从零搭建一个基于Istio的服务网格

2018-05-03 devops 原创·Service Mesh·Istio

上篇文章从微服务1.0时代的三大痛点（技术门槛高，多语言支持不足和代码侵入性强）说起，由此引出服务网格的起源和演化历史。但古语有云纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，不亲自撸一遍命令，怎敢跟人提服务网格？本篇我将教大家如何在本地从零搭建一个基于Istio的服务网格，从而对服务网格有一个更直观的认识。

1 通关密码：上上下下左左右右ABAB

原料：Mac一台，VPN账号一枚
做法：依序安装和运行Kubernetes，Minikube，Istio

2 穿墙大法：Shadowsocks

无论是Kubernetes、Minikube还是Istio，官方提供的安装文档都非常详尽，只要英文过关，依葫芦画瓢基本上都能跑通。但如果你在国内，还得加一个必要条件，学会如何突破网络审查，俗称翻墙。

Mac下的翻墙软件我首推Shadowsocks，同时支持Socks5代理和HTTP代理，最新版本可以从GitHub下载。

3 小Boss: kubectl!

3.1 安装

Kubernetes是Istio首推的运行平台，因此作为第一步，我们首先来安装kubectl，Kubernetes的命令行工具，用来控制Kubernetes集群。根据官方文档，Mac下安装kubectl只需要一行命令，brew install kubectl，这简单、极致的用户体验让你感动的想哭。But wait…

3.2 穿墙1: Brew

你敲完命令，踌躇满志的按下回车之后，可能会发现，屏幕迟迟没有输出，10秒，30秒，1分钟，3分钟，10分钟。。。恭喜你，你被墙了！

Brew默认的镜像源是GitHub，而GitHub时不时会被墙，即使不被墙访问速度有时也慢的令人发指，导致Brew命令也常常超时甚至失败。解决办法要么换源，要么给GitHub配上Socks5代理。对码农而言，我更推荐后一种，方法如下：

1) 打开~/.gitconfig文件，如果不存在则新建

2) 在文件末尾添加如下配置并保存：

[http "https://github.com"]
  proxy = socks5://127.0.0.1:1086
[https "https://github.com"]
  proxy = socks5://127.0.0.1:1086

注：socks5://127.0.0.1:1086是Shadowsocks默认开启的Socks5代理地址。

配上Socks5代理之后，一般就可以妥妥的运行Brew命令了。

3.3 验证

安装好kubectl之后，直接运行kubectl version查看版本号。完整的kubectl命令列表在这里可以找到。如果想进一步学习常见的kubectl命令，可以访问Kubernetes Playground完成在线练习。

4 中Boss: Minikube!

4.1 安装

安装完kubectl，接下来就是在本地搭建Kubernetes集群，Minikube是最简单的一种搭建方式，它通过VM模拟了一个单节点的Kubernetes集群。官方文档给出了Mac下的安装命令。

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curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-darwin-amd64 && \
chmod +x minikube && \
sudo mv minikube /usr/local/bin/

Minikube默认使用的VM Driver是VirutalBox，因此启动Minikube之前，还要安装VirtualBox。

4.2 启动

安装好Minikube和VirutalBox之后，可运行如下命令第一次启动Minikube：

minikube start --docker-env HTTP_PROXY=http://<本机IP>:1087 --docker-env HTTPS_PROXY=http://<本机IP>:1087

注：官方文档给出的启动命令带有--vm-driver=xhyve，而事实上最新版本的Minikube已经废弃了xhyve driver，应去除。

4.3 穿墙2: Docker

你可能已经注意到，上面的启动命令中带了两个--docker-env参数，都指向了Shadowsocks开启的HTTP代理，为啥呢？还是因为墙。Minikube默认使用Docker作为容器运行时，并在VM中内置了一个Docker守护进程，使用的镜像源是DockerHub。如果你经常使用Docker，那你一定知道在国内使用Docker一般都要修改镜像源（比如阿里云的容器镜像服务）或者使用代理，否则拉取速度也是慢的令人发指。由于Minikube使用的是内置的Docker守护进程，使用代理更为方便，但要注意，开启Shadowsocks HTTP代理时，需要修改代理的侦听地址为本机IP，而不是默认的127.0.0.1，否则在VM中的Docker守护进程是无法访问到这个代理的。

注：--docker-env参数只有在第一次启动Minikube时需要，之后启动直接运行minikube start即可。如果需要修改代理地址，可编辑~/.minikube/machines/minikube/config.json文件。

4.4 验证

安装完Minikube之后，就可以试着创建第一个Kubernetes服务了，具体步骤参考官方文档。

5 大Boss: Istio!

5.1 安装

拿到了kubectl和Minikube两大神器，搭建Istio可以说是水到渠成了。基本步骤如下，

1) 启动Minikube

minikube start \
  --extra-config=controller-manager.ClusterSigningCertFile="/var/lib/localkube/certs/ca.crt" \
  --extra-config=controller-manager.ClusterSigningKeyFile="/var/lib/localkube/certs/ca.key" \
  --extra-config=apiserver.Admission.PluginNames=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,PersistentVolumeLabel,DefaultStorageClass,DefaultTolerationSeconds,MutatingAdmissionWebhook,ValidatingAdmissionWebhook,ResourceQuota \
  --kubernetes-version=v1.9.0

2) 下载并解压Istio安装包

curl -L https://git.io/getLatestIstio | sh -

3) 进入安装目录（假设为istio-0.7），将bin/目录添加到PATH环境变量

1 2	cd istio-0.7 export PATH=$PWD/bin:$PATH

4) 部署Istio的核心组件（包括外部流量网关Ingress, 管理Envoy实例生命周期的Pilot以及执行访问控制和使用策略的Mixer）到Kubernetes

kubectl apply -f install/kubernetes/istio.yaml

注：如果你需要启用Istio的Mutual TLS Authentication（服务身份验证）功能，可以改为运行kubectl apply -f install/kubernetes/istio-auth.yaml。

至此，一个基于Istio的服务网格就算安装完成了。One more thing，还记得上篇文章提到的服务网格所独有的边车模式吗？为了将一个具体的服务接入Istio，需要为每一个服务实例创建一个配套的边车进程。根据官方文档，Istio提供手动和自动两种方式来创建边车进程，前者发生于部署阶段，而后者发生于Pod创建阶段，推荐使用后者，具体步骤参考官方文档，限于篇幅，这里就不再赘述。

5.2 验证

安装完Istio之后，可运行kubectl get pods -n istio-system查看所有Istio相关的Pods，确保这些Pods都处于Running状态。然后，你就可以开始Istio的探索之旅了，建议从官方提供的Bookinginfo示例应用起步，这里就不再展开。

NAME                                      READY     STATUS    RESTARTS   AGE
istio-ca-59f6dcb7d9-5mll5                 1/1       Running   18         42d
istio-ingress-779649ff5b-x2qmn            1/1       Running   26         42d
istio-mixer-7f4fd7dff-6l5g5               3/3       Running   54         42d
istio-pilot-5f5f76ddc8-6867m              2/2       Running   36         42d
istio-sidecar-injector-7947777478-gzcfz   1/1       Running   9          41d

6 小结

以上就是搭建一个基于Istio的服务网格的基本教程，希望能够帮助你对服务网格有一个更直观的认识。有关服务网格的进一步介绍，以后有机会我再跟你分享。欢迎你到我的留言板留言交流，和大家一起过过招。