在 Kubernetes 下使用 Istio 实现流量控制和负载均衡

简介

在 Kubernetes 环境下，往往需要实现流量控制和负载均衡的功能。Istio 是一个开源的、用于微服务的服务网格框架，可以为微服务提供流量控制、安全设置、监控等一系列功能，同时也提供了负载均衡能力，可以支持 Kubernetes 集群中的服务发现和调用。

本文将详细介绍如何在 Kubernetes 上使用 Istio 实现流量控制和负载均衡的功能，包括详细的指导以及示例代码。

安装 Istio

在 Kubernetes 中安装 Istio，需要使用 istioctl 工具或者 Helm Chart 进行安装。其中，istioctl 工具是 Istio 官方提供的安装工具，可以更加精细地控制 Istio 的配置，而 Helm Chart 则可以更方便地进行安装和管理。

这里我们以使用 istioctl 工具为例，具体步骤如下：

1. 下载 istioctl 工具并添加到 $PATH：

   $ curl -L https://istio.io/downloadIstio | sh -
   $ cd istio-1.10.0 # 进入下载的 Istio 目录
   $ export PATH=$PWD/bin:$PATH

2. 安装 Istio：

   $ istioctl install

3. 部署 Istio 组件：

   $ kubectl apply -f ./samples/addons

配置流量控制

使用 Istio 官方模板

Istio 提供了多种流量控制模板，可以根据实际情况选择适合自己的模板进行配置。这里我们以最常用的 Request Routing 模板为例，介绍如何实现流量控制。

1. 部署示例应用（使用 Bookinfo 应用为例）：

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

2. 部署 Request Routing 模板：

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

3. 配置 Ingress Gateway：

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

4. 查看 Istio 部署状态：

   $ istioctl analyze

自定义流量控制

除了使用官方提供的模板之外，我们还可以自定义流量控制规则。这里我们以使用 Istio VirtualService 和 DestinationRule 对 Bookinfo 应用进行流量控制为例。

1. 首先，我们需要确定要进行流量控制的服务名称。可以使用以下命令查看当前 Kubernetes 集群中所有服务的名称：

   $ kubectl get svc

   在 Bookinfo 应用中，服务名称为 productpage。

2. 创建 VirtualService：

   // javascriptcn.com 代码示例
   apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
   kind: VirtualService
   metadata:
     name: productpage
   spec:
     hosts:
       - productpage
     http:
       - name: "productpage-v1"
         match:
           - uri:
               prefix: "/v1/"
         route:
           - destination:
               host: productpage
               subset: v1
       - name: "productpage-v2"
         match:
           - uri:
               prefix: "/v2/"
         route:
           - destination:
               host: productpage
               subset: v2
       - name: "productpage-v3"
         match:
           - uri:
               prefix: "/v3/"
         route:
           - destination:
               host: productpage
               subset: v3

   在上面的配置中，我们定义了三个不同版本的 productpage 服务，并使用了 uri 具体路径进行匹配。

3. 创建 DestinationRule：

   // javascriptcn.com 代码示例
   apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
   kind: DestinationRule
   metadata:
     name: productpage
   spec:
     host: productpage
     subsets:
       - name: v1
         labels:
           version: v1
       - name: v2
         labels:
           version: v2
       - name: v3
         labels:
           version: v3

   在上面的配置中，我们为每个版本的 productpage 服务定义了一个对应的子集。

4. 将 VirtualService 和 DestinationRule 部署到 Kubernetes 中：

   $ kubectl apply -f virtualservice.yaml
   $ kubectl apply -f destinationrule.yaml

5. 配置 Ingress Gateway：

   // javascriptcn.com 代码示例
   apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
   kind: Gateway
   metadata:
     name: bookinfo-gateway
   spec:
     selector:
       istio: ingressgateway
     servers:
       - port:
           number: 80
           name: http
           protocol: HTTP
         hosts:
           - "*"
         tls:
           httpsRedirect: true
         # 配置 VirtualService 服务，这里使用了 bookinfo 中的 productpage 服务
         routes:
           - destination:
               port:
                 number: 9080
               host: productpage

   在上面的配置中，我们将 Ingress Gateway 绑定到了 productpage 服务，并启用了 http 协议的路由。

6. 部署 Ingress Gateway：

   $ kubectl apply -f gateway.yaml

至此，我们已经成功配置了一套自定义的流量控制规则。

配置负载均衡

Istio 为 Kubernetes 集群中的服务提供了负载均衡的能力，可以自动识别服务的实例数量，并进行负载均衡的配置。

这里我们以使用 Istio 的 VirtualService 对 Bookinfo 应用进行负载均衡为例。

1. 编写 VirtualService：

   // javascriptcn.com 代码示例
   apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
   kind: VirtualService
   metadata:
     name: reviews
   spec:
     hosts:
       - reviews
     http:
       - name: "reviews-v1"
         route:
           - destination:
               host: reviews
               subset: v1
       - name: "reviews-v2"
         route:
           - destination:
               host: reviews
               subset: v2

   在上面的配置中，我们定义了两个不同版本的 reviews 服务。

2. 创建 DestinationRule：

   // javascriptcn.com 代码示例
   apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
   kind: DestinationRule
   metadata:
     name: reviews
   spec:
     host: reviews
     subsets:
       - name: v1
         labels:
           app: reviews
           version: v1
       - name: v2
         labels:
           app: reviews
           version: v2

   在上面的配置中，我们为每个版本的 reviews 服务定义了一个对应的子集。

3. 查看 Istio 部署状态：

   $ istioctl analyze

4. 部署应用：

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

5. 部署 VirtualService 和 DestinationRule：

   $ kubectl apply -f virtualservice.yaml
   $ kubectl apply -f destinationrule.yaml

6. 查看服务状态：

   $ kubectl get svc

7. 测试负载均衡：

   $ curl -I <reviews service IP>

   在上面的命令中，我们可以看到服务的 IP 地址，使用 curl 访问该地址即可测试负载均衡的效果。

至此，我们已经成功地使用 Istio 实现了 Kubernetes 集群中的流量控制和负载均衡的功能。

总结

使用 Istio 可以为 Kubernetes 集群中的应用提供流量控制和负载均衡的功能，同时也包括安全设置、监控等一系列能力。本文详细介绍了在 Kubernetes 上使用 Istio 实现流量控制和负载均衡的过程，并提供了详细的指导和示例代码。

在实际应用中，需要根据不同的场景选择合适的 Istio 模板和配置方式，以满足自己的需求。

来源：JavaScript中文网 ，转载请注明来源 本文地址：https://www.javascriptcn.com/post/652ca4bb7d4982a6ebe48b32