TCP 流量转移

本任务展示了如何将 TCP 流量从微服务的一个版本迁移到另一个版本。

一个常见的用例是将 TCP 流量从微服务的旧版本逐步迁移到新版本。 在 Istio 中，您可以通过配置一系列路由规则来实现此目标，这些规则将一定比例的 TCP 流量从一个目的地重定向到另一个目的地。

在此任务中，您将会把 100% 的 TCP 流量分配到 tcp-echo:v1。 接着，再通过配置 Istio 路由权重把 20% 的 TCP 流量分配到 tcp-echo:v2。

Istio 包括了对 Kubernetes Gateway API 的 Beta 支持， 打算未来使其成为流量管理的默认 API。 以下说明指导您在网格中配置流量管理时如何选择使用 Gateway API 或 Istio 配置 API。 请按照您的首选项遵循 Gateway API 或 Istio APIs 页签中的指示说明。

请注意，Kubernetes Gateway API CRD 不会默认安装在大多数 Kubernetes 集群上， 因此请确保在使用 Gateway API 之前已安装好这些 CRD：

  1. $ kubectl get crd gateways.gateway.networking.k8s.io &> /dev/null || \
  2.   { kubectl kustomize "github.com/kubernetes-sigs/gateway-api/config/crd?ref=v0.8.0" | kubectl apply -f -; }

本文使用 Kubernetes Gateway API 的实验性功能。 需要使用 Alpha 版本的 CRD。在继续执行此任务之前，请确保：

  1. 安装 Gateway API CRD 的 Alpha 版本：

    1. $ kubectl kustomize "github.com/kubernetes-sigs/gateway-api/config/crd/experimental?ref=v0.8.0" | kubectl apply -f -

  2. 安装 Istio 时，通过将 PILOT_ENABLE_ALPHA_GATEWAY_API 环境变量设置为 true 使 Istio 读取 Alpha 版本的资源：

    1. $ istioctl install --set values.pilot.env.PILOT_ENABLE_ALPHA_GATEWAY_API=true --set profile=minimal -y

开始之前

设置测试环境

  1. 首先，创建一个命名空间用于测试 TCP 流量迁移。

    1. $ kubectl create namespace istio-io-tcp-traffic-shifting

  2. 部署 sleep 示例应用程序，作为发送请求的测试源。

    Zip

    1. $ kubectl apply -f @samples/sleep/sleep.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

  3. 部署 tcp-echo 微服务的 v1 和 v2 版本。

    Zip

    1. $ kubectl apply -f @samples/tcp-echo/tcp-echo-services.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

应用基于权重的 TCP 路由

  1. 将所有 TCP 流量路由到微服务 tcp-echo 的 v1 版本。

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  1. $ kubectl apply -f @samples/tcp-echo/tcp-echo-all-v1.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

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  1. $ kubectl apply -f @samples/tcp-echo/gateway-api/tcp-echo-all-v1.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting
  1. 确定 Ingress IP 和端口：

遵循确定 Ingress IP 和端口中的指示说明来设置 TCP_INGRESS_PORT 和 INGRESS_HOST 环境变量。

使用以下命令设置 SECURE_INGRESS_PORT 和 INGRESS_HOST 环境变量：

  1. $ kubectl wait --for=condition=programmed gtw tcp-echo-gateway -n istio-io-tcp-traffic-shifting
  2. $ export INGRESS_HOST=$(kubectl get gtw tcp-echo-gateway -n istio-io-tcp-traffic-shifting -o jsonpath='{.status.addresses[0].value}')
  3. $ export TCP_INGRESS_PORT=$(kubectl get gtw tcp-echo-gateway -n istio-io-tcp-traffic-shifting -o jsonpath='{.spec.listeners[?(@.name=="tcp-31400")].port}')

  1. 通过发送一些 TCP 流量来确认 tcp-echo 服务已启动且正在运行。

    1. $ export SLEEP=$(kubectl get pod -l app=sleep -n istio-io-tcp-traffic-shifting -o jsonpath={.items..metadata.name})
    2. $ for i in {1..20}; do \
    3. kubectl exec "$SLEEP" -c sleep -n istio-io-tcp-traffic-shifting -- sh -c "(date; sleep 1) | nc $INGRESS_HOST $TCP_INGRESS_PORT"; \
    4. done
    5. one Mon Nov 12 23:24:57 UTC 2022
    6. one Mon Nov 12 23:25:00 UTC 2022
    7. one Mon Nov 12 23:25:02 UTC 2022
    8. one Mon Nov 12 23:25:05 UTC 2022
    9. one Mon Nov 12 23:25:07 UTC 2022
    10. one Mon Nov 12 23:25:10 UTC 2022
    11. one Mon Nov 12 23:25:12 UTC 2022
    12. one Mon Nov 12 23:25:15 UTC 2022
    13. one Mon Nov 12 23:25:17 UTC 2022
    14. one Mon Nov 12 23:25:19 UTC 2022
    15. ...

    请注意，所有时间戳都有一个前缀 “one”，说明所有流量都被路由到 tcp-echo Service 的 v1 版本。

  2. 通过以下命令，将 20% 流量从 tcp-echo:v1 迁移到 tcp-echo:v2：

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  1. $ kubectl apply -f @samples/tcp-echo/tcp-echo-20-v2.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

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  1. $ kubectl apply -f @samples/tcp-echo/gateway-api/tcp-echo-20-v2.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting
  1. 等几秒让新规则传播并确认规则已被替换：
  1. $ kubectl get virtualservice tcp-echo -o yaml -n istio-io-tcp-traffic-shifting
  2. apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
  3. kind: VirtualService
  4.   ...
  5. spec:
  6.   ...
  7.   tcp:
  8.   - match:
  9.     - port: 31400
  10.     route:
  11.     - destination:
  12.         host: tcp-echo
  13.         port:
  14.           number: 9000
  15.         subset: v1
  16.       weight: 80
  17.     - destination:
  18.         host: tcp-echo
  19.         port:
  20.           number: 9000
  21.         subset: v2
  22.       weight: 20
  1. $ kubectl get tcproute tcp-echo -o yaml -n istio-io-tcp-traffic-shifting
  2. apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1alpha2
  3. kind: TCPRoute
  4.   ...
  5. spec:
  6.   parentRefs:
  7.   - group: gateway.networking.k8s.io
  8.     kind: Gateway
  9.     name: tcp-echo-gateway
  10.     sectionName: tcp-31400
  11.   rules:
  12.   - backendRefs:
  13.     - group: ""
  14.       kind: Service
  15.       name: tcp-echo-v1
  16.       port: 9000
  17.       weight: 80
  18.     - group: ""
  19.       kind: Service
  20.       name: tcp-echo-v2
  21.       port: 9000
  22.       weight: 20
  23. ...

  1. 发送更多 TCP 流量到 tcp-echo 微服务。

    1. $ export SLEEP=$(kubectl get pod -l app=sleep -n istio-io-tcp-traffic-shifting -o jsonpath={.items..metadata.name})
    2. $ for i in {1..20}; do \
    3. kubectl exec "$SLEEP" -c sleep -n istio-io-tcp-traffic-shifting -- sh -c "(date; sleep 1) | nc $INGRESS_HOST $TCP_INGRESS_PORT"; \
    4. done
    5. one Mon Nov 12 23:38:45 UTC 2022
    6. two Mon Nov 12 23:38:47 UTC 2022
    7. one Mon Nov 12 23:38:50 UTC 2022
    8. one Mon Nov 12 23:38:52 UTC 2022
    9. one Mon Nov 12 23:38:55 UTC 2022
    10. two Mon Nov 12 23:38:57 UTC 2022
    11. one Mon Nov 12 23:39:00 UTC 2022
    12. one Mon Nov 12 23:39:02 UTC 2022
    13. one Mon Nov 12 23:39:05 UTC 2022
    14. one Mon Nov 12 23:39:07 UTC 2022
    15. ...

    请注意，大约 20% 的时间戳带有前缀 “two”，说明 80% 的 TCP 流量被路由到 tcp-echo Service 的 v1 版本，而 20% 的流量被路由到 v2 版本。

理解原理

这个任务中，使用 Istio 路由权重特性将 tcp-echo 服务的 TCP 流量从旧版本迁移到了新版本。请注意，这与使用容器编排平台的部署功能进行版本迁移完全不同， 后者（容器编排平台）使用了实例扩容来管理流量。

在 Istio 中，可以对 tcp-echo 服务的两个版本进行独立扩容和缩容， 这个过程不会影响两个服务版本之间的流量分配。

有关不同版本间流量管理及自动扩缩的更多信息，请查看使用 Istio 进行金丝雀部署这篇博文。

清理

  1. 移除路由规则：

Zip

  1. $ kubectl delete -f @samples/tcp-echo/tcp-echo-all-v1.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

Zip

  1. $ kubectl delete -f @samples/tcp-echo/gateway-api/tcp-echo-all-v1.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

  1. 移除 sleep 样例、tcp-echo 应用和测试命名空间：

    ZipZip

    1. $ kubectl delete -f @samples/sleep/sleep.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting
    2. $ kubectl delete -f @samples/tcp-echo/tcp-echo-services.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting
    3. $ kubectl delete namespace istio-io-tcp-traffic-shifting