配置问题诊断

Istio 提供了两个非常有价值的命令，用于协助对流量管理方面的配置问题进行诊断：proxy-status 和 proxy-config。

proxy-status 命令可以获取网格的概要信息，可以用来确定代理服务器导致的问题；而 proxy-config 命令则可以用来观察 Envoy 的配置并对问题进行诊断。

要试用下面的命令，首先要满足下列两个条件中的一个：

  • 一个部署了 Istio 和 Bookinfo 的 Kubernetes 集群（例如使用安装步骤中所写的 istio.yaml 完成 Istio 的安装，并完成 Bookinfo 应用部署）。或者

  • Kubernetes 环境下的 Istio 网格上运行自己的应用。

获取网格的概要情况

proxy-status 命令能够用来获取网格的概要情况。如果怀疑某个 Sidecar 无法获取配置，或者同步失败，就可以用这个命令来进行验证。

  1. $ istioctl proxy-status
  2. PROXY                                                  CDS        LDS        EDS               RDS          PILOT
  3. details-v1-6dcc6fbb9d-wsjz4.default                    SYNCED     SYNCED     SYNCED (100%)     SYNCED       istio-pilot-75bdf98789-tfdvh
  4. istio-egressgateway-c49694485-l9d5l.istio-system       SYNCED     SYNCED     SYNCED (100%)     NOT SENT     istio-pilot-75bdf98789-tfdvh
  5. istio-ingress-6458b8c98f-7ks48.istio-system            SYNCED     SYNCED     SYNCED (100%)     NOT SENT     istio-pilot-75bdf98789-n2kqh
  6. istio-ingressgateway-7d6874b48f-qxhn5.istio-system     SYNCED     SYNCED     SYNCED (100%)     SYNCED       istio-pilot-75bdf98789-n2kqh
  7. productpage-v1-6c886ff494-hm7zk.default                SYNCED     SYNCED     SYNCED (100%)     STALE        istio-pilot-75bdf98789-n2kqh
  8. ratings-v1-5d9ff497bb-gslng.default                    SYNCED     SYNCED     SYNCED (100%)     SYNCED       istio-pilot-75bdf98789-n2kqh
  9. reviews-v1-55d4c455db-zjj2m.default                    SYNCED     SYNCED     SYNCED (100%)     SYNCED       istio-pilot-75bdf98789-n2kqh
  10. reviews-v2-686bbb668-99j76.default                     SYNCED     SYNCED     SYNCED (100%)     SYNCED       istio-pilot-75bdf98789-tfdvh
  11. reviews-v3-7b9b5fdfd6-4r52s.default                    SYNCED     SYNCED     SYNCED (100%)     SYNCED       istio-pilot-75bdf98789-n2kqh

如果一个代理没有出现在这个列表上，就说明该代理目前没有连接到 Pilot 实例上，不会接到任何配置。

  • SYNCED：Envoy 已经接收到了 Pilot 发送的最新配置。
  • SYNCED (100%)：Envoy 成功的同步了集群内的所有端点。
  • NOT SENT：Pilot 尚未向 Envoy 发送任何数据，这通常是因为 Pilot 没有需要发送的内容。
  • STALE：Pilot 已经向 Envoy 发出了更新，但是还没有收到响应。这很可能意味着 Envoy 和 Pilot 之间的网络存在故障，或者是 Istio 自身的 Bug。

获取 Envoy 和 Istio Pilot 之间的配置差异

proxy-status 命令还可以通过一个 Proxy ID 作为输入，来获取 Envoy 已经载入的配置和 Pilot 将要发送的配置之间的差异，这有助于识别同步失败的问题，并且对原因分析也有帮助。

  1. $ istioctl proxy-status details-v1-6dcc6fbb9d-wsjz4.default
  2. --- Pilot Clusters
  3. +++ Envoy Clusters
  4. @@ -374,36 +374,14 @@
  5.              "edsClusterConfig": {
  6.                 "edsConfig": {
  7.                    "ads": {
  9.                    }
  10.                 },
  11.                 "serviceName": "outbound|443||public-cr0bdc785ce3f14722918080a97e1f26be-alb1.kube-system.svc.cluster.local"
  12. -            },
  13. -            "connectTimeout": "1.000s",
  14. -            "circuitBreakers": {
  15. -               "thresholds": [
  16. -                  {
  17. -
  18. -                  }
  19. -               ]
  20. -            }
  21. -         }
  22. -      },
  23. -      {
  24. -         "cluster": {
  25. -            "name": "outbound|53||kube-dns.kube-system.svc.cluster.local",
  26. -            "type": "EDS",
  27. -            "edsClusterConfig": {
  28. -               "edsConfig": {
  29. -                  "ads": {
  30. -
  31. -                  }
  32. -               },
  33. -               "serviceName": "outbound|53||kube-dns.kube-system.svc.cluster.local"
  34.              },
  35.              "connectTimeout": "1.000s",
  36.              "circuitBreakers": {
  37.                 "thresholds": [
  38.                    {
  40.                    }
  42. Listeners Match
  43. Routes Match

这些内容中不难发现，监听器和路由都是匹配的，但是集群定义未能同步。

深入了解 Envoy 配置

proxy-config 命令能够用来查看某个 Envoy 实例的配置。通过对 Istio 配置和自定义资源的查看不能确诊问题时，这个命令会大有帮助。要获取网格中一个 Pod 的集群、监听器和路由的概要信息，只要使用如下命令（可以根据需要把 clusters 替换为 listeners 或者 routes）：

  1. $ istioctl proxy-config clusters -n istio-system istio-ingressgateway-7d6874b48f-qxhn5
  2. SERVICE FQDN                                                                     PORT      SUBSET     DIRECTION     TYPE
  3. BlackHoleCluster                                                                 -         -          -             STATIC
  4. details.default.svc.cluster.local                                                9080      -          outbound      EDS
  5. heapster.kube-system.svc.cluster.local                                           80        -          outbound      EDS
  6. istio-citadel.istio-system.svc.cluster.local                                     8060      -          outbound      EDS
  7. istio-citadel.istio-system.svc.cluster.local                                     10514      -         outbound      EDS
  8. istio-egressgateway.istio-system.svc.cluster.local                               80        -          outbound      EDS
  9. ...

要对 Envoy 进行除错，首先要了解一下 Envoy 的集群、监听器、路由、端点的概念，以及这些对象之间的交互过程。我们会使用 proxy-config 命令的 -o json 参数，并对结果进行过滤，来追踪 Envoy 对请求（从 productpage Pod 发向 reviews Pod 上的 reviews:9080）的决策过程：

  • 如果查询一个 Pod 的监听器概要信息，会看到 Istio 生成了如下的监听器：

    • 0.0.0.0:15001 的监听器会接收所有出入 Pod 的流量，然后将请求转交给一个虚拟监听器。
    • 服务 IP 的虚拟监听器，用于 TCP/HTTPS 的非 HTTP 出站流量。
    • Pod IP 的虚拟监听器，用于暴露入站流量的端口。
    • 0.0.0.0 的虚拟监听器用于出站的 HTTP 流量。
  1. $ istioctl proxy-config listeners productpage-v1-6c886ff494-7vxhs
  2. ADDRESS            PORT      TYPE
  3. 172.21.252.250     15005     TCP <--+
  4. 172.21.252.250     15011     TCP    |
  5. 172.21.79.56       42422     TCP    |
  6. 172.21.160.5       443       TCP    |
  7. 172.21.157.6       443       TCP    |
  8. 172.21.117.222     443       TCP    |
  9. 172.21.0.10        53        TCP    |
  10. 172.21.126.131     443       TCP    |   Receives outbound non-HTTP traffic for relevant IP:PORT pair from listener `0.0.0.0_15001`
  11. 172.21.160.5       31400     TCP    |
  12. 172.21.81.159      9102      TCP    |
  13. 172.21.0.1         443       TCP    |
  14. 172.21.126.131     80        TCP    |
  15. 172.21.119.8       443       TCP    |
  16. 172.21.112.64      80        TCP    |
  17. 172.21.179.54      443       TCP    |
  18. 172.21.165.197     443       TCP <--+
  19. 0.0.0.0            9090      HTTP <-+
  20. 0.0.0.0            8060      HTTP   |
  21. 0.0.0.0            15010     HTTP   |
  22. 0.0.0.0            15003     HTTP   |
  23. 0.0.0.0            15004     HTTP   |
  24. 0.0.0.0            10514     HTTP   |   Receives outbound HTTP traffic for relevant port from listener `0.0.0.0_15001`
  25. 0.0.0.0            15007     HTTP   |
  26. 0.0.0.0            8080      HTTP   |
  27. 0.0.0.0            9091      HTTP   |
  28. 0.0.0.0            9080      HTTP   |
  29. 0.0.0.0            80        HTTP <-+
  30. 0.0.0.0            15001     TCP    // Receives all inbound and outbound traffic to the pod from IP tables and hands over to virtual listener
  31. 172.30.164.190     9080      HTTP   // Receives all inbound traffic on 9080 from listener `0.0.0.0_15001`
  • 由上边的概要信息可以看出，每个 Sidecar 都有一个绑定到 0.0.0.0:15001 的监听器，IP tables 会路由 Pod 中所有的入站和出站流量到这一地址。这个监听器的 useOriginalDst 设置为 True，表明他会根据原始目的地来选择监听器，并将流量转发给最合适的监听器。如果找不到匹配的虚拟监听器，就会把请求发送给 BlackHoleCluster，它会返回一个 404。
  1. $ istioctl proxy-config listeners productpage-v1-6c886ff494-7vxhs --port 15001 -o json
  2. {
  3.     "name": "virtual",
  4.     "address": {
  5.         "socketAddress": {
  6.             "address": "0.0.0.0",
  7.             "portValue": 15001
  8.         }
  9.     },
  10.     "filterChains": [
  11.         {
  12.             "filters": [
  13.                 {
  14.                     "name": "envoy.tcp_proxy",
  15.                     "config": {
  16.                         "cluster": "BlackHoleCluster",
  17.                         "stat_prefix": "BlackHoleCluster"
  18.                     }
  19.                 }
  20.             ]
  21.         }
  22.     ],
  23.     "useOriginalDst": true
  24. }
  • 我们的请求是一个出站的 HTTP 请求，目标是 9080，因此这个请求应该提交给 0.0.0.0:9080 虚拟监听器。这个监听器会在它的 RDS 中查找路由配置，这个例子中，就是在 Pilot（通过 ADS）配置的 RDS 信息中查找 9080。
  1. $ istioctl proxy-config listeners productpage-v1-6c886ff494-7vxhs -o json --address 0.0.0.0 --port 9080
  2. ...
  3. "rds": {
  4.     "config_source": {
  5.         "ads": {}
  6.     },
  7.     "route_config_name": "9080"
  8. }
  9. ...
  • 9080 路由配置在每个服务中只有一个虚拟主机。我们的请求是发向 reviews 服务的，所有 Envoy 会选择符合请求域名的虚拟主机。选定虚拟主机之后，Envoy 会选择匹配该请求的第一条路由。这里没有定义任何的高级路由，所以只有一个匹配所有请求的路由。这个路由告诉 Envoy 发送请求到 outbound|9080||reviews.default.svc.cluster.local 集群。
  1. $ istioctl proxy-config routes productpage-v1-6c886ff494-7vxhs --name 9080 -o json
  2. [
  3.     {
  4.         "name": "9080",
  5.         "virtualHosts": [
  6.             {
  7.                 "name": "reviews.default.svc.cluster.local:9080",
  8.                 "domains": [
  9.                     "reviews.default.svc.cluster.local",
  10.                     "reviews.default.svc.cluster.local:9080",
  11.                     "reviews",
  12.                     "reviews:9080",
  13.                     "reviews.default.svc.cluster",
  14.                     "reviews.default.svc.cluster:9080",
  15.                     "reviews.default.svc",
  16.                     "reviews.default.svc:9080",
  17.                     "reviews.default",
  18.                     "reviews.default:9080",
  19.                     "172.21.152.34",
  20.                     "172.21.152.34:9080"
  21.                 ],
  22.                 "routes": [
  23.                     {
  24.                         "match": {
  25.                             "prefix": "/"
  26.                         },
  27.                         "route": {
  28.                             "cluster": "outbound|9080||reviews.default.svc.cluster.local",
  29.                             "timeout": "0.000s"
  30.                         },
  31. ...
  • 这个集群被配置从 Pilot（通过 ADS）获取端点列表。所以 Envoy 会使用 serviceName 字段作为关键字在端点列表中进行查找，然后将请求转发给查出来的端点中的一个。
  1. $ istioctl proxy-config clusters productpage-v1-6c886ff494-7vxhs --fqdn reviews.default.svc.cluster.local -o json
  2. [
  3.     {
  4.         "name": "outbound|9080||reviews.default.svc.cluster.local",
  5.         "type": "EDS",
  6.         "edsClusterConfig": {
  7.             "edsConfig": {
  8.                 "ads": {}
  9.             },
  10.             "serviceName": "outbound|9080||reviews.default.svc.cluster.local"
  11.         },
  12.         "connectTimeout": "1.000s",
  13.         "circuitBreakers": {
  14.             "thresholds": [
  15.                 {}
  16.             ]
  17.         }
  18.     }
  19. ]
  • 可以使用 proxy-config endpoints 命令来查看当前集群的可用端点。
  1. $ istioctl proxy-config endpoints productpage-v1-6c886ff494-7vxhs --cluster outbound|9080||reviews.default.svc.cluster.local
  2. ENDPOINT             STATUS      CLUSTER
  3. 172.17.0.17:9080     HEALTHY     outbound|9080||reviews.default.svc.cluster.local
  4. 172.17.0.18:9080     HEALTHY     outbound|9080||reviews.default.svc.cluster.local
  5. 172.17.0.5:9080      HEALTHY     outbound|9080||reviews.default.svc.cluster.local

观察启动配置

我们已经了解了不少关于（绝大多数）来自于 Pilot 的配置方面的内容，Envoy 自身还有一些启动配置，例如在哪里查找 Pilot。用下面的命令可以查看这些信息：

  1. $ istioctl proxy-config bootstrap -n istio-system istio-ingressgateway-7d6874b48f-qxhn5
  2. {
  3.     "bootstrap": {
  4.         "node": {
  5.             "id": "router~172.30.86.14~istio-ingressgateway-7d6874b48f-qxhn5.istio-system~istio-system.svc.cluster.local",
  6.             "cluster": "istio-ingressgateway",
  7.             "metadata": {
  8.                     "POD_NAME": "istio-ingressgateway-7d6874b48f-qxhn5",
  9.                     "istio": "sidecar"
  10.                 },
  11.             "buildVersion": "0/1.8.0-dev//RELEASE"
  12.         },
  13. ...

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