架构

Istio 服务网格从逻辑上分为数据平面控制平面

  • 数据平面 由一组智能代理(Envoy)组成, 被部署为 Sidecar。这些代理负责协调和控制微服务之间的所有网络通信。 它们还收集和报告所有网格流量的遥测数据。

  • 控制平面 管理并配置代理来进行流量路由。

下图展示了组成每个平面的不同组件:

The overall architecture of an Istio-based application.

Istio Architecture

组件

以下各节概述了 Istio 的每个核心组件。

Envoy

Istio 使用 Envoy 代理的扩展版本。Envoy 是用 C++ 开发的高性能代理,用于协调服务网格中所有服务的入站和出站流量。Envoy 代理是唯一与数据平面流量交互的 Istio 组件。

Envoy 代理被部署为服务的 Sidecar,在逻辑上为服务增加了 Envoy 的许多内置特性,例如:

  • 动态服务发现
  • 负载均衡
  • TLS 终端
  • HTTP/2 与 gRPC 代理
  • 熔断器
  • 健康检查
  • 基于百分比流量分割的分阶段发布
  • 故障注入
  • 丰富的指标

这种 Sidecar 部署允许 Istio 可以执行策略决策,并提取丰富的遥测数据, 接着将这些数据发送到监视系统以提供有关整个网格行为的信息。

Sidecar 代理模型还允许您向现有的部署添加 Istio 功能,而不需要重新设计架构或重写代码。

由 Envoy 代理启用的一些 Istio 的功能和任务包括:

  • 流量控制功能:通过丰富的 HTTP、gRPC、WebSocket 和 TCP 流量路由规则来执行细粒度的流量控制。
  • 网络弹性特性:重试设置、故障转移、熔断器和故障注入。
  • 安全性和身份认证特性:执行安全性策略,并强制实行通过配置 API 定义的访问控制和速率限制。
  • 基于 WebAssembly 的可插拔扩展模型,允许通过自定义策略执行和生成网格流量的遥测。

Istiod

Istiod 提供服务发现、配置和证书管理。

Istiod 将控制流量行为的高级路由规则转换为 Envoy 特定的配置, 并在运行时将其传播给 Sidecar。Pilot 提取了特定平台的服务发现机制, 并将其综合为一种标准格式,任何符合 Envoy API 的 Sidecar 都可以使用。

Istio 可以支持发现多种环境,如 Kubernetes 或 VM。

您可以使用 Istio 流量管理 API 让 Istiod 重新构造 Envoy 的配置,以便对服务网格中的流量进行更精细的控制。

Istiod 安全通过内置的身份和凭证管理, 实现了强大的服务对服务和终端用户认证。您可以使用 Istio 来升级服务网格中未加密的流量。 使用 Istio,运营商可以基于服务身份而不是相对不稳定的第 3 层或第 4 层网络标识符来执行策略。 此外,您可以使用 Istio 的授权功能控制谁可以访问您的服务。

Istiod 充当证书授权(CA),并生成证书以允许在数据平面中进行安全的 mTLS 通信。