作者 | 王夕寧? 阿里巴巴高級技術專家

導讀：本文摘自于由阿里云高級技術專家王夕寧撰寫的《Istio 服務網格技術解析與實踐》一書，講述了如何使用?Istio?進行多集群部署管理來闡述服務網格對多云環境、多集群即混合部署的支持能力。

前文詳情：
如何使用?Istio?進行多集群部署管理：單控制平面?VPN?連接拓撲

單控制平面拓撲下，多個?Kubernetes?集群共同使用在其中一個集群上運行的單個?Istio?控制平面。控制平面的?Pilot?管理本地和遠程集群上的服務，并為所有集群配置?Envoy Sidecar?代理。

集群感知的服務路由

Istio 1.1?中引入了集群感知的服務路由能力，在單一控制平面拓撲配置下，使用?Istio?的?Split-horizon EDS（水平分割端點發現服務）功能可以通過其入口網關將服務請求路由到其他集群。基于請求源的位置，Istio?能夠將請求路由到不同的端點。

在該配置中，從一個集群中的?Sidecar?代理到同一集群中的服務的請求仍然被轉發到本地服務?IP。如果目標工作負載在其他集群中運行，則使用遠程集群的網關?IP?來連接到該服務。

（集群感知的服務路由）

如圖所示，主集群?cluster1?運行全套的?Istio?控制平面組件，同時集群?cluster2?僅運行?Istio Citadel、Sidecar Injector?和?Ingress?網關。不需要?VPN?連接，不同集群中的工作負載之間也不需要直接網絡訪問。

從共享的根?CA?為每個集群的?Citadel?生成中間?CA?證書，共享的根?CA?啟用跨不同集群的雙向?TLS?通信。為了便于說明，我們將?samples/certs?目錄下?Istio?安裝中提供的示例根?CA?證書用于兩個集群。在實際部署中，你可能會為每個集群使用不同的?CA?證書，所有?CA?證書都由公共根?CA?簽名。

在每個?Kubernetes?集群中（包括示例中的集群?cluster1?與?cluster2）使用以下命令為生成的?CA?證書創建?Kubernetes?密鑰：

kubectl create namespace istio-system kubectl create secret generic cacerts -n istio-system \--from-file=samples/certs/ca-cert.pem \--from-file=samples/certs/ca-key.pem \--from-file=samples/certs/root-cert.pem \--from-file=samples/certs/cert-chain.pem

Istio?控制平面組件

在部署全套?Istio?控制平面組件的集群?cluster1?中，按照以下步驟執行：

1.安裝?Istio?的?CRD?并等待幾秒鐘，以便將它們提交給?Kubernetes API?服務器，如下所示：

for i in install/kubernetes/helm/istio-init/files/crd*yaml; do kubectl apply -f $i; done

2.然后開始在集群?cluster1?中部署?Istio?控制平面。

如果?helm?依賴項缺失或者不是最新的，可以通過?helm dep update?來更新這些依賴項。需要注意的是，因為沒有使用?istio-cni，可以暫時將其從依賴項?requirements.yaml?中去掉再執行更新操作。具體命令如下所示：

helm template --name=istio --namespace=istio-system \ --set global.mtls.enabled=true \ --set security.selfSigned=false \ --set global.controlPlaneSecurityEnabled=true \ --set global.meshExpansion.enabled=true \ --set global.meshNetworks.network2.endpoints[0].fromRegistry=n2-k8s-config \ --set global.meshNetworks.network2.gateways[0].address=0.0.0.0 \ --set global.meshNetworks.network2.gateways[0].port=15443 \ install/kubernetes/helm/istio > ./istio-auth.yaml

請注意，網關地址設置為?0.0.0.0。這是一個臨時占位符值，在集群?cluster2?部署之后將更新為其網關的公共?IP?值。

將?Istio?部署到?cluster1，如下所示：

kubectl apply -f ./istio-auth.yaml

確保上述步驟在?Kubernetes?集群中執行成功。

3. 創建網關以訪問遠程服務，如下所示：

kubectl create -f - <<EOF apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: Gateway metadata:name: cluster-aware-gatewaynamespace: istio-system spec:selector:istio: ingressgatewayservers:- port:number: 15443name: tlsprotocol: TLStls:mode: AUTO_PASSTHROUGHhosts:- "*" EOF

上述網關配置了一個專用端口?15443?用來將傳入流量傳遞到請求的?SNI?標頭中指定的目標服務，從源服務到目標服務一直使用雙向?TLS?連接。

請注意雖然該網關定義應用于集群?cluster1，但因為兩個集群都與同一個?Pilot?進行通信，此網關實例同樣也適用于集群?cluster2。

istio-remote?組件

在另一集群?cluster2?中部署?istio-remote?組件，按照以下步驟執行：

1.首先獲取集群?cluster1?的入口網關地址，如下所示：

export LOCAL_GW_ADDR=$(kubectl get svc --selector=app=istio-ingressgateway \-n istio-system -o jsonpath="{.items[0].status.loadBalancer.ingress[0].ip}")

通過執行以下命令，使用?Helm?創建?Istio remote?部署?YAML?文件：

helm template --name istio-remote --namespace=istio-system \ --values install/kubernetes/helm/istio/values-istio-remote.yaml \ --set global.mtls.enabled=true \ --set gateways.enabled=true \ --set security.selfSigned=false \ --set global.controlPlaneSecurityEnabled=true \ --set global.createRemoteSvcEndpoints=true \ --set global.remotePilotCreateSvcEndpoint=true \ --set global.remotePilotAddress=${LOCAL_GW_ADDR} \ --set global.remotePolicyAddress=${LOCAL_GW_ADDR} \ --set global.remoteTelemetryAddress=${LOCAL_GW_ADDR} \ --set gateways.istio-ingressgateway.env.ISTIO_META_NETWORK="network2" \ --set global.network="network2" \ install/kubernetes/helm/istio > istio-remote-auth.yaml

2. 將?Istio remote?組件部署到?cluster2，如下所示：

kubectl apply -f ./istio-remote-auth.yaml

確保上述步驟在?Kubernetes?集群中執行成功。

3.更新集群?cluster1?的配置項?istio，獲取集群?cluster2?的入口網關地址，如下所示：

export REMOTE_GW_ADDR=$(kubectl get --context=$CTX_REMOTE svc --selector=app= istio-ingressgateway -n istio-system -o jsonpath="{.items[0].status.loadBalancer.ingress [0].ip}")

在集群?cluster1?中編輯命名空間?istio-system?下的配置項?istio，替換?network2?的網關地址，從?0.0.0.0?變成集群?cluster2?的入口網關地址?${REMOTE_GW_ADDR}。保存后，Pilot?將自動讀取更新的網絡配置。

4.創建集群?cluster2?的?Kubeconfig。通過以下命令，在集群?cluster2?上創建服務賬號?istio-multi?的?Kubeconfig，并保存為文件?n2-k8s-config：

CLUSTER_NAME="cluster2" SERVER=$(kubectl config view --minify=true -o "jsonpath={.clusters[].cluster.server}") SECRET_NAME=$(kubectl get sa istio-multi -n istio-system -o jsonpath='{.secrets[].name}') CA_DATA=$(kubectl get secret ${SECRET_NAME} -n istio-system -o "jsonpath={.data['ca\.crt']}") TOKEN=$(kubectl get secret ${SECRET_NAME} -n istio-system -o "jsonpath={.data['token']}" | base64 --decode) cat <<EOF > n2-k8s-config apiVersion: v1 kind: Config clusters:- cluster:certificate-authority-data: ${CA_DATA}server: ${SERVER}name: ${CLUSTER_NAME} contexts:- context:cluster: ${CLUSTER_NAME}user: ${CLUSTER_NAME}name: ${CLUSTER_NAME} current-context: ${CLUSTER_NAME} users:- name: ${CLUSTER_NAME}user:token: ${TOKEN} EOF

5.將集群?cluster2?加入到?Istio?控制平面。

在集群?clusterl?執行以下命令，將上述生成的集群?cluster2?的?kubeconfig?添加到集群?cluster1?的?secret?中，執行這些命令后，集群?cluster1?中的?Istio Pilot?將開始監聽集群?cluster2?的服務和實例，就像監聽集群?cluster1?中的服務與實例一樣：

kubectl create secret generic n2-k8s-secret --from-file n2-k8s-config -n istio-system kubectl label secret n2-k8s-secret istio/multiCluster=true -n istio-system

部署示例應用

為了演示跨集群訪問，在第一個?Kubernetes?集群?cluster1?中部署?sleep?應用服務和版本?v1?的?helloworld?服務，在第二個集群?cluster2?中部署版本?v2?的?helloworld?服務，然后驗證?sleep?應用是否可以調用本地或者遠程集群的?helloworld?服務。

1.部署?sleep?和版本?v1?的?helloworld?服務到第一個集群?cluster1?中，執行如下命令：

kubectl create namespace app1 kubectl label namespace app1 istio-injection=enabled kubectl apply -n app1 -f samples/sleep/sleep.yaml kubectl apply -n app1 -f samples/helloworld/service.yaml kubectl apply -n app1 -f samples/helloworld/helloworld.yaml -l version=v1 export SLEEP_POD=$(kubectl get -n app1 pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})

2.部署版本?v2?的?helloworld?服務到第二個集群?cluster2?中，執行如下命令：

kubectl create namespace app1 kubectl label namespace app1 istio-injection=enabled kubectl apply -n app1 -f samples/helloworld/service.yaml kubectl apply -n app1 -f samples/helloworld/helloworld.yaml -l version=v2

3.登錄到命名空間?istio-system?下的?istio-pilot?容器中，運行?curl localhost:8080/v1/registration | grep helloworld -A 11 -B 2?命令，如果得到如下類似的結果就說明版本?v1?與?v2?的?helloworld?服務都已經注冊到?Istio?控制平面中了：

4.驗證在集群?cluster1?中的?sleep?服務是否可以正常調用本地或者遠程集群的?helloworld?服務，在集群?cluster1?下執行如下命令：

kubectl exec -it -n app1 $SLEEP_POD sh

登錄到容器中，運行?curl helloworld.app1:5000/hello。

如果設置正確，則在返回的調用結果中可以看到兩個版本的?helloworld?服務，同時可以通過查看?sleep?容器組中的?istio-proxy?容器日志來驗證訪問的端點?IP?地址，返回結果如下所示：

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作者簡介

王夕寧 阿里云高級技術專家，阿里云服務網格產品 ASM 及 Istio on Kubernetes 技術負責人，專注于 Kubernetes、云原生、服務網格等領域。曾在 IBM 中國開發中心工作，擔任過專利技術評審委員會主席，擁有 40 多項相關領域的國際技術專利。《Istio 服務網格解析與實戰》一書由其撰寫，詳細介紹了 Istio 的基本原理與開發實戰，包含大量精選案例和參考代碼可以下載，可快速入門 Istio 開發。Gartner 認為，2020 年服務網格將成為所有領先的容器管理系統的標配技術。本書適合所有對微服務和云原生感興趣的讀者，推薦大家對本書進行深入的閱讀。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的使用Istio进行多集群部署管理：单控制平面 Gateway 连接拓扑的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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