Kubernetes 服务接入 Istio

Istio 在设计之初，主要面向 Kubernetes 当中的服务。但是在实际场景中，依旧有不少服务部署在 VM 上，Istio 想成为 Service Mesh 事实上的标准，毫无疑问需要支持 VM 部署的服务。

Istio1.6 新增了 WorkloadEntry 自定义资源，通过该资源为 VM 提供了一流的支持。

Istio1.7 增加了安全引导 VM 中运行的服务的身份的功能。最后，Istio 1.7 增加了 Sidecar 的安装包，以支持 CentOS/Red Hat 和现有的 Debian/Ubuntu。

Istio1.8 新增了智能 DNS 代理，它是由 Go 编写的 Istio sidecar 代理，sidecar 上的 Istio agent 将附带一个由 Istiod 动态编程的缓存 DNS 代理。来自应用程序的 DNS 查询会被 pod 或 VM 中的 Istio 代理透明地拦截和服务，该代理会智能地响应 DNS 查询请求，可以实现虚拟机到服务网格的无缝多集群访问。

并且 Istio1.8 新增了 WorkloadGroup 自定义资源，该资源是描述部署在 VM 上的服务实例的集合，旨在模仿现有的用于 Kubernetes 工作负载的 Sidecar 注入和 Deployment 规范模型，以引导 Istio 代理。

通过 WorkloadGroup 方式， 实现 VM 实例自动注册的功能目前处于 pre-alpha 状态

WorkloadEntry

WorkloadEntry 用来描述非 Pod 的端点，将 VM 纳入 mesh 中。此时 VM 成为像 Pod 一样的一等公民，可以配置 MUTUAL_TLS。

要创建一个 WorkloadEntry 并将其附加到 ServiceEntry，执行以下操作:

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: WorkloadEntrymetadata:  name: vm1  namespace: ns1spec:  address: 1.1.1.1  labels:    app: foo    instance-id: vm-78ad2    class: vm---apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: ServiceEntrymetadata:  name: svc1  namespace: ns1spec:  hosts:  - svc1.internal.com  ports:  - number: 80    name: http    protocol: HTTP  resolution: STATIC  workloadSelector:    labels:      app: foo

这将创建一个包含一组标签和地址的新 WorkloadEntry，以及一个使用 WorkloadSelector 选择带有所需标签的所有端点的 ServiceEntry，在这种情况下，包括为 VM 创建的 WorkloadEntry。

请注意，ServiceEntry 可以使用相同的选择器引用 Pod 和 WorkloadEntries。现在，Istio 可以对 VM 和 Pod 进行相同的处理，而不必将它们分开。

VM 自动注册

WorkloadGroup 主要用于 WorkloadEntry 自动注册，该功能在实际场景中比较实用。事实上我们部署在 VM 当中的服务，一般都会配置自动伸缩，这就要求我们的服务必须可以自动注册到 mesh 中。

如何实现自动注册那？

首先我们需要做一些准备工作：

• 在安装 istiod 的时候，启用自动注册的功能。

$ istioctl install --set values.pilot.env.PILOT_ENABLE_WORKLOAD_ENTRY_AUTOREGISTRATION=true

• 部署一个 east-west gateway。用于暴露 istiod 服务，从而可以让 VM 上的 Sidecar 可以和 istiod 通信。

然后我们创建如下的 WorkloadGroup：

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3kind: WorkloadGroupmetadata:  name: python-http  namespace: vmspec:  metadata:    annotations: {}    labels:      app: python-http  template:    ports: {}    serviceAccount: my-vm

这样我们在每个 vm 上 python-http 实例启动后，都会自动在 mesh 中创建一个 WorkloadEntry。而创建的 WorkloadEntry，包含了 VM 实例的 ip 和元数据。此时我们就可以创建一个 ServiceEntry，通过标签选择器选择我们的 WorkloadEntry。然后 mesh 中的其他服务就可以通过 ServiceEntry 中的 hosts， 对我们的 python-http 服务进行访问。

apiVersion: networking.istio.io/v1beta1kind: ServiceEntrymetadata:  name: vm-workload-svc  namespace: vmspec:  hosts:  - vmservice.example.com  location: MESH_INTERNAL  ports:  - number: 80    name: http    protocol: HTTP    targetPort: 9090  resolution: STATIC  workloadSelector:    labels:      app: python-http

关于 VM 详细的安装步骤，参考官方文档。

智能 DNS

其实完成 VM 自动注册，并不能通过主机名实现虚拟机到服务网格的无缝访问。例如，如果我们在 VM 上部署 Istio sidecar 代理，我们将无法通过主机名（例如 httpbin.default.svc.cluster.local）访问网格和 Kubernetes 集群中服务。此时我们需要智能 DNS。

在 Istio 1.8 中，Sidecar 现在具有一个 DNS 代理，该代理缓存网格中的端点和 ServiceEntry 资源创建的端点。通过 Iptables 规则，拦截 dns 请求到 sidecar 本地 dns server，在缓存中可以解析的主机名，则直接返回解析结果，如果找不到，它将作为普通 DNS 代理委派给系统 DNS。这样 vm 上的

服务可以通过主机名访问 mesh 中的服务。

智能 DNS 默认没有启用，我们在安装 istio 的时候，可以通过如下参数启用该功能：

--set meshConfig.defaultConfig.proxyMetadata.ISTIO_META_DNS_CAPTURE=true

总结

当 VM 连接到 Istio 控制平面时，它通过“东西向网关”进行连接。该网关实际上只是一个专门为网格内部流量指定的 Istio 网关，现在，东西向网关已经是 Istio 1.8 中的推荐部署。一旦从 VM Sidecar 到 Istio 控制平面建立了连接，便会创建适当的 WorkloadEntry 资源，并使 VM Sidecar 可以解析集群中的所有服务。从 VM 上部署服务可以直接访问 httpbin.default.svc.cluster.local。DNS 名称由代理解析，并通过“东西方网关”路由到网格中的适当服务。