初試 Open Service Mesh(OSM)

微軟近期開源了一個新的名為 Open Service Mesh 的項(xiàng)目并準(zhǔn)備捐贈給 CNCF

基本介紹

Open Service Mesh (OSM) is a lightweight, extensible, Cloud Native service mesh that allows users to uniformly manage, secure, and get out-of-the-box observability features for highly dynamic microservice environments.

Open Service Mesh(OSM)是一個輕量級,可擴(kuò)展的云原生服務(wù)網(wǎng)格,它使用戶能夠統(tǒng)一管理,保護(hù)和獲得針對高度動態(tài)微服務(wù)環(huán)境的開箱即用的可觀察性功能。

OSM 在 Kubernetes 上運(yùn)行基于 Envoy 的控制平面,可以使用 SMI API 進(jìn)行配置。它通過以 sidecar 的形式注入 Envoy 代理來工作。

控制面負(fù)責(zé)持續(xù)配置代理,以配置策略和路由規(guī)則等都保持最新。代理主要負(fù)責(zé)執(zhí)行訪問控制的規(guī)則,路由控制,采集 metrics 等。(這和目前我們常見到的 Service Mesh 方案基本都一樣的)

顯著特性

  • 基于 Service Mesh Interface (SMI) 的實(shí)現(xiàn),主要包括 Traffic Access Control, Traffic SpecsTraffic Split 。剩下的 Traffic Metrics 正在開發(fā)中;
  • 服務(wù)間的通信加密使用 mTLS ;
  • 定義和執(zhí)行服務(wù)間的訪問控制策略;
  • 通過 Prometheus 和 Grafana 完成其觀察性;
  • 可與外部證書管理服務(wù)進(jìn)行集成;
  • Envoy sidecar 自動注入;

上手體驗(yàn)

只做介紹未免太過無趣,而且說實(shí)話,這么多 service mesh 實(shí)現(xiàn),不親自上手試試看,感覺不出來太多差異的。

這里我使用 KIND 作為我本地的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

安裝

安裝過程很簡單,直接去 Release 頁面 下載預(yù)編譯好的二進(jìn)制文件??蓪⒍M(jìn)制文件加入到 $PATH 中。

(MoeLove) ?  ~ wget -q https://github.com/openservicemesh/osm/releases/download/v0.1.0/osm-v0.1.0-linux-amd64.tar.gz
(MoeLove) ?  ~ tar -xzvf osm-v0.1.0-linux-amd64.tar.gz           
linux-amd64/
linux-amd64/LICENSE
linux-amd64/README.md
linux-amd64/osm
(MoeLove) ?  ~ cd linux-amd64 
(MoeLove) ?  linux-amd64 ls
LICENSE  osm  README.md

在進(jìn)行 osm 資源和服務(wù)的正式安裝前,先做個必要的檢查:

(MoeLove) ?  linux-amd64 ./osm check --pre-install                                                                       
ok: initialize Kubernetes client
ok: query Kubernetes API
ok: Kubernetes version
ok: can create namespaces
ok: can create customresourcedefinitions
ok: can create clusterroles
ok: can create clusterrolebindings
ok: can create mutatingwebhookconfigurations
ok: can create serviceaccounts
ok: can create services
ok: can create deployments
ok: can create configmaps
ok: can read secrets
ok: can modify iptables
All checks successful!

可以看到主要是和權(quán)限相關(guān)的一些檢查。接下來就正式對 ocm 相關(guān)資源進(jìn)行部署。

默認(rèn)使用的鏡像,托管在 DockerHub 上,如果需要配置加速的小伙伴,可傳遞 --container-registry 更改源地址,以便于加速安裝進(jìn)度。

(MoeLove) ?  linux-amd64 ./osm install

OSM installed successfully in namespace [osm-system] with mesh name [osm]
(MoeLove) ?  linux-amd64 kubectl -n osm-system get pods
NAME                              READY   STATUS              RESTARTS   AGE
osm-controller-d499d6cc7-88659    0/1     ContainerCreating   0          12s
osm-grafana-58ff65dfb7-svztv      0/1     ContainerCreating   0          12s
osm-prometheus-5756769877-zj6f6   0/1     ContainerCreating   0          12s
zipkin-6df4b57677-dcq8q           0/1     ContainerCreating   0          12s 

可以看到默認(rèn)安裝完成后,都在 osm-system 命名空間下,有 4 個 Pods

  • osm-controller:控制謬
  • osm-grafana:Dashboard 相關(guān),可通過 osm dashboard 命令喚起;
  • osm-prometheus:采集 metrics ;
  • zipkin:鏈路追蹤

還有對應(yīng)的 service 記錄.

(MoeLove) ?  linux-amd64 kubectl -n osm-system get svc  
NAME             TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)             AGE
osm-controller   ClusterIP   10.97.115.1      <none>        15128/TCP,443/TCP   7m46s
osm-grafana      ClusterIP   10.110.209.86    <none>        3000/TCP            7m46s
osm-prometheus   ClusterIP   10.97.10.65      <none>        7070/TCP            7m46s
zipkin           ClusterIP   10.103.150.158   <none>        9411/TCP            7m46s

以及一系列的 CRD

(MoeLove) ?  linux-amd64 kubectl -n osm-system get crd   
NAME                                      CREATED AT
backpressures.policy.openservicemesh.io   2020-08-06T16:14:03Z
httproutegroups.specs.smi-spec.io         2020-08-06T16:14:03Z
tcproutes.specs.smi-spec.io               2020-08-06T16:14:03Z
trafficsplits.split.smi-spec.io           2020-08-06T16:14:03Z
traffictargets.access.smi-spec.io         2020-08-06T16:14:03Z

實(shí)踐

  • 創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)用的 namespace, 并通過 osm namespace add 將其納入管理范圍中:
(MoeLove) ?  ~ kubectl create ns bookstore
namespace/bookstore created
(MoeLove) ?  ~ kubectl create ns bookbuyer
namespace/bookbuyer created
(MoeLove) ?  ~ kubectl create ns bookthief
namespace/bookthief created
(MoeLove) ?  ~ kubectl create ns bookwarehouse
namespace/bookwarehouse created
(MoeLove) ?  ~ osm namespace add bookstore bookbuyer bookthief bookwarehouse
Namespace [bookstore] succesfully added to mesh [osm]
Namespace [bookbuyer] succesfully added to mesh [osm]
Namespace [bookthief] succesfully added to mesh [osm]
Namespace [bookwarehouse] succesfully added to mesh [osm]
  • 部署實(shí)驗(yàn)應(yīng)用程序
# 在項(xiàng)目的代碼目錄中執(zhí)行
(MoeLove) ?  osm git:(main) kubectl apply -f docs/example/manifests/apps 
Warning: kubectl apply should be used on resource created by either kubectl create --save-config or kubectl apply
namespace/bookbuyer configured
serviceaccount/bookbuyer created
service/bookbuyer created
deployment.apps/bookbuyer created
Warning: kubectl apply should be used on resource created by either kubectl create --save-config or kubectl apply
namespace/bookstore configured
service/bookstore created
service/bookstore-v1 created
serviceaccount/bookstore-v1 created
deployment.apps/bookstore-v1 created
Warning: kubectl apply should be used on resource created by either kubectl create --save-config or kubectl apply
namespace/bookthief configured
serviceaccount/bookthief created
service/bookthief created
deployment.apps/bookthief created
Warning: kubectl apply should be used on resource created by either kubectl create --save-config or kubectl apply
namespace/bookwarehouse configured
serviceaccount/bookwarehouse created
service/bookwarehouse created
deployment.apps/bookwarehouse created
trafficsplit.split.smi-spec.io/bookstore-split created
  • 本地訪問

你可以通過 kubectl port-foward 在本地對剛才部署的應(yīng)用進(jìn)行訪問。示例中也提供了相應(yīng)的啟動腳本 scripts/port-forward-all.sh ,注意這里需要先安裝 GNU parallel ,例如: dnf install parallel .

(MoeLove) ?  osm git:(main) ? ./scripts/port-forward-all.sh
Academic tradition requires you to cite works you base your article on.
If you use programs that use GNU Parallel to process data for an article in a
scientific publication, please cite:

  O. Tange (2018): GNU Parallel 2018, Mar 2018, ISBN 9781387509881,
  DOI https://doi.org/10.5281/zenodo.1146014

This helps funding further development; AND IT WON'T COST YOU A CENT.
If you pay 10000 EUR you should feel free to use GNU Parallel without citing.

More about funding GNU Parallel and the citation notice:
https://www.gnu.org/software/parallel/parallel_design.html#Citation-notice

To silence this citation notice: run 'parallel --citation' once.


訪問本地的 8080~8083 端口即可看到示例項(xiàng)目。例如:

osm-bookbuyer.png

備注:這里是因?yàn)槲业膽?yīng)用程序已經(jīng)運(yùn)行一段時間了,如果是新部署的,所有數(shù)字皆為 0

  • 訪問控制策略

我們來看看如何調(diào)整訪問控制的策略

kind: TrafficTarget
apiVersion: access.smi-spec.io/v1alpha2
metadata:
  name: bookstore-v1
  namespace: bookstore
spec:
  destination:
    kind: ServiceAccount
    name: bookstore-v1
    namespace: bookstore
  rules:
  - kind: HTTPRouteGroup
    name: bookstore-service-routes
    matches:
    - buy-a-book
    - books-bought
  sources:
  - kind: ServiceAccount
    name: bookbuyer
    namespace: bookbuyer
  #- kind: ServiceAccount
    #name: bookthief
    #namespace: bookthief
---
apiVersion: specs.smi-spec.io/v1alpha3
kind: HTTPRouteGroup
metadata:
  name: bookstore-service-routes
  namespace: bookstore
spec:
  matches:
  - name: books-bought
    pathRegex: /books-bought
    methods:
    - GET
    headers:
    - host: "bookstore.bookstore"
    - "user-agent": ".*-http-client/*.*"
    - "client-app": "bookbuyer"
  - name: buy-a-book
    pathRegex: ".*a-book.*new"
    methods:
    - GET
    headers:
    - host: "bookstore.bookstore"

這里定義了兩個 SMI 中的資源 TrafficTargetHTTPRouteGroup ,用來控制入口流量。

(MoeLove) ?  osm git:(main) ? kubectl apply -f docs/example/manifests/access/

通過以上命令創(chuàng)建這兩個資源。然后再次打開我們的示例應(yīng)用程序,就會看到對應(yīng)的計(jì)數(shù)正在逐步增加(因?yàn)檎埱蟊环判辛耍?。

以上示例來自于項(xiàng)目倉庫 中的示例。

Dashboard

通過 osm dashboard 可直接喚起本地瀏覽器,并 port-foward 將 Grafana 打開。

osm-dashboard.png

總結(jié)

Open Service Mesh 相對來說,確實(shí)很輕量。 所需要的訪問控制,流量切割等功能通過自己創(chuàng)建 SMI 資源來控制。

并且,在同一個集群內(nèi)可存在多組 mesh ,osm 安裝的時候,可指定 mesh 名稱。

此外,這個項(xiàng)目也是微軟在 Service Mesh 方向的又一個大動作了。目標(biāo)也許是 Istio 。讓我們拭目以待。


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