控制 Egress 流量

缺省情况下，Istio 服务网格内的 Pod，由于其 iptables 将所有外发流量都透明的转发给了 Sidecar，所以这些集群内的服务无法访问集群之外的 URL，而只能处理集群内部的目标。

本文的任务描述了如何将外部服务暴露给 Istio 集群中的客户端。你将会学到如何通过定义 ServiceEntry 来调用外部服务；或者简单的对 Istio 进行配置，要求其直接放行对特定 IP 范围的访问。

开始之前

  • 根据安装指南的内容，部署 Istio。

  • 启动 sleep 示例应用，我们将会使用这一应用来完成对外部服务的调用过程。

如果启用了 Sidecar 的自动注入功能，运行：

Zip

  1. $ kubectl apply -f @samples/sleep/sleep.yaml@

否则在部署 sleep 应用之前，就需要手工注入 Sidecar：

Zip

  1. $ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f @samples/sleep/sleep.yaml@)

实际上任何可以 exec 和 curl 的 Pod 都可以用来完成这一任务。

  • 将 SOURCE_POD 环境变量设置为已部署的 sleep pod：
  1. $ export SOURCE_POD=$(kubectl get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})

在 Istio 中配置外部服务

通过配置 Istio ServiceEntry，可以从 Istio 集群中访问任何可公开访问的服务。这里我们会使用 httpbin.org 以及 www.google.com 进行试验。

配置外部服务

  • 创建一个 ServiceEntry 对象，放行对一个外部 HTTP 服务的访问：
  1. $ kubectl apply -f - <<EOF
  2. apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
  3. kind: ServiceEntry
  4. metadata:
  5.   name: httpbin-ext
  6. spec:
  7.   hosts:
  8.   - httpbin.org
  9.   ports:
  10.   - number: 80
  11.     name: http
  12.     protocol: HTTP
  13.   resolution: DNS
  14.   location: MESH_EXTERNAL
  15. EOF
  • 创建一个 ServiceEntry 以及 VirtualService，允许访问外部 HTTPS 服务。注意：包括 HTTPS 在内的 TLS 协议，在 ServiceEntry 之外，还需要创建 TLS VirtualService。
  1. $ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep sh
  • 向外部 HTTP 服务发出请求：
  1. $ curl http://httpbin.org/headers

配置外部 HTTPS 服务

  • 创建一个 ServiceEntry 以允许访问外部 HTTPS 服务。对于 TLS 协议（包括 HTTPS），除了 ServiceEntry 之外，还需要 VirtualService。 没有 VirtualService, ServiceEntry 所暴露的服务将不被定义。VirtualService 必须在 match 子句中包含 tls 规则和 sni_hosts 以启用 SNI 路由。
  1. $ kubectl apply -f - <<EOF
  2. apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
  3. kind: ServiceEntry
  4. metadata:
  5.   name: google
  6. spec:
  7.   hosts:
  8.   - www.google.com
  9.   ports:
  10.   - number: 443
  11.     name: https
  12.     protocol: HTTPS
  13.   resolution: DNS
  14.   location: MESH_EXTERNAL
  15. ---
  16. apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
  17. kind: VirtualService
  18. metadata:
  19.   name: google
  20. spec:
  21.   hosts:
  22.   - www.google.com
  23.   tls:
  24.   - match:
  25.     - port: 443
  26.       sni_hosts:
  27.       - www.google.com
  28.     route:
  29.     - destination:
  30.         host: www.google.com
  31.         port:
  32.           number: 443
  33.       weight: 100
  34. EOF
  • 执行 sleep service 源 pod：
  1. $ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep sh
  • 向外部 HTTPS 服务发出请求：
  1. $ curl https://www.google.com

为外部服务设置路由规则

通过 ServiceEntry 访问外部服务的流量，和网格内流量类似，都可以进行 Istio 路由规则 的配置。下面我们使用 istioctl 为 httpbin.org 服务设置一个超时规则。

  • 在测试 Pod 内部，使用 curl 调用 httpbin.org 这一外部服务的 /delay 端点：
  1. $ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep sh
  2. $ time curl -o /dev/null -s -w "%{http_code}\n" http://httpbin.org/delay/5
  3. 200
  5. real    0m5.024s
  6. user    0m0.003s
  7. sys     0m0.003s

这个请求会在大概五秒钟左右返回一个内容为 200 (OK) 的响应。

  • 退出测试 Pod，使用 kubectl 为 httpbin.org 外部服务的访问设置一个 3 秒钟的超时：
  1. $ kubectl apply -f - <<EOF
  2. apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
  3. kind: VirtualService
  4. metadata:
  5.   name: httpbin-ext
  6. spec:
  7.   hosts:
  8.     - httpbin.org
  9.   http:
  10.   - timeout: 3s
  11.     route:
  12.       - destination:
  13.           host: httpbin.org
  14.         weight: 100
  15. EOF
  • 等待几秒钟之后，再次发起 curl 请求：
  1. $ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep sh
  2. $ time curl -o /dev/null -s -w "%{http_code}\n" http://httpbin.org/delay/5
  3. 504
  5. real    0m3.149s
  6. user    0m0.004s
  7. sys     0m0.004s

这一次会在 3 秒钟之后收到一个内容为 504 (Gateway Timeout) 的响应。虽然 httpbin.org 还在等待他的 5 秒钟，Istio 却在 3 秒钟的时候切断了请求。

直接调用外部服务

如果想要跳过 Istio，直接访问某个 IP 范围内的外部服务，就需要对 Envoy sidecar 进行配置，阻止 Envoy 对外部请求的劫持。可以在 Helm 中设置 global.proxy.includeIPRanges 变量，然后使用 kubectl apply 命令来更新名为 istio-sidecar-injector 的 Configmap。在 istio-sidecar-injector 更新之后，global.proxy.includeIPRanges 会在所有未来部署的 Pod 中生效。

使用 global.proxy.includeIPRanges 变量的最简单方式就是把内部服务的 IP 地址范围传递给它，这样就在 Sidecar proxy 的重定向列表中排除掉了外部服务的地址了。

内部服务的 IP 范围取决于集群的部署情况。例如 Minikube 中这一范围是 10.0.0.1/24，这个配置中，就应该这样更新 istio-sidecar-injector：

  1. $ helm template install/kubernetes/helm/istio <安装 Istio 时所使用的参数> --set global.proxy.includeIPRanges="10.0.0.1/24" -x templates/sidecar-injector-configmap.yaml | kubectl apply -f -

注意这里应该使用和之前部署 Istio 的时候同样的 Helm 命令，尤其是 —namespace 参数。在安装 Istio 原有命令的基础之上，加入 —set global.proxy.includeIPRanges="10.0.0.1/24" -x templates/sidecar-injector-configmap.yaml 即可。

和前面一样，重新部署 sleep 应用。

确定 global.proxy.includeIPRanges 的值

根据集群部署情况为 global.proxy.includeIPRanges 赋值。

IBM Cloud Private

  • 从 IBM Cloud Private 配置文件（cluster/config.yaml）中获取 service_cluster_ip_range。
  1. $ cat cluster/config.yaml | grep service_cluster_ip_range

会输出类似内容：

  1. service_cluster_ip_range: 10.0.0.1/24
  • 使用 —set global.proxy.includeIPRanges="10.0.0.1/24"

IBM Cloud Kubernetes Service

使用 —set global.proxy.includeIPRanges="172.30.0.0/16\,172.21.0.0/16\,10.10.10.0/24"

Google Container Engine (GKE)

这个范围是不确定的，所以需要运行 gcloud container clusters describe 命令来获取范围的具体定义，例如：

  1. $ gcloud container clusters describe XXXXXXX --zone=XXXXXX | grep -e clusterIpv4Cidr -e servicesIpv4Cidr
  2. clusterIpv4Cidr: 10.4.0.0/14
  3. servicesIpv4Cidr: 10.7.240.0/20

使用 —set global.proxy.includeIPRanges="10.4.0.0/14\,10.7.240.0/20"

Azure Container Service(ACS)

使用 —set global.proxy.includeIPRanges="10.244.0.0/16\,10.240.0.0/16

Minikube

使用 —set global.proxy.includeIPRanges="10.0.0.1/24"

Docker For Desktop

使用 —set global.proxy.includeIPRanges="10.96.0.0/12"

Bare Metal

使用 service-cluster-ip-range 的值。它没有固定值，但默认值为 10.96.0.0/12 。要确定您的实际值：

  1. $ kubectl describe pod kube-apiserver -n kube-system | grep 'service-cluster-ip-range'
  2.       --service-cluster-ip-range=10.96.0.0/12

访问外部服务

更新了 ConfigMap istio-sidecar-injector 并且重新部署了 sleep 应用之后，Istio sidecar 就应该只劫持和管理集群内部的请求了。任意的外部请求都会简单的绕过 Sidecar，直接访问目的地址。

  1. $ export SOURCE_POD=$(kubectl get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})
  2. $ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep curl http://httpbin.org/headers

理解原理

这个任务中，我们使用两种方式从 Istio 服务网格内部来完成对外部服务的调用：

  • 使用 ServiceEntry (推荐方式)

  • 配置 Istio sidecar，从它的重定向 IP 表中排除外部服务的 IP 范围

第一种方式（ServiceEntry）中，网格内部的服务不论是访问内部还是外部的服务，都可以使用同样的 Istio 服务网格的特性。我们通过为外部服务访问设置超时规则的例子，来证实了这一优势。

第二种方式越过了 Istio sidecar proxy，让服务直接访问到对应的外部地址。然而要进行这种配置，需要了解云供应商特定的知识和配置。

清理

  • 删除规则：
  1. $ kubectl delete serviceentry httpbin-ext google
  2. $ kubectl delete virtualservice httpbin-ext google

Zip

  1. $ kubectl delete -f @samples/sleep/sleep.yaml@
  • 更新 ConfigMap istio-sidecar-injector，要求 Sidecar 转发所有外发流量：
  1. $ helm template install/kubernetes/helm/istio <安装 Istio 时所使用的参数> -x templates/sidecar-injector-configmap.yaml | kubectl apply -f -