Istio安裝: 在Kubernetes集群中使用Istio進行服務網格化管理的完整指南

一、Istio簡介

Istio是一個由Google、IBM和Lyft聯合開發的開源項目，旨在解決微服務架構中的一系列問題，包括：服務間通信、服務監控和觀察、流量管理等等。基於Envoy代理實現，通過一系列組件來構建服務網格，提供對微服務的全面治理。

相比於傳統的三層網關，包括L7負載均衡，故障恢復和A/B測試等功能，Istio提供了微服務級別的流量管理和安全性，包括流量路由、請求重試、流量限制和端到端的安全性等。此外，它還可以通過自動追蹤服務間的調用關係、性能指標和日誌信息等來幫助跟蹤問題和分析瓶頸。

二、部署Istio

1. 配置Istio CLI

在開始部署Istio之前，需要安裝Istio CLI。可以通過以下命令來下載最新的Istio版本：

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

其中TARGET_ARCH應該更具系統架構設置；ISTIO_VERSION應根據版本號進行更改。

接下來，將Istio CLI添加到PATH路徑中：

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

“X.X.X”應該替換為您下載的Istio版本號。

2. 安裝Istio

可以使用helm或kubectl安裝Istio。此處以helm為例。執行以下命令來部署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，可以使用以下命令來確保所有Istio組件都已成功安裝：

kubectl get pods -n istio-system

應該看到類似如下的輸出：

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

這表明Istio已經成功地部署在Kubernetes集群上了。

三、應用Istio進行服務管理和治理

1. 部署示例應用

為了演示Istio的功能，可以部署一個示例應用，並使用Istio進行流量管理和安全性控制。

首先，將示例應用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，可以通過以下命令來確保所有的服務和Pod都已經成功運行：

kubectl get pods

2. 配置Istio網關

在使用Istio進行流量管理之前，需要在Kubernetes中配置一個網關。可以使用以下命令來創建一個Istio網關：

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

該命令將配置一個Istio網關，使得可以通過其訪問Bookinfo應用程序。

3. 流量路由和負載平衡

為了了解Istio的流量管理功能，可以使用以下命令來確保Istio代理已經注入到所有服務中：

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

可以看到所有服務的Pod都已經成功注入了Istio代理。

下一步，可以使用如下命令來將所有流量路由到v1版本的reviews服務：

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

現在，所有流量都將進入v1版本的reviews服務。可以使用以下命令來驗證：

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

GATEWAY_URL應該替換為Istio網關的URL。

如果一切正常，應該看到輸出為200的HTTP狀態碼。

接下來，可以使用以下命令來將50%的流量路由到v2版本的reviews服務，50%的流量路由到v3版本的reviews服務：

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

現在，可以多次訪問Productpage，觀察各版本的Reviews服務是否被正確調用。

4. 流量限制和請求重試

為了了解Istio的流量限制和請求重試功能，可以使用以下命令來配置：

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

該YAML文件配置了限制某個服務的QPS，以及在注入請求延遲和重試。

5. 安全性控制

除了流量管理功能外，Istio還提供了端到端的安全性控制。使用以下命令，可以啟用Istio的MTLS功能，以允許僅強制要求來自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

該命令將啟用Istio的MTLS功能，並添加了用於證書管理的Kubernetes Secret。

總結

以上就是使用Istio進行服務網格化管理的完整指南。Istio提供了豐富的功能，包括流量管理、日誌跟蹤和端到端的安全控制等，幫助企業更好地管理微服務架構。