Istio 0.8 的 Helm Chart 解析

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儿童节期间,拖拉了一个多月的 Istio 0.8 正式发布了,这可能是 Istio 1.0 之前的最后一个 LTS 版本,意义重大。

新版本中,原来的 Kubernetes 安装文件 install/kubernetes/istio.yaml,变成了 install/kubernetes/istio-demo.yaml,是的,你没看错,这个 LTS 的安装文件名字叫 demo。查看了一下文档,大概察觉到不靠谱的 Istio 发布组的意图了:这个项目的组件相对比较复杂,原有的一些选项是靠 ConfigMap 以及 istioctl 分别调整的,现在通过重新设计的 Helm Chart,安装选项用 values.yml 或者 helm 命令行的方式来进行集中管理了。下面就由看看 Istio 的 Helm Chart 的安装部署及其结构。

使用 Helm 安装 Istio

安装包内的 Helm 目录中包含了 Istio 的 Chart,官方提供了两种方法:

  • 用 Helm 生成 istio.yaml,然后自行安装。
  • 用 Tiller 直接安装。

很明显,两种方法并没有什么本质区别。例如第一个命令:

helm template install/kubernetes/helm/istio \
    --name istio --namespace  \
    istio-system > $HOME/istio.yaml

这里说的是使用 install/kubernetes/helm/istio 目录中的 Chart 进行渲染,生成的内容保存到 $HOME/istio.yaml 文件之中。而第二个命令

helm template install/kubernetes/helm/istio \
    --name istio --namespace istio-system \
    --set sidecarInjectorWebhook.enabled=false > $HOME/istio.yaml

只是设置了 Chart 中的一个变量 sidecarInjectorWebhook.enabled 为 False。从而禁止自动注入属性生效。

我们照猫画虎,看看命令二的结果提交到 Kubernetes 中会发生什么事情。

helm template install/kubernetes/helm/istio --name istio \
--namespace istio-system --set sidecarInjectorWebhook.enabled=false > $HOME/istio.yaml

kubectl create namespace istio-system
kubectl create -f $HOME/istio.yaml

根据不同的网络情况,可能需要几分钟的等待,最后会看到这些 Pod 在运行:

istio-citadel-ff5696f6f-h4rdz
istio-cleanup-old-ca-rp5p6
istio-egressgateway-58d98d898c-5jnpz
istio-ingress-6fb78f687f-wsl5q
istio-ingressgateway-6bc7c7c4bc-hhrh7
istio-mixer-post-install-d2kl5
istio-pilot-6c5c6b586c-dqv2w
istio-policy-5c7fbb4b9f-xmv6f
istio-statsd-prom-bridge-6dbb7dcc7f-27tx7
istio-telemetry-54b5bf4847-9gpr7
prometheus-586d95b8d9-gb846
  1. 过去的 istio-ca 现已更名 istio-citadel。
  2. istio-cleanup-old-ca 是一个 job,用于清理过去的 Istio 遗留下来的 CA 部署(包括 sa、deploy 以及 svc 三个对象)。
  3. istio-mixer-post-install 同样也是一个 job,和上面的 Job 一样,简单的调用 kubectl 创建第三方资源,从而避免了之前的 CDR 需要重复创建的尴尬状况。
  4. egressgateway、ingress 以及 ingressgateway,可以看出边缘部分的变动很大,以后会另行发文。
  5. 和从前不同,缺省已经打开了监控界面。

Helm Chart 的安装配置

下面的配置项目,都可以使用 helm 的 --set key=value 来设置,可以重复使用,用来设置多个值。

选项说明缺省值
global.hub绝大部分镜像所在的镜像库地址docker.io/istionightly
global.tagIstio 使用的绝大部分镜像的 Tagcircleci-nightly
global.proxy.image指定 Proxy 的镜像名称proxyv2
global.imagePullPolicy镜像拉取策略IfNotPresent
global.controlPlaneSecurityEnabled控制面是否启动 mTLSfalse
global.mtls.enabled服务间是否缺省启用 mTLSfalse
global.mtls.mtlsExcludedServices禁用 mTLS 的 FQDN 列表- kubernetes.default.svc.cluster.local
global.rbacEnabled是否创建 RBAC 规则true
global.refreshIntervalMesh 发现间隔10s
global.arch.amd64amd64 架构中的调度策略,0:never;1: least preferred;2:no preference;3:most preferred2
global.arch.s390xamd64 架构中的调度策略,0:never;1: least preferred;2:no preference;3:most preferred2
global.arch.ppc64leamd64 架构中的调度策略,0:never;1: least preferred;2:no preference;3:most preferred2
galley.enabled是否安装 Galley 用于进行服务端的配置验证,需要 1.9 版本以上的 Kubernetesfalse

上面的内容来自官方文档,其实这是不符合实际情况的(Istio 用户的日常)。在 install/kubernetes/helm/istio/values.yaml 中,包含这一发行版本中的所有的缺省值。可以直接修改或者新建 values.yaml,并在 helm 命令行使用 -f my-values.yaml 参数来生成自行定制的 istio.yaml

解读 Istio Helm Chart 中的模块

打开 Istio 的 Chart 之后,发现其中并没有任何组件的内容,只有两个 Configmap 对象的模板。其安装主体再次很非主流的通过依赖 Chart 的方式实现了完全的模块化。因此这个 Chart 的主体,实际上是 requirements.yaml,打开这个文件,会看到规规矩矩的列出很多模块,例如:

  - name: sidecarInjectorWebhook
    version: 0.8.0
    # repository: file://../sidecarInjectorWebhook
    condition: sidecarInjectorWebhook.enabled

这表明在 sidecarInjectorWebhook 取值为 enabled 的时候,就渲染这一模板。因此这里可以看做是模块的启用停用的控制点。这里列出的模块包括:

模块描述
egressgateway外发流量网关
galley在 K8S 服务端验证 Istio 的 CRD 资源的合法性
grafanaDashboard
ingressIngress Controller
ingressgatewayIngress Gateway
mixerMixer
pilotPilot
prometheusPrometheus
security安全相关内容
servicegraph调用关系图
sidecarInjectorWebhook自动注入
tracingZipkin Jeager 的跟踪服务

下面逐一做一下简要说明

egressgateway

外发通信的网关。

他的设置保存在 values.yamlegressgateway 一节中(都是保存在同名分支下,后面不再重复)。部署内容包括:

  • Deployment 和 Service:一个 proxy。
  • HPA
  • RBAC 相关内容

可定制项目包括:

  • 服务端口和类型
  • HPA 实例数量上下限
  • 资源限制

galley

之前的 istio 版本中,只能通过 istioctl 验证 Istio 相关 CRD 的有效性,这个模块提供一个在服务端验证 CRD 的方法,他的部署内容包含:

  • Deployement 和 Service。
  • RBAC 相关
  • 用于 CRD 校验的 ValidatingWebhookConfiguration 对象。

校验目标包含 Pilot(例如 destinationpolicies 和 routerules)和 Mixer(例如 memquotas 和 prometheuses)两类 CRD。

grafana

一个带有 Istio 定制 Dashboard 的 Grafana 封装。

实际上将其镜像中的 Dashboard 复制出来就可以在其他 Grafana 实例上运行了。

定制内容的 grafana.ingress.* 中包含 Ingress 的配置,用于外网访问。

ingress

Istio 的 Ingress Controller

具体部署内容和 egresscontroller 基本一致。

ingressgateway

0.8.0 新增功能,为 Ingress 通信提供 Istio rules/destination 等特性。

部署内容和 ingress 类似。

mixer

Mixer 负责的是遥测和前置检查,他的 Chart 相对比较复杂,部署内容包括:

  • 和前面的版本不同,Mixer 的部署分成了两个部分,分别是 Policy 和 Telemetry 两个 Deployment 对象。
  • Service 也同样分成两个,其中 telemetry service 多了一个 prometheus 端口
  • crds.yaml 中包含了 mixer 所支持的所有 crd 定义(例如 memquotas 和 prometheuses)。
  • create-custom-resources-job.yaml 中包含了用于创建 crd 的 Job 对象。

pilot

Pilot 承上启下,负责服务发现和向 Proxy 下发配置。除了常规的 Deployment 和 Service 之外,还包含了 crds.yaml,用于声明 CRD 资源类型(例如 destinationpolicies 和 routerules)。

prometheus

这个组件跟前面的 Grafana 类似,也是一个预定义的镜像。这个模板中的 Configmap 就是 Prometheus 的抓取配置,可以直接用到其他的 Prometheus 实例之中。

security

旧版本中的 Istio-ca

Security 部分的部署内容包括:

  • RBAC
  • Job:使用 kubectl 清理旧版本 istio-ca 实例。
  • Deployment,原 CA。
  • Service:开放两个端口,分别服务于 http 和 gRPC。

servicegraph

Service Graph 支持,和 Grafana 基本一致。

sidecarInjectorWebhook

这一部分的功能是自动为 K8S 对象注入 Envoy。主要包含:

  • Deployment 和 Service
  • RBAC 相关
  • 一个 MutatingWebhookConfiguration 对象,会监听 Pod 的创建事件,用于自动注入。

tracing

Jeager 的跟踪支持,总体情况跟 Prometheus 和 Grafana 等监控组件类似,配置项和暴露服务方面稍有区别:

  • 配置中包含 Jaeger 的环境变量的控制。
  • 开启 jaeger 开关,会启用 Jaeger 的几个服务端口。
崔秀龙

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