《实战 Istio入门与实战》—1 服务网格与Istio

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华章计算机 发表于 2019/06/20 14:58:47 2019/06/20
【摘要】 本节书摘来自华章计算机《实战 Istio入门与实战》一文中的第1章,第1.1.1节,作者是毛广献。

第1章

服务网格与Istio

       本章介绍服务网格的由来,以及服务网格给服务开发部署带来什么样的变化,并介绍一个成熟的开源服务网格实现—Istio,这也是本书主要学习的服务网格。通过本章,我们可以了解Istio的架构设计,了解Istio实现了哪些服务网格功能,从而为后面的学习和实验打下基础。

1.1 服务网格简介

       服务网格出现的大环境如下:

       容器技术的广泛应用。由于Docker的出现,容器技术得到更广泛的认可和应用,各种服务于容器的工具如雨后春笋般涌现,出现了众多容器部署、容器集群、容器编排等平台,例如Swarm、Mesos、Kubernetes。由于容器具备轻量级、启动速度快、性能损失小、扩容缩容快、开发与生产环境统一等特性,越来越多的公司开始尝试使用容器来部署服务,容器技术的飞速发展也大大加速了微服务的应用。

       微服务的快速流行。随着近几年云计算的飞速发展,公有云也越来越成熟,微服务架构模式在大公司的兴起,特别是在Netflix、亚马逊等公司的大规模实践,使得越来越多的公司开始尝试使用微服务架构来重构应用。当微服务的服务数量越来越大时,微服务间的服务通信也越来越重要,我们所看到的一个应用,有可能背后需要协调成百上千个微服务来处理用户的请求。随着服务数和服务实例数的不断增长,服务可能上线下线,服务实例也可能出现上线下线和宕机的情况,服务之间的通信变得异常复杂,每个服务都需要自己处理复杂的服务间通信。

       目前微服务架构中的痛点。面对复杂的服务间通信问题,一般的解决方案是为服务开发统一的服务框架,所有服务依赖于服务框架开发,所有服务间通信、服务注册、服务路由等功能都由底层服务框架来实现,这样做固然可以在某种程度上解决服务间通信的问题,但是由于底层服务框架的限制,业务人员可能无法基于实际情况选择合适的技术栈;由于所有服务都依赖于底层的服务框架代码库,当框架代码需要更新时,业务开发人员可能并不能立即更新服务框架,导致服务框架整体升级困难。后来Netflix开源了自己的微服务间通信组件,之后被Spring Cloud集成到了一起,组成了Java语言的通用微服务技术栈,而其他编程语言可能并没有如此强大功能的开源组件,只能继续饱受微服务间通信的各种痛。

       基于以上服务间通信出现的问题,有人开始思考:能不能把服务间的复杂通信分层并下沉到基础设施层,让应用无感知呢?答案是肯定的。于是服务网格开始渐渐浮出水面,越来越多的人看到了服务网格的价值,尝试把服务网格应用于微服务实践中。

1.1.1 服务网格的概念与特点

       服务网格(service mesh)这个概念来源于Buoyant公司的CEO Willian Morgan的文章“What’s a service mesh?And why do I need one?”。服务网格是一个专注于处理服务间通信的基础设施层,它负责在现代云原生应用组成的复杂服务拓扑中可靠地传递请求。在实践中,服务网格通常是一组随着应用代码部署的轻量级网络代理,而应用不用感知它的存在。

服务网格的特点如下:

       轻量级的网络代理。

       应用无感知。

       应用之间的流量由服务网格接管。

       把服务间调用可能出现的超时、重试、监控、追踪等工作下沉到服务网格层处理。

       服务网格的原理大致如图1-1所示,深色部分代表应用,浅灰色部分代表服务网格中轻量级的网络代理,代理之间可以相互通信,而应用之间的通信完全         由代理来进行。如果只看代理部分,可以看到一个网状结构,服务网格由此得名。

       服务网格一般由数据平面(data plane)和控制平面(control plane)组成,数据平面负责在服务中部署一个称为“边车”(sidecar)的请求代理,控制平面负责请求代理之间的交互,以及用户与请求代理的交互。服务网格的基本架构如图1-2所示。

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图1-1 服务网格原理(图片来源:Pattern:Service Mesh)

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图1-2 服务网格架构(图片来源:Pattern:Service Mesh)


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