Istio学习笔记

术语服务网格（Service Mesh）用于描述微服务之间的网络，以及通过此网络进行的服务之间的交互。随着服务数量和复杂度的增加，服务网格将变的难以理解和管理。

对服务网格的需求包括：服务发现、负载均衡、故障恢复、指标和监控，以及A/B测试、金丝雀发布、限速、访问控制、端对端身份验证等。

使用云平台给DevOps团队带来了额外的约束，为了Portability开发人员通常需要使用微服务架构，运维人员则需要管理非常多数量的服务。Istio能够连接、保护、控制、观察这些微服务。

Istio是运行于分布式应用程序之上的透明（无代码入侵）服务网格，它同时也是一个平台，提供集成到其它日志、监控、策略系统的接口。

Istio的实现原理是，为每个微服务部署一个Sidecar，代理微服务之间的所有网络通信。在此基础上你可以通过Istio的控制平面实现：

1. 针对HTTP、gRPC、WebSocket、TCP流量的负载均衡
2. 细粒度的流量控制行为，包括路由、重试、故障转移、故障注入（fault injection）
3. 可拔插的策略层+配置API，实现访问控制、限速、配额
4. 自动收集指标、日志，跟踪集群内所有流量，包括Ingress/Egress
5. 基于强身份认证和授权来保护服务之间的通信

使用Istio你可以很容易的通过配置，对流量和API调用进行控制。服务级别的可配置属性包括断路器（circuit breakers）、超时、重试。

Istio支持基于流量百分比切分的A/B测试、金丝雀滚动发布、分阶段滚动发布。

可以提供安全信道，管理身份验证和授权，加密通信流量。

联用K8S的网络策略可以获得更多益处，例如保护Pod-to-Pod之间的通信。

Istio强大的跟踪、监控、日志能力，让服务网格内部结构更容易观察 —— 一个服务的性能对上下游的影响可以直观的展现在仪表盘上。

Istio的Mixer组件——通用的策略和监控（Telemetry）中心（Hub）——负责策略控制、指标收集。Mixer提供后端基础设施（例如K8S）的隔离层，Istio的其它部分不需要关注后端细节。

Istio当前支持：

1. Kubernetes上的Service
2. 通过Consul注册的服务
3. 在独立虚拟机上运行的服务

从整体上看，Istio的服务网格由数据平面、控制平面两部分组成：

1. 数据平面由一系列作为Sidecar部署的智能代理（Envoy）构成。这些代理联合Mixer，中继、控制所有微服务之间的网络通信。需要注意，还有一些Envoy是独立部署（而非Sidecar）的，用来实现K8S Ingress控制器、Istio的Ingress/Egress网关
2. 控制平面负责管理、配置智能代理，实现流量路由；配置Citadel实现TLS证书管理；配置Mixers来应用策略、收集指标

架构图：

Istio使用一个扩展过的Envoy版本。Envoy是基于C++开发的高性能代理，Istio使用它的以下特性：

1. 动态服务发现
2. 负载均衡
3. TLS termination —— 可将后端的HTTP服务包装为HTTPS
4. HTTP/2和gRPC代理
5. 断路器
6. 健康检查
7. 分阶段（基于流量百分比）发布
8. 故障注入
9. 丰富的监控指标

一般情况下Envoy在和目标服务的相同Pod中，以Sidecar形式部署。少量的Istio组件的主进程就是Envoy，包括Ingress控制器、Ingress/Egress网关。

一个平台无关的组件：

1. 为服务网格应用访问控制策略
2. 从Envoy和其它服务中收集指标
3. Envoy收集的请求级别的属性，被发送到Mixer进行分析

Mixer提供了一个灵活的插件模型，让Istio能够灵活的和多种宿主机环境、基础设施后端进行对接。

该组件是Istio的控制器，它会监控各种规则、策略（通常存储在K8S中），一旦配置文件发生变化，就会提取、处理，并同步给Envoy：

1. 为Envoy提供服务发现
2. 为智能路由（AB测试、金丝雀部署……）提供流量管理能力
3. 提供弹性（Resiliency）——超时、重试、断路器等
4. 分发身份验证策略给Envoy

Pilot将高级别的路由规则转换为Envoy理解的配置信息，并在运行时将这些配置传播到Sidecars。

Pilot将平台相关的服务发现机制抽象为标准的（Envoy data plane API，xDS）格式，这让Istio可以在K8S、Consul、Nomad等多种环境下运行。

负责证书、密钥的管理。提供服务-服务之间、或者针对终端用户的身份验证功能，可以加密服务网格中的流量。

部署服务网格带来了额外的性能损耗，下面是Istio组件的推荐资源配置：

1. 对于启用了访问日志（默认启用）的Sidecar，每1000请求/s可以配备1个vCPU，如果没有启用访问日志则配备0.5个vCPU
2. 节点上的Fluentd是资源消耗大户，它会捕获并上报日志，如果不关心可以排除Sidecar日志不上报
3. 在大部分情况下，Mixer Check有超过80%的缓存命中率，在此前提下，可以为Mixer的Pod每1000请求/s配备0.5个vCPU
4. 由于在通信两端都引入了Sidecar代理、并且需要上报Mixer，大概会引入10ms的延迟

任何控制平面组件都支持多实例部署，在K8S中可以考虑配置HPA。

考虑将Mixer的check、report功能分开部署。当前官方Chart已经分开，分别对应istio-policy、istio-telemetry两个Deployment。

术语	说明
Service	一个应用程序“行为单元”，它对应服务注册表（例如K8S的集群服务DNS）中的唯一的名称 服务具有0-N个网络端点（Endpoint），这些端点可以是Pod、容器、虚拟机
Service versions	也叫subsets，这是持续部署（CD）中的概念 在持续部署时，网格中可能运行着某个微服务的多种变体，这些变体的二进制代码不同，但是API版本不一定不同。这些变体代表了对某个服务的迭代性的改变，部署在不同的环境中
Source	访问当前服务的下游（downstream）客户端
Host	客户端连接到服务器时所使用的DNS名称
Destination	表示一个可寻址的服务，请求/连接在经过路由处理后，将发送到Destination

1. 进一步完善istiod（单体化）
2. 可观察性增强：更多配置项、对追踪采样率的控制、更新的Grafana仪表盘
3. 更好的虚拟机支持（未来将更进一步强化）：WorkloadEntry资源让非K8S工作负载成为Istio的一等公民，物理机或者虚拟机和Pod现在处于同一级别。你可以定义同时由Pod和物理机Back的服务。这让逐步迁移到K8S提供便利

1.5版本的最大变化是，控制平面的大部分组件（pilot、citadel、sidecar-injector）合并到名为istiod的单体应用中，现在istiod负责：

1. 配置处理和推送
2. 证书分发
3. Sidecar注入

以下组件被移除：

1. SDS的node-agent（合并到Pilot Agent）

Mixer被废弃，但是仍然可以使用。

新版本HTTP遥测基于Envoy过滤器Stats filter实现，可以节省50%的CPU用量。

1. 提升了 ServiceEntry 的性能。
2. 修复了 readiness 探针不一致问题
3. 通过定向局部更新的方式改善了配置更新的性能
4. 添加了为 host 设置所在负载均衡器设置的选项
5. 修复了 Pod 崩溃会触发过度配置推送的问题
6. 添加了使用 Istio CNI 时对 iptables 的探测
7. 添加了 consecutive_5xx 和 gateway_errors 作为离群值探测选项。
8. 提升了 EnvoyFilter 匹配性能
9. 添加了对 HTTP_PROXY 协议的支持
10. 改进了 iptables 设置，默认使用 iptables-restore
11. 默认开启自动协议探测

1. 添加 Beta 认证 API。新 API 分为 PeerAuthentication 和 RequestAuthenticaiton，面向工作负载
2. 添加认证策略，支持 deny 操作和语义排除
3. Beta 版本默认开启自动 mTLS
4. 稳定版添加 SDS
5. Node agent 和 Pilot agent 合并，移除了 Pod 安全策略的需要，提升了安全性
6. 合并 Citadel 证书发放功能到 Pilot
7. 支持 Kubernetes first-party-jwt 作为集群中 CSR 认证的备用 token
8. 通过 Istio Agent 向 Prometheus 提供密钥和证书
9. 支持 Citadel 提供证书给控制平面

1. 为 v2 版本的遥测添加 TCP 协议支持
2. 在指标和日志中支持添加 gRPC 响应状态码
3. 改进 v2 遥测流程的稳定性
4. 为 v2 遥测的可配置性提供 alpha 级别的支持
5. 支持在 Envoy 节点的元数据中添加 AWS 平台的元数据
6. 更新了 Mixer 的 Stackdriver 适配器，以支持可配置的刷新间隔来跟踪数据
7. 支持对 Jaeger 插件的 headless 收集服务
8. 修复了 kubernetesenv 适配器以提供对名字中有.的 Pod 的支持
9. 改进了 Fluentd 适配器，在导出的时间戳中提供毫秒级输出

仍然以用户体验改进为主，简化配置难度。

可以简化安装、Mesh的操控，并很大程度上改善性能。

istio-proxy内部生成HTTP指标的特性，从试验升级为Alpha。

istio-proxy内部生成TCP指标（试验）

不需要配置DestinationRule即可自动启用。

该版本主要专注于用户体验的改善。

为了使用Istio的路由特性，服务端口名必须遵循特定的命名约定，来声明其使用的协议。

从1.3开始，出站流量的协议可以自动识别为TCP或HTTP，这意味着服务端口命名协定不再必须

现在大部分的安全策略（例如RBAC）已经直接在Envoy里面实现了。

istio-proxy现在可以直接向Prometheus发送数据，而不需要istio-telemetry来丰富、完善信息。

对于Envoy中的高级特性，Istio可能尚未提供对应API。你现在可以基于EnvoyFilter API来定制：

1. LDS返回的HTTP/TCP监听器，及其过滤器链
2. RDS返回的Envoy HTTP路由配置
3. CDS返回的上游集群

1. 添加注解 traffic.sidecar.istio.io/includeInboundPorts，不再强制要求服务在deployment的YAML中声明contrainerPort
2. 添加IPv6的试验性支持

1. 在多集群环境下，优化了基于位置的路由
2. 优化了ALLOW_ANY模式（即允许任何未知的出站流量，配置位于configmap istio中）下的出站流量策略。针对未知HTTP/HTTPS主机+已知端口的流量，会原样的转发
3. 支持设置针对上游服务的idle超时
4. 改进了NONE模式（不用iptables，不进行流量捕获）的Sidecar支持
5. 可以配置Sidecar的Envoy的DNS刷新率，防止DNS服务器过载

1. 扩展自签名Citadel根证书有效期为10年
2. 可以为Deployment添加PodSpec注解 sidecar.istio.io/rewriteAppHTTPProbers: "true"，来重写健康探针

1. 对Envoy统计信息生成的完全控制，基于注解控制
2. Prometheus生成的不包含在指标中

控制平面性能：Pilot的CPU、内存消耗受网格的配置变化情况、工作负载变化情况、连接到Pilot的代理数量的影响。增加Pilot的实例数来可以减少配置分发处理的时间，提高性能。网格中包含1000服务、2000工作负载、1000QPS的情况下，单个Pilot实例消耗1个vCPU和1.5GB内存。

数据平面性能：

1. CPU，代理在1000QPS下大概消耗0.6个vCPU
2. 内存，代理的内存消耗取决于它需要处理的配置数量，大量的Listener、Cluster、Route会增加内存使用。此外，代理在1000QPS下需要消耗50MB内存
3. 延迟，请求需要同时经过客户端/服务器的sidecar，在1000QPS下P99大概是10ms级别。启用策略检查（Check）会额外增加延迟。L4过滤器的逻辑比较简单，因此TCP流量不会引入显著延迟

1. CRD从Istio的Chart中独立出来，放入istio-init这个Chart。这避免了升级Istio而丢失CR数据
2. 添加几个安装配置Profile，这些配置提供了常用的安装模式，简化了Istio的安装过程
3. 增强了多集群集成

1. 新的资源类型Sidecar。用于对工作负载的边车代理进行细粒度的控制，特别是可以限制边车能够向哪些服务发送流量。此资源可以减少需要计算和传输给边车代理的配置信息，提升启动速度，减少资源消耗，提升控制平面可扩容性。在大型集群中，建议为每个命名空间提供一个Sidecar资源
2. 支持限制服务（ServiceEntry、VirtualService）的可见范围。exportTo可用于限制哪些命名空间能够访问本服务。除了在Istio CR上指定exportTo以外，你还可以在K8S的Service上使用networking.istio.io/exportTo注解
3. Gateway引用VirtualService时，可能存在歧义，因为不同命名空间可能定义具有相同hostname的VirtualService。在1.1版本中，你可以用namespace/hostname-match的形式来来设置hosts字段，以避免歧义。类似的在Sidecar中你也可以为egress配置为这种形式
4. 支持设置ServiceEntry的Locality，以及关联的SAN（用于mTLS）。现在使用HTTPS端口的ServiceEntry不再需要配套的VirtualService来工作
5. 位置感知路由（Locality-Aware Routing），优先路由到位于当前地理位置（Locality）的服务端点
6. 简化了多集群模式的安装、支持额外的部署模式。现在可以用Ingress网关连接多个集群，而不需要Pod级别的VPN。为了HA可以在各集群中部署控制平面，这种部署方式下位置感知路由自动开启。可以将命名空间扩展到多个集群，以创建全局命名空间
7. Istio的Ingress组件被废弃
8. 性能和可扩容性得到提升
9. 默认关闭访问日志

1. 健康检查探针，当启用mTLS的情况下，支持Kubernetes的Readiness/Liveness探针。当启用mTLS后，进入Envoy的HTTP探针请求会被拒绝，1.1能够自动进行HTTP探针的重写，将探针请求转发给pilot-agent，并由后者直接转发给工作负载，绕开Envoy的TLS认证
2. 集群RBAC配置，将RbacConfig资源替换为ClusterRbacConfig资源
3. 基于SDS的身份配置（Identity Provisioning ），不需要重启Envoy即可实现动态证书轮换，实现on-node的密钥生成增强了安全性
4. 在HTTP/gRPC的基础上，支持TCP服务的授权
5. 支持基于终端用户组的授权
6. Ingress网关控制器支持外部证书管理，新的控制器用于支持动态的加载、轮换外部证书
7. 定制PKI集成，支持Vault PKI，基于Vault CA签发证书

1. 策略检查默认关闭，主要是出于性能方面的考虑
2. 性能的增强：
   1. 极大的减少了Envoy默认生成的统计信息的收集
   2. 为Mixer工作负载添加了负载限制的功能
   3. 改善了Mixer和Envoy之间的交互协议
3. 适配器现在能够影响入站请求的头和路由
4. 进程外适配器，生产级可用，进程内适配器被废弃
5. 添加了默认的用于跟踪TCP连接的指标

在1.0版本Istio只提供了一种基于扁平网络的多集群方案：Istio控制平面部署在其中单个Kubernetes集群中。这种方案要求各集群的 Pod 地址范围不能重叠，且所有的 Kubernetes 控制平面API Server 互通。看上去就是物理上把多个Kubernetes并到一个Istio控制面下，在Istio看来是同一个网格。这种方案的网络要求苛刻，实际应用并不多。

1.1版本对多集群上做了非常多的增强，除了保留1.0扁平网络作为一种单控制面的方案外，还提出了另外两种方案供用户根据实际环境和需求灵活选择，这两种方案都不要求是扁平网络：

1. 多控制平面方案：在每个集群中安装完整的Istio控制平面，可以看成是一种松散的联邦，集群间服务在Gateway处联通即可。通过一个全局的DNS将跨集群的请求路由到另外一个集群里去。这种集群的访问是基于Istio的ServiceEntry和Gateway来实现的，配置较多且复杂，需用户自己维护
2. 一种集群感知（Split Horizon EDS）的单控制平面方案：Istio控制平面只在一个Kubernetes集群中安装，Istio控制平面仍然需要连接所有Kubernetes集群的K8S API Server。每个集群都有集群标识和网络标识。在服务间访问时，如果目标是本集群的负载，则类似单集群的方式直接转发；如果是其他集群的实例，则将流量转发到集群的入口网关上，再经过网关转发给实际负载

在1.1版本中添加了一个重要字段exportTo。用于控制VirtualService、DestinationRule和 ServiceEntry 跨Namespace的可见性。这样就可以控制一个Namespace下定义的资源是否可以被其他Namespace下的Envoy访问。

如果不设置exportTo则默认全局可见。目前exportTo仅仅支持两个取值：

"."，表示仅仅当前命名空间可以使用当前资源

"*"，表示任何命名空间都可以使用当前资源

如果服务对Pod不可见，则Istio不会为该Pod的Envoy生成Listener、Cluster等信息，因而可以减少内存消耗。

Sidecar是具有命名空间的资源。每个Sidecar应用到命名空间的一个和多个工作负载，工作负载的选择通过workloadSelector进行，如果不指定workloadSelector（每个命名空间只能有一个这样的Sidecar）则Sidecar应用到命名空间的所有（没有被其它带有workloadSelector的Sidecar匹配的）工作负载。

如果命名空间包含多个没有workloadSelector的Sidecar，或者多个Sidecar的workloadSelector匹配同一工作负载，则网格的行为是未定义的。

配置示例一，允许prod-us1命名空间的Pod发起针对prod-us1, prod-apis, istio-system命名空间的公共服务的egress流量：

配置示例二：

配置示例三，如果工作负载没有启用基于Iptables的流量劫持，则Sidecar资源是唯一的配置工作负载边车端口的途径：

字段captureMode指定流向监听器的流量如何被捕获（劫持），仅仅当监听器绑定到IP地址的情况下此字段才有意义：

取值	说明
DEFAULT	由环境定义的默认捕获模式
IPTABLES	基于Iptables重定向进行捕获
NONE	不进行流量捕获，当用在： egress监听器中时，应用程序被期望明确的和监听的端口/UDS进行直接通信 ingress监听器中时，必须保证工作负载的其它进程不会占用目标监听端口

Istio支持使用三元组：Region、Zone、Sub-zone来描述网格的地理位置，地理位置通常精确到某个数据中心。Istio能够使用此地理位置信息来对负载均衡池进行优先级控制。

在1.1版本中，基于地理位置的负载均衡仍然是试验特性，且默认关闭。设置环境变量PILOT_ENABLE_LOCALITY_LOAD_BALANCING到所有Pilot实例以开启此特性。

服务发现平台负责自动产生地理位置信息，在K8S中，Pod的地理位置基于它所在Node的知名标签来获取。在云环境下，Node的这些标签会自动设置，否则你需要手工设置Node标签。这些标签包括：

failure-domain.beta.kubernetes.io/region

failure-domain.beta.kubernetes.io/zone

注意，K8S没有sub-zone的概念。

基于地理位置的负载均衡，其默认模式是地理位置优先负载均衡（locality-prioritized load balancing ）。Istio会提示Envoy，尽可能将流量转发给和当前Enovy更近的目标工作负载实例。

另一种模式是地理位置权重负载均衡（Locality-weighted load balancing），直接指定不同地理位置负责提供服务的权重。

Istio的命令行配置工具，用于创建、查询、修改、删除Istio配置资源。

选项	说明
--context	使用的kubeconfig context，默认""
-i	Istio安装在的命名空间，默认istio-system
-c	使用的kubeconfig
--namespace	在哪个命名空间执行命令
--log_output_level	日志级别，格式为scope:level,scope:level...默认default:info scope取值：ads, default, model, rbac level取值：debug, info, warn, error, none

一组子命令，用于操控Istio的身份验证策略：

创建策略、规则：

获取策略、规则：

替换掉策略、规则：

删除策略、规则，命令格式：

示例：

注册一个服务实例（例如一个VM）到服务网格中：

注销虚拟服务实例，命令格式：

一组试验性命令，未来可能修改或删除。

子命令	说明
convert-ingress	尽最大努力的把Ingress资源转换为VirtualService，示例： Shell 1 2 kubectl -n devops get ingresses.extensions grafana --export -o yaml > /tmp/grafana.yaml istioctl experimental convert-ingress -f /tmp/grafana.yaml 输出的VirtualService总是以svc.cluster.local为集群DNS后缀，可能需要修改
metrics	打印一个或多个虚拟服务的统计指标，示例： Shell 1 2 3 4 5 6 7 # 列出所有虚拟服务 istioctl get virtualservice # 显示某个服务的指标 istioctl experimental metrics productpage #  工作负载名称  请求/秒       错误/秒     延迟百分比分布    WORKLOAD    TOTAL RPS    ERROR RPS  P50 LATENCY  P90 LATENCY  P99 LATENCY productpage        0.000        0.000           0s           0s           0s
rbac	检查是否有权限访问服务，格式： Shell 1 istioctl experimental rbac can METHOD SERVICE PATH [flags] 示例： Shell 1 2 3 4 # 用户alex是否有权访问rating服务的/v1/health路径 istioctl experimental rbac can -u alex GET rating /v1/health # 服务product-page是否有权以POST方法访问rating服务的dev版本的/data路径 istioctl experimental rbac can -s service=product-page POST rating /data -a version=dev
post-install	安装后相关操作： post-install webhook disable 禁用Webhook post-install webhook enable 启用Webhook post-install webhook status 查看Webhook状态
remove-from-mesh	将工作负载从Mesh中移除： remove-from-mesh deployment 移除此Deployment对应的Pod的Sidecar并重启 remove-from-mesh service 移除此服务对应的Pod的Sidecar并重启 remove-from-mesh external-service 移除ServiceEntry以及对应的K8S服务
upgrade	检查新版本并升级
wait	等待和Istio有关的资源Ready

手工的将Envoy Sidecar注入到K8S的工作负载的定义文件中。定义文件中包含多种不支持注入的资源是安全的：

一组命令，用于Dump出Envoy代理的各方面的配置：

子命令	说明
bootstrap	获取Envoy实例的Boostrap信息： Shell 1 istioctl proxy-config bootstrap <pod-name> [flags]
cluster	获取Envoy实例的集群配置信息
listener	获取Envoy实例的listener配置信息
route	获取Envoy实例的路由配置信息

本节不做更细致的描述，具体参考运维-Dump出Envoy配置一节。

查询从Pilot最后一次发送到各Envoy的xDS同步的状态：

分析配置文件并打印校验信息： istioctl analyze <file>... [flags]

示例：

访问Istio的Web UI。

生成、应用（到K8S）Istio资源的清单文件，或者显示Diff：

列出、Dump、Diff可用的Profile，这些Profile可以在manifest命令中引用：

这是Istio的负载测试工具。

子命令	说明
load	执行负载测试
server	启动GRPC ping/http服务
grpcping	启动GRPC客户端
report	启动用于查看报告的UI服务器
redirect	启动仅执行重定向的服务器
curl	简单的调试一个URL，显示响应的详细信息

选项	说明
-H value	添加额外的请求头
-abort-on int	如果遇到目标HTTP状态码，立即终止运行。例如503或-1，表示套接字错误
-allow-initial-errors	允许预热期间的错误，且不终止运行
-c int	连接/Goroutine/线程的并发数，默认4
-compression	启用HTTP压缩
-http1.0	使用HTTP 1.0而非1.1
-k	不校验服务器端证书
-keepalive	传输层连接重用，默认true
-qps float	目标QPS，如果为0则不做任何休眠，尽可能提高QPS，默认8
-n int	运行指定的次数
-t duration	运行指定的时间，默认5s，指定为0则一直运行
-p string	统计的百分比值（即耗时N%百分比的请求的最大耗时值），默认 50,75,90,99,99.9
-timeout duration	HTTP连接/读取超时，默认15s
-user string	HTTP基本认证的凭证信息，格式user:pswd
-loglevel lv	日志级别，可以取值Warning、Error等

Mixer的命令行客户端。

用于执行前置条件检查、配额（quota allocations）。Mixer期望以一组Attributes为输入，它基于自己的配置来判断调用哪个适配器、如何传递参数，进而进行策略检查、配额。

选项	短选项	说明
--attributes	-a	自动感知的属性列表，形式name1=value1,name2=value2...
--bool_attributes	-b	布尔值属性的列表
--bytes_attributes		字节值属性的列表
--concurrency	-c	并行的调用Mixer的线程数
--double_attributes	-d	浮点数属性的列表
--duration_attributes		时间长度属性的列表
--int64_attributes	-i	整数属性的列表
--string_attributes	-s	字符串属性的列表
--stringmap_attributes		string:string映射类型的属性列表，形式name1=k1:v1;k2:v2,name2=k3:v3...
--timestamp_attributes	-t	时间戳属性的列表 时间戳必须以ISO8601格式指定，例如： Shell 1 2 3 4 5 6 7 8 # UTC时间 2019-03-27T11:42:57Z   # 北京时间 2019-03-27T11:42:57+08:00   # 带毫秒 2019-03-27T11:42:57.000+08:00
--mixer	-m	目标Mixer实例
--quotas	-q	需要分配的配额的列表，形式name1=amount1,name2=amount2...
--repeat	-r	连续发送指定次数的请求，默认1
--trace_jaeger_url		追踪相关
--trace_log_spans
--trace_zipkin_url

用于产生遥感（telemetry）数据。Mixer期望以一组Attributes为输入，它基于自己的配置来判断调用哪个适配器、如何传递参数，进而输出遥感数据。

选项和check子命令一样。

然后把istio/bin目录加入PATH环境变量。

Istio可以自动为Pod注入Sidecar，它基于Webhook实现此功能。

你可以执行下面的命令，确认MutatingAdmissionWebhook、ValidatingAdmissionWebhook这两种Admission controllers是否默认启用：

如果没有启用，则需要修改API Server的命令行参数。

此外，你还需要检查admissionregistration API是否启用：

和手工注入不同，自动注入是发生在Pod级别的。在Deployment上看不到任何变化，你需要直接检查Pod才能看到注入的Envoy。 

为了加入到服务网格，K8S中的相关Pod、Service必须满足如下条件：

1. 命名端口：服务（指K8S的服务，不是Pod）的端口必须被命名，为了使用Istio的路由特性，端口名必须是 <protocol>[-<suffix>]的形式。protocol可以是http, http2, grpc, mongo或者redis，suffix是可选的，如果指定suffix则必须在前面加上短横线。如果protocol不支持，或者端口没有命名，则针对该端口的流量作为普通TCP流量看待（除非通过Protocol: UDP明确指定为UDP）。示例：
   
   YAML

   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

   apiVersion: v1 kind: Service metadata:   name: details spec:   ports:   - port: 9080     # 命名服务端口     name: http   selector:     app: details

2. 服务关联：如果一个Pod属于多个Kubernetes Service，则这些Service不得将同一端口用作不同协议
3. app和version标签：建议为Pod添加app和version两个标签，分别表示应用程序的名称和版本。在分布式追踪（distributed tracing）中app标签用于提供上下文信息。在Metrics收集时app、version标签也提供上下文信息

Istio的Chart定义在install/kubernetes/helm/instio目录下 。默认情况下，Istio会以Sub chart的方式安装很多组件：

如需禁用，在values.yaml中修改对应配置项即可。

1.0.3版本：

1.1.4版本：

到Github下载Istio的压缩包，解压后在其根目录执行。

我的环境下，镜像拉取需要Secret：

对于Istio 1.1，需要首先安装独立的Chart istio-init，进行CRD的注册：

安装Istio组件：

最小化安装时，仅仅安装pilot组件。 

如果你的Kubernetes集群不使用缺省的集群DNS后缀（即cluster.local），则很多组件的参数需要修改，可以参考chart-istio项目，搜索{{ .Values.global.domain }}找到需要修改的位置。

注意：1.1版本的Chart这块已经处理好，修改values.yaml中的global.proxy.clusterDomain即可。

Istio暴露了几个Configmap，修改这些Configmap以影响Istio的行为。

可以跨越多个Kubernetes集群来部署Istio服务网格。

1. 两个或更多的运行1.9+版本的Kubernetes集群
2. 有权在其中一个集群上部署Istio控制平面
3. 使用RFC1918网络、VPN或更高级的网络技术将集群连接在一起，并且满足：
   1. 所有集群的Pod网络CIDR、Service网络CIDR不重叠
   2. 所有集群的Pod网络可以相互路由
   3. 所有集群的API Server可相互联通
4. Helm 2.7.2或更高版本

Istio 将用户 pod 流量转发到 proxy 的默认方式是使用 privileged 权限的 istio-init 容器，Istio CNI插件可以消除这一priviledged要求。

Istio CNI Plugin是Kubernetes CNI的一个实现，Kubernetes CNI插件是一个链，在创建和销毁pod的时候会调用链上所有插件来安装和卸载容器的网络。

此插件会运行一个Daemonset： istio-cni-node，在每个节点上安装CNI插件。此插件负责写入iptables规则。

启用此插件，istio-init容器不再需要。

首先安装CNI插件：

然后，安装Istio，注意设置参数：

此版本的Helm Chart不正常，安装出来的不是isitd单体模式。

推荐使用 istioctl manifest命令来安装，生成的清单文件包括namespace istio-system，因此删除操作：

会导致预先创建手工创建在istio-system中的资源丢失。建议先 istioctl manifest generate，然后修改它。 

使用istioctl预置的Profile不能满足需要的话，可通过-f参数自己提供一个IstioOperator资源，在其中覆盖参数值：

1.5.0版本中-f的行为异常，不能生成资源清单。暂时可用-s代替：

警告：命名空间也会被删除。 

Istio提供了一个示例应用程序Bookinfo，我可以部署该应用 ，并为其配置服务网格，以学习Istio。该应用程序能够显示书籍的基本信息，包括ISBN、页数，还能显示书籍的评论信息。

Bookinfo由4个独立的微服务组成：

1. productpage，调用details、reviews渲染页面
2. details，提供书籍基本信息
3. reviews，提供书评信息，调用ratings。该服务有v1、v2、v3三个版本
4. ratings，提供书籍的评级信息

下图显示了没有部署Istio之前，Bookinfo的端对端架构：

下图显示受到Istio服务网格管理的Bookinfo的架构：

如果启用了自动化的Sidecar注入，你需要在安装到的命名空间上打标签：

打上此标签后，default命名空间中创建的新Pod，自动会有一个名为stio-proxy的容器，它运行istio/proxyv2镜像。 

如果没有启用自动化的Sidecar注入，你需要执行：

然后，执行下面的命令安装所有组件：

等所有容器都运行起来了，检查一下当前命名空间，应该多出6个Pod、4个Service。

当所有Pod都进入Running状态后，你需要创建一个（入口）网关，这样浏览器才能访问到集群中的Bookinfo服务：

上述命令会创建一个Gateway，一个VirtualService：

我的本地环境，通过配置路由，允许集群外部访问ClusterIP：

因此直接使用上述地址10.109.97.20即可。如果你使用NodePort方式，则需要使用宿主机IP + 映射后的端口。

如果使用外部负载均衡器（LoadBalancer类的Service），则参考如下命令：

如果一切正常，应该打印200到控制台。 如果通过浏览器查看，界面右侧的Reviews面板会随机出现无星、黑星、红星，这种随机是K8S的Service负载均衡机制导致的。

下面的DestinationRule声明了productpage、reviews、ratings、details等微服务的不同版本。版本通过Pod的version标签来区分。

一个简单的HTTP测试服务，用于试验Istio的各种特性：

Fortio是Istio的负载测试工具，提供CLI和Web UI。

Fortio能够按照指定的QPS来执行HTTP请求，录制执行耗时、百分比分布（percentiles，例如p99表示99%的请求耗时小于的数值）直方图。

这是一个基于Ubuntu的容器，它启动后只是简单的休眠。你可以通过kubectl连接到此容器并执行curl命令：

下面的例子创建了几个“虚拟服务“，这些虚拟服务将请求流量全部路由给各微服务的v1版本：

虚拟服务的会被转换为Envoy配置信息，在若干秒内传递到所有Pod的Sidecar，达到最终一致性。

虚拟服务可以遮蔽掉K8S的同名Service，启用了Envoy Sidecar的Pod（包括入口网关）访问productpage、reviews、ratings、details这几个微服务（各自对应了一个K8S Service、一个虚拟服务、以及一个DNS名称）时，会自动经由上面定义的几个虚拟服务处理，其效果就是全部访问v1版本的微服务。虚拟服务的路由逻辑在请求方的Sidecar中实现。

现在再打开浏览器访问/productpage，你会发现，不管刷新多少次，Reviews面板总是显示为无星。

从本章开始处的架构图可以知道，productpage会访问reviews服务，我们看一下前者Sidecar日志，可以发现类似下面的内容：

在看看后者v1版本的Sidecar日志，可以发现相呼应的内容：

你可以修改虚拟服务reviews，将v1替换为v2、v3，看看有何效果：

虚拟服务支持根据请求信息路由，下面的例子依据请求头end-user的值决定使用什么版本的reviews服务：

现在，刷新/productpage可以发现是无星，以alex登陆（密码随意）后则显示为黑星。 

故障注入（Fault Injection）属于破坏性测试，用于考验应用的韧性（resiliency）。

下面的例子，专为alex用户在reviews:v2和ratings之间引入7s的延迟：

以alex访问/productpage，页面会在挂起6秒后提示reviews不可用。这是由于productpage到reviews的超时被硬编码为6秒，而reviews到ratings的超时被硬编码为10秒，我们的故障注入导致productpage访问reviews出现超时错误。

除了timeout之外，你还可以注入abort形式的故障，即立刻访问一个HTTP错误码。

Istio支持逐步的将流量从一个版本迁移到另一个，通常是从老版本迁移到新版本。

定义虚拟服务时，你可以设置不同destination的权重，并逐步调整，直到完全切换到另一个版本。下面的例子会让你由50%的概率看到无星或红星：

你可以为虚拟服务中的路由规则设置超时，默认的HTTP调用超时为15秒。

下面的例子把reviews服务的timeout设置为1ms，这意味着访问该服务的客户端都会基本都会收到超时错误：

此时再访问/productpage，会提示product reviews are currently unavailable。

istio-ingressgateway负责处理Gateway资源，就像K8S中Ingress Controller负责处理Ingress资源那样。

istio-ingressgateway默认已经同时支持HTTP/HTTPS，并在80/443端口上监听。

下面的例子创建一个HTTPS网关：

你总是需要一个VirtualService来配合Gateway：

注意SSL Termination在网关，后端服务不需要启用HTTPS。

完成上述步骤后，访问https://httpbin.k8s.gmem.cc/status/418可以看到如下输出：

和上一节的单向认证类似，但双向（mutual TLS ）认证需要额外为入口网关控制器提供一个CA证书，用于校验客户端的数字证书。

使用官方Istio的Chart安装时，它默认从保密字典istio-ingressgateway-ca-certs加载CA证书，且挂载到/etc/istio/ingressgateway-ca-certs。

参考下面的代码修改Gateway的定义：

然后，通过CA为客户端签发证书，并在访问服务器时指定自己的密钥和此证书：

要从服务网格内访问外部URL，需要配置绕过代理的IP范围，或者配置出口网关，否则无法访问仅仅能得到404：

下面是通过出口网关访问gmem.cc的例子：

现在再尝试上面的kubectl exec命令，会发现能正常获得响应。 

当访问外部HTTPS服务（TLS协议）时，可能需要同时创建ServiceEntry + VirtualService。此外如同访问网格内部服务一样，你可以通过VirtualService对外部服务进行流量管理。

下面的例子，允许网格内部访问mynewproddb.idc2提供的MySQL服务：

断路器（和异常检测）是创建韧性微服务应用所常用的一种模式，可以让应用程序免受上游（Upstream，即调用链中更加远离根的节点）服务失败、延迟峰值（latency spikes）或其它网络异常的侵害。

下面的示例配置了一个断路器，它在客户端访问httpbin服务时生效：

登陆到fortio来访问受断路器控制的httpbin服务： 

上面的fortio命令并发度为2，而断路器仅仅允许1个并发请求，因此会有几率出现错误：

如果将并发度设置为20，连续发送1000次，则错误率飙高到90%：

查询客户端Proxy的统计信息，可以看到更多细节：

下面的虚拟服务，将所有请求发送给v1，同时镜像一份给v2：

发送给镜像服务的请求，其Host/Authority请求头被自动加上-shadow后缀。 

利用Mixer和Sidercar，可以获得服务网格的各种统计指标（Metrics）、日志，或者跨越不同的服务进行分布式的调用链追踪。

通过配置，Istio可以自动收集网格中某个服务的统计指标，或者为每次请求产生日志。

下面的例子，为每个请求生成一个Prometheus指标值：

下面的例子，为每个请求产生一条日志：

 将上述两端配置文件保存为yaml文件，并通过kubectl apply命令安装到K8S，然后进行下一步试验。 

打开Istio内置Prometheus服务的Web界面， 输入istio_double_request_count进行查询，可以看到每个微服务的请求次数都被client、server方分别报送，并预先聚合了。

实际上Istio官方提供的Chart中，以及提供了HTTP/TCP请求的次数、持续时间、请求长度、应答长度，以及访问日志的instance/handler/rule配置，可以直接安装使用。

打开Istio内置Grafana服务的Web界面，可以看到Istio目录下预定义好了7个仪表盘页面。该服务使用grafana/grafana:5.0.4版本的镜像。

参考配置请求限速一节。

你可以使用Mixer中可见的任何请求属性来控制对服务的访问。下面的例子禁用了对ratings:v3的访问：

Istio也支持基于请求属性的黑白名单，下面的例子和上面的denier是等价的：

以--set tracing.enabled=true选项安装Istio Chart，即可使用。由于默认设置的采样率较低，你需要反复访问多次/productpage才能捕获到Trace。

打开Istio内置Jaeger服务的Web界面，点击顶部按钮切换到Search页签，在Find Traces面板中Service选取productpage，点击Find Traces，看到如下的Trace列表：

点击其中一个Trace，可以查看其调用链信息：

可以看到，这个由单次/productpage请求产生的调用链由6个Span构成，每个Span对应一个彩色条带。每个Span消耗的时间都标注在界面上了。

打开Istio内置Jaeger服务的Web界面，点击顶部按钮切换到Dependencies页签，可以看到Jaeger依据Traces计算出的服务依赖关系图（DAG，有向无环图）：

 

尽管Istio的Sidecar能够自动发送Span给Jaeger，要将这些Span合并为完整的Trace还需要额外的信息，应用程序必须提供必要的HTTP请求头。

每个微服务都需要收集调用它的HTTP请求的x-request-id、x-b3-traceid、x-b3-spanid、x-b3-parentspanid、x-b3-sampled、x-b3-flags、x-ot-span-context头，并在它调用任何上游（Upstream，上图的ratings是reviews的Upstream）微服务时，带上这些头。

Bookinfo中，productpage服务基于Python编写，收集请求头的代码如下：

reviews服务则基于Java编写， 收集请求头的代码如下：

Istio默认会追踪任何请求， 对于开发、测试环境这是可以的，线上环境通常需要降低采样率，否则压力太大。调整采样率有两种方式：

1. 使用官方Chart安装时，调整pilot.traceSampling，当前使用的Chart版本已经将其设置为1.0，即百分之一的采样率
2. 修改Deployment istio-pilot的环境变量PILOT_TRACE_SAMPLING

采样率的精度是0.01

Istio的流量管理模型，从根本上将流量（traffic flow）和基础设施扩容（infrastructure scaling）进行了解耦。通过Pilot，你可以通过更细致的规则来说明流量如何流动，而不是简单的指定哪个VM/Pod来接收流量。例如，你可以指定某个服务的5%的流量发往金丝雀版本（不管金丝雀的实例数量），或者指定根据请求内容来选择特定版本的服务：

将流量（traffic flow）和基础设施扩容解耦后，Istio可以在应用程序代码外部提供大量的流量管理特性，包括AB测试的请求路由、逐步发布、金丝雀发布，基于超时、重试、断路器的故障恢复，以及为了测试故障恢复策略而进行的故障注入（fault injection）。

流量管理的核心组件是Pilot，它管理、配置所有部署在服务网格中的Envoy代理实例，对Envoy的完整生命周期负责。Pilot除了可以配置路由规则、配置故障恢复特性之外，还维护网格中所有服务的规范（canonical）模型。Envoy就是基于此模型，通过自己的发现服务，找到网格中其它Envoy。

每个Envoy实例都基于从Pilot得到的信息、以及针对负载均衡池中的实例进行周期性的健康检查，来维护负载均衡信息。根据此负载均衡信息，Envoy能够在遵守路由规则的同时，智能的在目的实例之间分发请求。

规范模型是独立于底层平台的，和底层平台的对接由Pilot中的适配器负责，适配器调用底层平台的API（例如K8S适配器实现了必要的控制器来Watch API Server，获取Pod、Ingress等资源的变动），并产生适当的规范模型。

Pilot启用了服务发现，路由表，以及对负载均衡池的动态更新。

使用Pilot的规则配置（Rule Configuration），可以制定高级别的流量管理规则。这些规则会被转换为低级别的配置信息，并分发给Envoy实例。

如上文所述，网格中服务的规范模型由Pilot维护。Istio还引入了服务版本的概念，用于对服务实例进行细粒度区分。服务版本既可以指服务API的版本（v1,v2），也可以指服务运行环境（stg,pdt）或任何其它属性。

在上图中，服务的客户端对服务的不同版本毫无感知。客户端仍然使用服务的IP或主机名来访问，只是Envoy在客户端-服务器之间拦截并转发了请求和响应。

Envoy根据你通过Pilot指定的路由规则，决定实际使用的服务版本。这让应用程序代码和被依赖服务之间实现解耦，可分别独立演化。在路由规则中，你可以指定让Envoy依据源/目标的消息头、Tag来判定服务版本。

Istio假设服务网格的所有出入流量都经由Envoy代理转发。通过这种前置代理可以实现面向用户的服务，包括AB测试、金丝雀部署。在访问外部服务时，Envoy可以实现必要的故障恢复特性，包括超时、重试，并获取外部服务的性能指标。

Istio能够在网格中服务实例之间进行负载均衡。 

Istio假设基础设置提供一个服务注册表（service registry，例如K8S的Service），此表跟踪某个服务的VM/Pod集。此服务注册表应当负责新实例的加入、不健康实例的移除。

Istio从服务注册表中读取服务的信息，并生成平台无关的服务发现接口。Envoy执行服务发现（基于xDS和Pilot交互），并动态的更新其本地负载均衡池。

网格中的服务，利用DNS名称来相互访问。所有针对某个服务的流量，都会在出站前经由Envoy进行重新路由。负载均衡池是决定路由到哪个节点的关键因素。Envoy支持多种负载均衡算法，但是Istio目前仅仅允许：轮询、随机、带权重的最少请求。

Envoy还会周期性的检查负载均衡池中实例的健康情况，这种检查从外部（准确的说是服务消费者）发出，而不是像K8S Pod健康检查那样，在Pod本地执行。

判断实例是否健康时，Envoy遵循一种断路器模式（circuit breaker pattern），此模式下调用实例API的故障率决定了实例是否健康。当健康检查连续失败指定的次数后，实例被移除负载均衡池；当被移除的实例连续成功指定次数后，它又回到负载均衡池。

如果实例以503代码响应健康检查请求，则它会立即被调用者移出负载均衡池。

Envoy提供了一系列开箱即用的错误恢复机制：

1. 超时
2. 有限次数的重试，支持可变的重试延迟（jitter）
3. 限制针对上游服务的并发连接数、并发请求数
4. 主动健康检查——针对负载均衡池中所有成员进行健康检查，并移除不健康实例，移回健康实例
5. 可精细控制的断路器（被动健康检查） ，同样针对负载均衡池中的每个实例

所有这些特性，都可以在运行时，利用Istio的流量管理规则动态配置。

联用主动、被动健康检查，可以更大程度上降低访问到不健康实例的几率。联用底层基础设施的健康检查机制，不健康实例可以很快的被剔除。 

利用流量管理规则，你可以为每个服务/版本来配置默认的故障恢复特性。

用于辅助测试端对端的故障恢复能力。

Istio支持多种具体的协议，并向其注入错误信息。而不是粗暴的杀死Pod，或者在TCP层延迟/污染网络包。你可以在应用层注入更加有意义的错误，例如HTTP的状态码。

Istio支持对特定请求进行错误注入，或者指定多少百分比的请求被错误注入。

可以注入的错误有两类：

1. 延迟：模拟网络延迟和上游服务过载
2. 中止：模拟上游服务错误，通常使用HTTP错误码、TCP连接错误的方式

流量镜像（Traffic mirroring）也叫shadowing，允许开发团队在最小风险的前提下改变产品的功能。其做法是将线上环境的流量复制到一个“镜像服务“中，镜像服务和主请求处理链是隔离的。

VirtualService支持为route配置mirror，实现流量镜像。

网关是运行在服务网格边缘的负载均衡器，它处理入站或出站的TCP/HTTP连接。

Istio提供入口网关，出口网关，对应：

1. 的CRD为Gateway、Gateway+ServiceEntry
2. 的Controller为istio-ingressgateway、istio-egressgateway

当提起术语“网关”时，基于上下文可能指Gateway这种资源，也可能指出口/入口网关的Service/Pod。

在典型的Kubernetes环境下，Ingress控制器读取Ingress资源，提供外部访问K8S集群的入口。

而使用Istio时，Ingress资源的地位可以由Gateway + VirtualServices代替。在集群内部组件相互交互时，不需要配置Gateway资源。需要注意，Istio也可以作为Ingress控制器，处理K8S原生的Ingress资源。

使用Istio Gateway时的典型的客户端访问时序如下：

1. 客户端发起针对负载均衡器的请求
2. 负载均衡器将请求转发给集群的istio-ingressgateway服务，该服务可以部署为NodePort，它的后端是一个Deployment
3. IngressGateway根据Gateway资源、VirtualService资源的配置信息，将请求路由给K8S的Service
   1. Gateway提供端口、协议、数字证书信息
   2. VirtualService提供到K8S Service的路由信息
4. K8S Service将请求路由给Pod

该时序如下图所示，注意IngressGateway的Sidecar负责转发客户端请求：

 

每当你创建/修改Gateway、VirtualService资源，Pilot会监测到并将其转换为Envoy配置，然后发送给相关的Sidecar，包括运行在IngressGateway Pod中的Envoy。

默认情况下，启用了Istio的微服务无法访问集群外部的URL， 这是因为Envoy修改了Pod所在网络命名空间的Iptables，透明的将所有出口流量都重定向到Sidecar，而不经任何配置Sidecar只会处理网格内部的Destination。

要将外部服务暴露给启用了Sidecar的网格内部Pod/VM（它们是外部服务的客户端），必须：

1. 定义ServiceEntry，这种自定义资源允许针对指定的外部IP/DNS名称的流量通过Sidecar。ServiceEntry支持通配符匹配主机，可以降低配置工作量
2. 或者，配置一个IP范围，让针对此IP范围的出站请求经过/绕过Envoy代理。你可以设置Chart变量，
   
   Shell

   1 2	# 仅仅10.5.0.0/16走Envoy代理，其它直连。你可以将此Pod网络、K8S服务网络的CIDR配置到该字段中。这样，所有针对网格外部的访问都开放了 --global.proxy.includeIPRanges="10.5.0.0/16"

   则当从网格内部访问10.5网段时直接绕过代理。
   注意：此特性已经弃用，可以使用配置字典istio-sidecar-injector中的的includeOutboundIpRanges，或者Pod注解traffic.sidecar.istio.io/includeOutboundIPRanges代替

强调一下，访问集群内部域名、IP地址不受限制，即使不配置VirtualService也可以访问，而且Kiali直接可以识别出这种流量。

ServiceEntry还可以配合Gateway+VirtualService，将出口流量导向特殊的服务 —— istio-egressgateway，这种配置方式的适用场景是：

1. 离开网格的所有流量必须流经一组专用节点，这一组节点有特殊的监控和审查
2. 集群中的一般性节点不能联通网格外部

Istio使用一个简单的配置模型来描述API调用/TCP流量应该如何在服务网格中流动。使用此配置模型，你可以：

1. 配置服务级别的属性，例如断路器、超时、重试
2. 配置通用的持续交付（CD）任务，例如金丝雀发布（Canary rollout，即灰度发布）、A/B测试、阶段性部署（Staged rollout）——基于百分比的流量分配 

Istio的配置模型映射为K8S的资源，包括VirtualService、DestinationRule、ServiceEntry、Gateway四种。在K8S中你可以用kubectl来配置这些资源，它们都是CR。

定义服务的请求如何在服务网格中路由。虚拟服务能够将请求路由给服务的不同版本，甚至是完全不同的服务。

下面的示例，将针对review服务的请求，3/4发给v1版本，1/4发给v2版本：

默认情况下HTTP请求的超时为15秒，你可以覆盖此默认值。重试也类似：

也可以在请求级别覆盖超时、重试配置，只需要提供Envoy规定的特殊请求头x-envoy-upstream-rq-timeout-ms、x-envoy-max-retries即可。 

你可以为http进行故障注入，要么是delay，要么是abort。

下面的例子，为ratings服务的v1版本10%的请求引入5秒的延迟：

下面的例子，则为10%的请求引发400错误：

delay和abort是可以联合使用的：

规则可以仅仅针对满足特定条件的请求。

可以限定请求者的标签，在K8S环境下即Pod的Label：

也可以限定HTTP请求头： 

还可以限定请求URL路径、HTTP方法、HTTP Scheme、HTTP Authority值： 

多个条件可以进行逻辑与/或。在单个match元素中声明多个条件，则为AND：

在多个match元素中分别声明，则为OR：

如果对于相同的目的地（host + subset），配置了两个或更多的规则（http子元素），那么第一个（配置文件最前面）匹配的规则优先级最高。 

Istio支持为虚拟服务配置跨源资源共享策略：

虚拟服务可以直接返回301重定向给调用者：

虚拟服务可以在转发请求给Dest之前，对HTTP请求的特定部分进行修改：

参考上文的例子。

这里是一个TCP路由的例子：

在VirtualService定义了路由规则后，DestinationRule进一步应用一系列的策略到请求上。这类规则可能声明断路器、负载均衡器的属性，执行TLS配置，最基本的是定义可寻址的服务子集。DestinationRule针对某个特定的真实服务（host，注册表中的条目）。

下面的示例，声明了服务子集：

可以针对所有子集配置：

也可以针对特定子集：

基于一致性哈希的负载均衡可以实现基于HTTP请求头、Cookie或其它属性的软的会话绑定（Session affinity）：

可以限制某个服务/子集的并发度：

可以为某个服务/子集配置断路器：

用于访问位于服务网格外部的服务，将其作为服务条目添加到Istio内部管理的服务注册表（service registry）中。

下面的例子，允许Envoy代理针对gmem.cc的HTTP请求：

ServiceEntry可以和VirtualService一起工作，作为VirtualService的host。这是因为从概念上来说，来自底层基础设施注册表的服务、ServiceEntry定义的服务，都是Istio的概念性的Service。

下面的例子以主机名来静态的指定外部服务端点：

下面的例子以IP来指定外部服务端点：

关于hosts、addresses，以及服务的“唯一性标识”，Istio官方API文档有如下说明：

1. hosts字段：
   1. 对于非HTTP服务（包括不透明HTTPS）来说，此字段中指定的DNS名称被忽略
   2. 对于非HTTP服务，如果此字段指定的是DNS名称，则ports，或/和addresses中的IP地址用于唯一性的标识目的地
2. addresses字段： 表示关联到此服务的虚拟IP地址，可以是CIDR前缀：
   1. 对于HTTP服务来说，此字段被忽略，目的地根据HTTP头Host/Authority确定
   2. 对于非HTTP服务，hosts头被忽略。如果指定了addresses，则入站请求的IP地址和addresses指定的CIDR进行匹配，如果匹配成功，则认为请求的是当前服务。如果不指定addresses，则入站流量仅仅根据ports来识别，这种情况下，服务的访问端口不能被网格内部任何其它服务共享

这段描述让人费解，也不符合实际试验结果。下面的两个ServiceEntry，都是非HTTP服务，都使用443端口，都没有指定addresses字段，但是没有任何冲突出现：

生成的Envoy配置如下（可以看到集群、端点信息都是正常有效的）：

配置在网格的边缘，用于外部访问服务网格，为TCP/HTTP流量提供负载均衡。 

和Kubernetes的Ingress不同，Istio网关仅仅在L4-L6上配置，而不使用L7。 你可以把Gateway绑定到VirtualService，进而使用Istio标准的方式来管理HTTP请求和TCP流量。

下面的例子，允许网格外部发送针对gmem.cc的HTTPS请求：

必须把上述网关绑定到VirtualService，它才能工作，精确的说，是网关产生的物理监听器才拥有了路由表：

为集群内的TCP服务建立入口Gateway时，hosts字段被忽略：

需要以下细节：

1. 上述虚拟服务和网关配对后，istio-ingressgateway的Pod立刻开始监听2181端口
2. 但是，istio-ingressgateway服务默认只配置了80、443端口

这意味着上述网关配置不可用，你还需要修改istio-ingressgateway服务的配置。

ServiceEntry可以配合Gateway+VirtualService，将出口流量导向一组特殊的Pod —— istio-egressgateway。本节给出一个样例。

首先定义一个ServiceEntry：

有了这个配置以后，就可以从网格内部访问k8s.gmem.cc了，但是流量直接从Sidecar发往k8s.gmem.cc。

现在，我们要让流量通过istio-egressgateway的Pod转发。首先，定义一个Gateway：

然后，定义一个虚拟服务：

1.6新增，让运维人员能够描述单个非K8S工作负载，例如物理机或虚拟机，的属性。

必须伴随ServiceEntry一起使用，ServiceEntry否则使用选择器来匹配工作负载（包括Pod以及虚拟机、物理机），产生MESH_INTERNAL类型的服务。

当工作负载连接到istiod后，WorkloadEntry的Status会发生变化，反应工作负载的状态和一些其它细节，类似于K8S更新Pod的状态。

下面是一个例子：

对应的ServiceEntry：

WorkloadEntry的address也可以指定为FQDN，对应的ServiceEntry的解析策略应该设置为 resolution: DNS。 

Istio提供了一个灵活的模型，用以收集网格中服务的各种指标（telemetry）。指标收集工作主要由Mixer负责。

从逻辑上说，每次：

1. 请求发起前，消费者的Envoy都会调用Mixer，执行前提条件检查（Check）
2. 每次请求处理完成后，都会调用Mixer，发送监控指标（Report）

Sidecar在本地具有缓存，大部分前提条件检查都在本地完成。此外监控指标也具有本地缓冲，不会频繁的发送给Mixer。

Istio的策略和监控特性基于一个公共的模型来配置，你需要配置三类资源：

1. Handlers：决定使用哪些适配器，这些适配器如何运作
2. Instances：定义如何把请求属性映射为适配器的输入。Instance代表一个或多个适配器需要处理的数据块
3. Rules：决定何时调用适配器，传递什么instance给它

而这些配置是基于：

1. Adapters：封装Mixer和特定的基础设施后端的交互逻辑
2. Templates：定义将请求属性映射为适配器输入的Schema。一个适配器可以支持多个模板

Mixer是高度模块化的、可扩展的组件。通过适配器，它支持多种日志记录、配额、授权、监控后端，并将这些策略、监控后端和Istio的其它部分解耦。

适配器封装了Mixer和外部基础设施后端（例如Prometheus）交互的逻辑，每个适配器都需要特定的配置参数才能工作，例如logging适配器需要知道后端服务的IP和端口。

具体使用哪些适配器，也就是启用哪些后端，通过配置文件来指定。

Istio提供了很多内置适配器，每种适配器都对应一个CRD，这些CRD的实例就是适配器的实例，也即Handler。Adaptor CRD的实例，表示一种自定义的适配器。自定义适配器实例化时使用Handler类型的CR。

适配器的类型使用CRD来描述，执行下面的命令查看系统中可用的适配器类型：

执行下面的命令查看Prometheus适配器的实例：

本节后续内容讨论主要的内置适配器。

支持 metric 模板

此适配器暴露了HTTP访问端点，Prometheus可以来采集此端点，获取服务网格的各项指标

使用Istio官方提供的Chart时，默认会在当前命名空间安装一个Prometheus服务器，并自动配置以抓取以下端点：

1. istio-mixer.istio-system:42422，所有由Mixer的Prometheus适配器生成的网格指标。指标名以istio_开头
2. istio-mixer.istio-system:9093，用于监控Mixer自身的指标
3. istio-mixer.istio-system:9102，Envoy生成的原始统计信息。指标名以envoy_开头

注意：目前Envoy的http://0.0.0.0:15090/stats/prometheus也暴露了Prometheus指标

该适配器包含的配置参数如下：

参数

说明

metrics

类型 Params.MetricInfo[]，需要插入到Prometheus的指标的列表。如果指标在Istio中定义了，但是没有在这里进行适当配置，则不会推送到Prometheus： YAML 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 metrics:   # 作为指标名前缀的命名空间。如果指标名为requests_total，该字段设置为istio，则最终完整的、   # 提供给Prometheus的指标名是istio_requests_total。默认istio - namespace: string   # 注册到Prometheus的指标的名称，如果不指定从instanceName自动生成   name: string   # 必须，此MetricInfo处理的Istio Metric实例的全限定名称   instanceName: string   # 易读的描述   description: string   # 该指标的类别   # Params.MetricInfo.Kind   kind： UNSPECIFIED | GAUGE | COUNTER | DISTRIBUTION   # 对于DISTRIBUTION类型的metric，该配置指定了聚合后数据所存放的桶   # 对于非DISTRIBUTION类型的metric该字段无意义   # Params.MetricInfo.BucketsDefinition   buckets:     # 三选一：     # 线性桶，每个桶的大小（区间一致）     linearBuckets：       # 桶数量为： N = num_finite_buckets + 2       numFiniteBuckets: int32       # 桶的宽度       width: double       # 第一个桶的下限       offset: double     # 指数桶     exponentialBuckets：       # 桶数量为： N = num_finite_buckets + 2，两个额外的桶用作下溢、上溢桶       # 对于桶i，它的左右边界为：       # [scale * (growth_factor ^ (i - 1)), scale * (growth_factor ^ i) ]       growthFactor: double       scale: double       numFiniteBuckets: int32     # 明确定义的桶     explicitBuckets：       bounds: [ double,... ]   # 指标的标签名的数组，这些标签必须和metric实例的dimension匹配   labelNames：   - dimension1   - dimension2 示例： YAML 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 apiVersion: config.istio.io/v1alpha2 kind: prometheus metadata:   name: handler spec:   metrics:   # 从那个metric类型的instance上读取生成该指标所需的信息   - instance_name: requestcount.metric.istio-system     # 生成Prometheus的Counter     kind: COUNTER     # 将instance上的以下维度作为标签     label_names:     - reporter     - source_app     - source_principal     - source_workload     - source_workload_namespace     - source_version     - destination_app     - destination_principal     - destination_workload     - destination_workload_namespace     - destination_version     - destination_service     - destination_service_name     - destination_service_namespace     - request_protocol     - response_code     - connection_security_policy     name: requests_total   - buckets:       # 明确定义的桶，桶数量是下面数组的长度+2       explicit_buckets:         bounds:         - 0.005         - 0.01         - 0.025         - 0.05         - 0.1         - 0.25         - 0.5         - 1         - 2.5         - 5         - 10     instance_name: requestduration.metric.istio-system     # 生成Prometheus的Histogram     kind: DISTRIBUTION     label_names:     -