网格扩展

本指南提供了将 VM 和裸机主机集成到 Kubernetes 上部署的 Istio 网格中的说明。

先决条件

  • 已经在 Kubernetes 上建立了 Istio。如果还没有这样做，可以在安装指南中找到方法。

  • 待接入服务器必须能够通过 IP 接入网格中的服务端点。通常这需要 VPN 或者 VPC 的支持，或者容器网络为服务端点提供直接路由（非 NAT 或者防火墙屏蔽）。该服务器无需访问 Kubernetes 指派的集群 IP 地址。

  • Istio 控制平面服务（Pilot、Mixer、Citadel）以及 Kubernetes 的 DNS 服务器必须能够从虚拟机进行访问，通常会使用内部负载均衡器（也可以使用 NodePort）来满足这一要求，在虚拟机上运行 Istio 组件，或者使用自定义网络配置，相关的高级配置另有文档描述。

  • 如果您在使用 Helm 安装时尚未启用网格扩展。您需要 Helm 客户端来为集群启用网格扩展。

安装步骤

安装过程包含服务网格的扩展准备、扩展安装以及虚拟机的配置过程。

扩展准备工作：设置 Kubernetes

将非 Kubernetes 服务添加到 Istio 网格的第一步是安装配置 Istio，并生成允许网格扩展 VM 连接到网格的配置文件。要准备集群以进行网格扩展，请在具有集群管理员权限的计算机上运行以下命令：

  • 确保为集群启用了网格扩展。如果在安装时没有使用 Helm 指定 —set global.meshExpansion=true，则有两个选项可用于启用网格扩展，具体取决于您最初在集群上安装 Istio 的方式：

    • 如果您使用 Helm 和 Tiller 安装了 Istio，请使用新选项运行 helm upgrade：
  1. $ cd install/kubernetes/helm/istio
  2. $ helm upgrade --set global.meshExpansion=true istio-system .
  3. $ cd -
  • 如果您没有使用 Helm 和 Tiller 安装 Istio，请使用 helm template 通过该选项更新您的配置并使用 kubectl 重新应用配置：
  1. $ cd install/kubernetes/helm/istio
  2. $ helm template --set global.meshExpansion=true --namespace istio-system . > istio.yaml
  3. $ kubectl apply -f istio.yaml
  4. $ cd -

使用 Helm 更新配置时，您可以在命令行上设置选项，如我们的示例中所示，或者添加它到一个 .yaml 配置文件，并通过 —values 的命令应用这些配置，这是管理具有多个配置选项时的推荐做法。您可以在你的 Istio 安装目录 install/kubernetes/helm/istio 中看到一些示例值文件并找出有关在Helm 文档中自定义 Helm 图表的更多信息。

  • 找到 Istio ingress 网关的 IP 地址，因为网格扩展机器将访问 Citadel 和 Pilot。
  1. $ GWIP=$(kubectl get -n istio-system service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
  2. $ echo $GWIP
  3. 35.232.112.158
  • 生成 cluster.env 配置以在 VM 中部署。此文件包含 Kubernetes 集群 IP 地址范围通过 envoy 拦截和重定向。将 Kubernetes 安装为 servicesIpv4Cidr 时指定 CIDR 范围。使用适当的值替换以下示例命令中的 $MY_ZONE 和 $MY_PROJECT 以获取 CIDR安装后：
  1. $ ISTIO_SERVICE_CIDR=$(gcloud container clusters describe $K8S_CLUSTER --zone $MY_ZONE --project $MY_PROJECT --format "value(servicesIpv4Cidr)")
  2. $ echo -e "ISTIO_CP_AUTH=MUTUAL_TLS\nISTIO_SERVICE_CIDR=$ISTIO_SERVICE_CIDR\n" > cluster.env
  • 检查生成的 cluster.env 文件的内容。它应该类似于以下示例：
  1. $ cat cluster.env
  2. ISTIO_CP_AUTH=MUTUAL_TLS
  3. ISTIO_SERVICE_CIDR=10.55.240.0/20
  • （可选）如果 VM 仅调用网格中的服务，则可以跳过此步骤。否则，添加 VM 公开的端口使用以下命令到 cluster.env 文件。如有必要，您可以稍后更改端口。
  1. $ echo "ISTIO_INBOUND_PORTS=3306,8080" >> cluster.env
  • 提取要在 VM 上使用的服务帐户的初始密钥。
  1. $ kubectl -n $SERVICE_NAMESPACE get secret istio.default  \
  2.     -o jsonpath='{.data.root-cert\.pem}' |base64 --decode > root-cert.pem
  3. $ kubectl -n $SERVICE_NAMESPACE get secret istio.default  \
  4.     -o jsonpath='{.data.key\.pem}' |base64 --decode > key.pem
  5. $ kubectl -n $SERVICE_NAMESPACE get secret istio.default  \
  6.       -o jsonpath='{.data.cert-chain\.pem}' |base64 --decode > cert-chain.pem

设置虚拟机

接下来，在要添加到网格的每台计算机上运行以下命令：

  • 使用 Envoy sidecar 安装 Debian 软件包：
  1. $ curl -L https://storage.googleapis.com/istio-release/releases/1.0.0/deb/istio-sidecar.deb > istio-sidecar.deb
  2. $ dpkg -i istio-sidecar.deb

  • 将您在上一节中创建的 cluster.env 和 *.pem 文件复制到 VM。

  • 添加 Istio 网关的 IP 地址（我们在上一节中找到了）到 /etc/hosts 或者DNS 服务器。在我们的示例中，我们将使用 /etc/hosts，因为它是使事情正常工作的最简单方法。以下是使用 Istio 网关地址更新 /etc/hosts 文件的示例：

  1. $ echo "35.232.112.158 istio-citadel istio-pilot istio-pilot.istio-system" >> /etc/hosts
  • 在 /etc/certs/ 下安装 root-cert.pem、key.pem 和 cert-chain.pem。
  1. $ sudo mkdir /etc/certs
  2. $ sudo cp {root-cert.pem,cert-chain.pem,key.pem} /etc/certs
  • 在 /var/lib/istio/envoy/ 下安装 cluster.env。
  1. $ sudo cp cluster.env /var/lib/istio/envoy
  • 将 /etc/certs/ 和 /var/lib/istio/envoy/ 中的文件的所有权转移给 Istio 代理。
  1. $ sudo chown -R istio-proxy /etc/certs /var/lib/istio/envoy
  • 验证节点代理是否有效：
  1. $ sudo node_agent
  2. ....
  3. CSR 成功获得批准。将在 1079h59m59.84568493s 续订证书
  • 使用 systemctl 启动 Istio。
  1. $ sudo systemctl start istio-auth-node-agent
  2. $ sudo systemctl start istio

设置完成后，计算机可以访问 Kubernetes 集群中运行的服务或在其他网格扩展机器上。

以下示例显示使用网格扩展 VM 访问 Kubernetes 集群中运行的服务/etc/hosts/，在这种情况下使用 Bookinfo 示例中的服务。

  • 首先，在集群管理员机器上获取服务的虚拟 IP 地址（clusterIP）：
  1. $ kubectl -n bookinfo get svc productpage -o jsonpath='{.spec.clusterIP}'
  2. 10.55.246.247
  • 然后在网格扩展机器上，将服务名称和地址添加到其 etc/hosts 文件中。然后你可以连接到来自 VM 的集群服务，如下例所示：
  1. $ sudo echo "10.55.246.247 productpage.bookinfo.svc.cluster.local" >> /etc/hosts
  2. $ curl productpage.bookinfo.svc.cluster.local:9080
  3. ... html content ...

在网格扩展机器上运行服务

通过配置 ServiceEntry 可以将 VM 服务添加到网格中。您可以手动向 Istio 的网格模型添加其他服务，以便其他服务可以找到并引导流量到它们。每个ServiceEntry 配置包含暴露特定服务的所有 VM 的 IP 地址，端口和标签（如果适用），如下例所示。

  1. $ kubectl -n test apply -f - <<EOF
  2. apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
  3. kind: ServiceEntry
  4. metadata:
  5.   name: vm1
  6. spec:
  7.    hosts:
  8.    - vm1.test.svc.cluster.local
  9.    ports:
  10.    - number: 80
  11.      name: http
  12.      protocol: HTTP
  13.    resolution: STATIC
  14.    endpoints:
  15.     - address: 10.128.0.17
  16.       ports:
  17.         http: 8080
  18.       labels:
  19.         app: vm1
  20.         version: 1
  21. EOF

故障排除

以下是常见网格扩展问题的一些基本故障排除步骤。

  • 在从 VM 发出请求到集群时，请确保不以 root 或 istio-proxy 用户身份运行请求。默认情况下，Istio 将两个用户排除在拦截之外。

  • 验证计算机是否可以访问集群中运行的所有工作负载的 IP。例如：

  1. $ kubectl get endpoints -n bookinfo productpage -o jsonpath='{.subsets[0].addresses[0].ip}'
  2. 10.52.39.13
  1. $ curl 10.52.39.13:9080
  2. html output
  • 检查节点代理和 sidecar 的状态：
  1. $ sudo systemctl status istio-auth-node-agent
  2. $ sudo systemctl status istio
  • 检查进程是否正在运行。以下是您在 VM 上看到的进程示例，如果您运行 ps，过滤为 istio：
  1. $ ps aux | grep istio
  2. root      6941  0.0  0.2  75392 16820 ?        Ssl  21:32   0:00 /usr/local/istio/bin/node_agent --logtostderr
  3. root      6955  0.0  0.0  49344  3048 ?        Ss   21:32   0:00 su -s /bin/bash -c INSTANCE_IP=10.150.0.5 POD_NAME=demo-vm-1 POD_NAMESPACE=default exec /usr/local/bin/pilot-agent proxy > /var/log/istio/istio.log istio-proxy
  4. istio-p+  7016  0.0  0.1 215172 12096 ?        Ssl  21:32   0:00 /usr/local/bin/pilot-agent proxy
  5. istio-p+  7094  4.0  0.3  69540 24800 ?        Sl   21:32   0:37 /usr/local/bin/envoy -c /etc/istio/proxy/envoy-rev1.json --restart-epoch 1 --drain-time-s 2 --parent-shutdown-time-s 3 --service-cluster istio-proxy --service-node sidecar~10.150.0.5~demo-vm-1.default~default.svc.cluster.local
  • 检查 Envoy 访问和错误日​​志：
  1. $ tail /var/log/istio/istio.log
  2. $ tail /var/log/istio/istio.err.log