Kubernetes - 拓展Istio Mesh

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2023-12-01

将虚拟机或裸机集成到部署在 kubernetes 集群上的 Istio mesh 中的说明。

前置条件

按照安装指南在 kubernetes 集群上安装 Istio service mesh。
机器必须具有到 mesh 端点的 IP 地址连接。这通常需要一个 VPC 或者 VPN，以及一个向端点提供直接路由（没有 NAT 或者防火墙拒绝）的容器网络。及其不需要访问有 Kubernetes 分配的 cluster IP。
虚拟机必须可以访问到 Istio 控制平面服务（如Pilot、Mixer、CA）和 Kubernetes DNS 服务器。通常使用内部负载均衡器来实现。
您也可以使用 NodePort，在虚拟机上运行 Istio 的组件，或者使用自定义网络配置，有几个单独的文档会涵盖这些高级配置。

安装步骤

安装过程包括准备用于拓展的 mesh 和安装和配置虚拟机。

install/tools/setupMeshEx.sh ：这是一个帮助大家设置 kubernetes 环境的示例脚本。检查脚本内容和支持的环境变量（如 GCP_OPTS）。

install/tools/setupIstioVM.sh：这是一个用于配置主机环境的示例脚本。
您应该根据您的配置工具和DNS要求对其进行自定义。

准备要拓展的 Kubernetes 集群：

为 Kube DNS、Pilot、Mixer 和 CA 安装内部负载均衡器（ILB）。每个云供应商的配置都有所不同，根据具体情况修改注解。

0.2.7 版本的 YAML 文件的 DNS ILB 的 namespace 配置不正确。
使用这一个替代。
setupMeshEx.sh 中也有错误。使用上面链接中的最新文件或者从 GitHub.com/istio/istio 克隆。

kubectl apply -f install/kubernetes/mesh-expansion.yaml

生成要部署到虚拟机上的 Istio cluster.env 配置。该文件中包含要拦截的 cluster IP 地址范围。

export GCP_OPTS="--zone MY_ZONE --project MY_PROJECT"

install/tools/setupMeshEx.sh generateClusterEnv MY_CLUSTER_NAME

该示例生成的文件：

cat cluster.env

ISTIO_SERVICE_CIDR=10.63.240.0/20

产生虚拟机使用的 DNS 配置文件。这样可以让虚拟机上的应用程序解析到集群中的服务名称，这些名称将被 sidecar 拦截和转发。

# Make sure your kubectl context is set to your cluster
install/tools/setupMeshEx.sh generateDnsmasq

该示例生成的文件：

cat kubedns

server=/svc.cluster.local/10.150.0.7
address=/istio-mixer/10.150.0.8
address=/istio-pilot/10.150.0.6
address=/istio-ca/10.150.0.9
address=/istio-mixer.istio-system/10.150.0.8
address=/istio-pilot.istio-system/10.150.0.6
address=/istio-ca.istio-system/10.150.0.9

设置机器

例如，您可以使用下面的“一条龙”脚本复制和安装配置：

# 检查该脚本看看它是否满足您的需求
# 在 Mac 上，使用 brew install base64 或者 set BASE64_DECODE="/usr/bin/base64 -D"
export GCP_OPTS="--zone MY_ZONE --project MY_PROJECT"

install/tools/setupMeshEx.sh machineSetup VM_NAME

或者等效得手动安装步骤如下：

——— 手动安装步骤开始 ———

将配置文件和 Istio 的 Debian 文件复制到要加入到集群的每台机器上。重命名为 /etc/dnsmasq.d/kubedns 和/var/lib/istio/envoy/cluster.env。
配置和验证 DNS 配置。需要安装 dnsmasq 或者直接将其添加到 /etc/resolv.conf 中，或者通过 DHCP 脚本。验证配置是否有效，检查虚拟机是否可以解析和连接到 pilot，例如：

在虚拟机或外部主机上：

host istio-pilot.istio-system

产生的消息示例：

# Verify you get the same address as shown as "EXTERNAL-IP" in 'kubectl get svc -n istio-system istio-pilot-ilb'
istio-pilot.istio-system has address 10.150.0.6

检查是否可以解析 cluster IP。实际地址取决您的 deployment：

host istio-pilot.istio-system.svc.cluster.local.

该示例产生的消息：

istio-pilot.istio-system.svc.cluster.local has address 10.63.247.248

同样检查 istio-ingress：

host istio-ingress.istio-system.svc.cluster.local.

该示例产生的消息：

istio-ingress.istio-system.svc.cluster.local has address 10.63.243.30

验证连接性，检查迅即是否可以连接到 Pilot 的端点：

curl 'http://istio-pilot.istio-system:8080/v1/registration/istio-pilot.istio-system.svc.cluster.local|http-discovery'

{
  "hosts": [
   {
    "ip_address": "10.60.1.4",
    "port": 8080
   }
  ]
}

# 在虚拟机上使用上面的地址。将直接连接到运行 istio-pilot 的 pod。
curl 'http://10.60.1.4:8080/v1/registration/istio-pilot.istio-system.svc.cluster.local|http-discovery'

提取出实话 Istio 认证的 secret 并将它复制到机器上。Istio 的默认安装中包括 CA，即使是禁用了自动 mTLS 设置（她为每个 service account 创建 secret，secret 命名为 istio.<serviceaccount>）也会生成 Istio secret。建议您执行此步骤，以便日后启用 mTLS，并升级到默认启用 mTLS 的未来版本。

# ACCOUNT 默认是 'default'，SERVICE_ACCOUNT 是环境变量
# NAMESPACE 默认为当前 namespace，SERVICE_NAMESPACE 是环境变量
# （这一步由 machineSetup 完成）
# 在 Mac 上执行 brew install base64 或者 set BASE64_DECODE="/usr/bin/base64 -D"
install/tools/setupMeshEx.sh machineCerts ACCOUNT NAMESPACE

生成的文件（key.pem, root-cert.pem, cert-chain.pem）必须拷贝到每台主机的 /etc/certs 目录，并且让 istio-proxy 可读。

安装 Istio Debian 文件，启动 istio 和 istio-auth-node-agent 服务。
从 github releases 获取 Debian 安装包：

# 注意：在软件源配置好后，下面的额命令可以使用 'apt-get' 命令替代。
source istio.VERSION # defines version and URLs env var
curl -L ${PILOT_DEBIAN_URL}/istio-agent.deb > ${ISTIO_STAGING}/istio-agent.deb
curl -L ${AUTH_DEBIAN_URL}/istio-auth-node-agent.deb > ${ISTIO_STAGING}/istio-auth-node-agent.deb
curl -L ${PROXY_DEBIAN_URL}/istio-proxy.deb > ${ISTIO_STAGING}/istio-proxy.deb
dpkg -i istio-proxy-envoy.deb
dpkg -i istio-agent.deb
dpkg -i istio-auth-node-agent.deb
systemctl start istio
systemctl start istio-auth-node-agent

——— 手动安装步骤结束 ———

安装完成后，机器就能访问运行在 Kubernetes 集群上的服务或者其他的 mesh 拓展的机器。

   # Assuming you install bookinfo in 'bookinfo' namespace
   curl productpage.bookinfo.svc.cluster.local:9080

   ... html content ...

检查进程是否正在运行：

ps aux |grep istio

root      6941  0.0  0.2  75392 16820 ?        Ssl  21:32   0:00 /usr/local/istio/bin/node_agent --logtostderr
root      6955  0.0  0.0  49344  3048 ?        Ss   21:32   0:00 su -s /bin/bash -c INSTANCE_IP=10.150.0.5 POD_NAME=demo-vm-1 POD_NAMESPACE=default exec /usr/local/bin/pilot-agent proxy > /var/log/istio/istio.log istio-proxy
istio-p+  7016  0.0  0.1 215172 12096 ?        Ssl  21:32   0:00 /usr/local/bin/pilot-agent proxy
istio-p+  7094  4.0  0.3  69540 24800 ?        Sl   21:32   0:37 /usr/local/bin/envoy -c /etc/istio/proxy/envoy-rev1.json --restart-epoch 1 --drain-time-s 2 --parent-shutdown-time-s 3 --service-cluster istio-proxy --service-node sidecar~10.150.0.5~demo-vm-1.default~default.svc.cluster.local

检查 Istio auth-node-agent 是否健康：

sudo systemctl status istio-auth-node-agent

● istio-auth-node-agent.service - istio-auth-node-agent: The Istio auth node agent
   Loaded: loaded (/lib/systemd/system/istio-auth-node-agent.service; disabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Fri 2017-10-13 21:32:29 UTC; 9s ago
     Docs: http://istio.io/
 Main PID: 6941 (node_agent)
    Tasks: 5
   Memory: 5.9M
      CPU: 92ms
   CGroup: /system.slice/istio-auth-node-agent.service
           └─6941 /usr/local/istio/bin/node_agent --logtostderr
Oct 13 21:32:29 demo-vm-1 systemd[1]: Started istio-auth-node-agent: The Istio auth node agent.
Oct 13 21:32:29 demo-vm-1 node_agent[6941]: I1013 21:32:29.469314    6941 main.go:66] Starting Node Agent
Oct 13 21:32:29 demo-vm-1 node_agent[6941]: I1013 21:32:29.469365    6941 nodeagent.go:96] Node Agent starts successfully.
Oct 13 21:32:29 demo-vm-1 node_agent[6941]: I1013 21:32:29.483324    6941 nodeagent.go:112] Sending CSR (retrial #0) ...
Oct 13 21:32:29 demo-vm-1 node_agent[6941]: I1013 21:32:29.862575    6941 nodeagent.go:128] CSR is approved successfully. Will renew cert in 29m59.137732603s

在拓展的 mesh 中的机器上运行服务

配置 sidecar 拦截端口。在 /var/lib/istio/envoy/sidecar.env 中通过 ISTIO_INBOUND_PORTS 环境变量配置。
例如（运行服务的虚拟机）：
```
 echo "ISTIO_INBOUND_PORTS=27017,3306,8080" > /var/lib/istio/envoy/sidecar.env
 systemctl restart istio
```
手动配置 selector-less 的 service 和 endpoint。“selector-less” service 用于那些不依托 Kubernetes pod 的 service。
例如，在有权限的机器上修改 Kubernetes 中的 service：
```
 # istioctl register servicename machine-ip portname:port
 istioctl -n onprem register mysql 1.2.3.4 3306
 istioctl -n onprem register svc1 1.2.3.4 http:7000
```

安装完成后，Kubernetes pod 和其它 mesh 扩展将能够访问集群上运行的服务。

整合到一起

请参阅拓展 BookInfo Mesh 指南。