/2     Running     0          1m

这表明Istio已经成功地部署在Kubernetes集群上了。

三、应用Istio进行服务管理和治理

1. 部署示例应用

为了演示Istio的功能，可以部署一个示例应用，并使用Istio进行流量管理和安全性控制。

首先，将示例应用Bookinfo部署到Kubernetes中，可以使用如下命令：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.10/samples/bookinfo/platform/kube/bookinfo.yaml

等待片刻，可以通过以下命令来确保所有的服务和Pod都已经成功运行：

kubectl get pods

2. 配置Istio网关

在使用Istio进行流量管理之前，需要在Kubernetes中配置一个网关。可以使用以下命令来创建一个Istio网关：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.10/samples/bookinfo/networking/bookinfo-gateway.yaml

该命令将配置一个Istio网关，使得可以通过其访问Bookinfo应用程序。

3. 流量路由和负载平衡

为了了解Istio的流量管理功能，可以使用以下命令来确保Istio代理已经注入到所有服务中：

kubectl get pods -n istio-system -l app=istio-sidecar-injector

可以看到所有服务的Pod都已经成功注入了Istio代理。

下一步，可以使用如下命令来将所有流量路由到v1版本的reviews服务：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.10/samples/bookinfo/networking/virtual-service-all-v1.yaml

现在，所有流量都将进入v1版本的reviews服务。可以使用以下命令来验证：

curl -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" "http://$GATEWAY_URL/productpage"

GATEWAY_URL应该替换为Istio网关的URL。

如果一切正常，应该看到输出为200的HTTP状态码。

接下来，可以使用以下命令来将50%的流量路由到v2版本的reviews服务，50%的流量路由到v3版本的reviews服务：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.10/samples/bookinfo/networking/virtual-service-reviews-50-v3.yaml

现在，可以多次访问Productpage，观察各版本的Reviews服务是否被正确调用。

4. 流量限制和请求重试

为了了解Istio的流量限制和请求重试功能，可以使用以下命令来配置：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.10/samples/bookinfo/networking/virtual-service-ratings-test-delay.yaml

该YAML文件配置了限制某个服务的QPS，以及在注入请求延迟和重试。

5. 安全性控制

除了流量管理功能外，Istio还提供了端到端的安全性控制。使用以下命令，可以启用Istio的MTLS功能，以允许仅强制要求来自Istio代理的加密通信：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.10/samples/bookinfo/security/bookinfo-tls.yaml

该命令将启用Istio的MTLS功能，并添加了用于证书管理的Kubernetes Secret。

总结

以上就是使用Istio进行服务网格化管理的完整指南。Istio提供了丰富的功能，包括流量管理、日志跟踪和端到端的安全控制等，帮助企业更好地管理微服务架构。

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