Istio 庖丁解牛一：组件概览

阅读原文时间：2024年05月22日阅读：3

作者: 钟华，腾讯云容器团队高级工程师，热衷于容器、微服务、service mesh、istio、devops 等领域技术。

Istio 作为 Service Mesh 领域的集大成者, 提供了流控, 安全, 遥测等模型, 其功能复杂, 模块众多, 有较高的学习和使用门槛, 本文会对istio 1.1 的各组件进行分析, 希望能帮助读者了解istio各组件的职责、以及相互的协作关系.

1. istio 组件构成

以下是istio 1.1 官方架构图:

虽然Istio 支持多个平台, 但将其与 Kubernetes 结合使用，其优势会更大, Istio 对Kubernetes 平台支持也是最完善的, 本文将基于Istio + Kubernetes 进行展开.

如果安装了grafana, prometheus, kiali, jaeger等组件的情况下, 一个完整的控制面组件包括以下pod:

% kubectl -n istio-system get pod
NAME                                          READY     STATUS 
grafana-5f54556df5-s4xr4                      1/1       Running
istio-citadel-775c6cfd6b-8h5gt                1/1       Running
istio-galley-675d75c954-kjcsg                 1/1       Running
istio-ingressgateway-6f7b477cdd-d8zpv         1/1       Running
istio-pilot-7dfdb48fd8-92xgt                  2/2       Running
istio-policy-544967d75b-p6qkk                 2/2       Running
istio-sidecar-injector-5f7894f54f-w7f9v       1/1       Running
istio-telemetry-777876dc5d-msclx              2/2       Running
istio-tracing-5fbc94c494-558fp                1/1       Running
kiali-7c6f4c9874-vzb4t                        1/1       Running
prometheus-66b7689b97-w9glt                   1/1       Running

将istio系统组件细化到进程级别, 大概是这个样子:

查看高清原图

Service Mesh 的Sidecar 模式要求对数据面的用户Pod进行代理的注入, 注入的代理容器会去处理服务治理领域的各种「脏活累活」, 使得用户容器可以专心处理业务逻辑.

从上图可以看出, Istio 控制面本身就是一个复杂的微服务系统, 该系统包含多个组件Pod, 每个组件各司其职, 既有单容器Pod, 也有多容器Pod, 既有单进程容器, 也有多进程容器, 每个组件会调用不同的命令, 各组件之间会通过RPC进行写作, 共同完成对数据面用户服务的管控.

2. Istio 源码, 镜像和命令

Isito 项目代码主要由以下2个git 仓库组成:

仓库地址

语言

模块

https://github.com/istio/istio

包含istio控制面的大部分组件: pilot, mixer, citadel, galley, sidecar-injector等,

https://github.com/istio/proxy

C++

包含 istio 使用的边车代理, 这个边车代理包含envoy和mixer client两块功能

2.1 istio/istio

https://github.com/istio/istio 包含的主要的镜像和命令:

容器名

镜像名

启动命令

源码入口

Istio_init

istio/proxy_init

istio-iptables.sh

istio/tools/deb/istio-iptables.sh

istio-proxy

istio/proxyv2

pilot-agent

istio/pilot/cmd/pilot-agent

sidecar-injector-webhook

istio/sidecar_injector

sidecar-injector

istio/pilot/cmd/sidecar-injector

discovery

istio/pilot

pilot-discovery

istio/pilot/cmd/pilot-discovery

galley

istio/galley

galley

istio/galley/cmd/galley

mixer

istio/mixer

mixs

istio/mixer/cmd/mixs

citadel

istio/citadel

istio_ca

istio/security/cmd/istio_ca

另外还有2个命令不在上图中使用:

命令

源码入口

作用

mixc

istio/mixer/cmd/mixc

用于和Mixer server 交互的客户端

node_agent

istio/security/cmd/node_agent

用于node上安装安全代理, 这在Mesh Expansion特性中会用到, 即k8s和vm打通.

2.2 istio/proxy

https://github.com/istio/proxy 该项目本身不会产出镜像, 它可以编译出一个name = "Envoy"的二进制程序, 该二进制程序会被ADD到istio的边车容器镜像istio/proxyv2中.

istio proxy 项目使用的编译方式是Google出品的bazel, bazel可以直接在编译中引入第三方库，加载第三方源码.

这个项目包含了对Envoy源码的引用，还在此基础上进行了扩展，这些扩展是通过Envoy filter（过滤器）的形式来提供，这样做的目的是让边车代理将策略执行决策委托给Mixer，因此可以理解istio proxy 这个项目有2大功能模块:

Envoy: 使用到Envoy的全部功能
mixer client: 测量和遥测相关的客户端实现, 基于Envoy做扩展，通过RPC和Mixer server 进行交互, 实现策略管控和遥测

后续我将对以上各个模块、命令以及它们之间的协作进行探究.

3. Istio Pod 概述

3.1 数据面用户Pod

数据面用户Pod注入的内容包括:

initContainer istio-init: 通过配置iptables来劫持Pod中的流量, 转发给envoy
sidecar container istio-proxy: 包含2个进程, 父进程pliot-agent 初始化并管控envoy, 子进程envoy除了包含原生envoy的功能外, 还加入了mixer client的逻辑.

主要端口: