Linkerd
是 Kubernetes 的一个完全开源的服务网格实现。它通过为你提供运行时调试、可观测性、可靠性和安全性,使运行服务更轻松、更安全,所有这些都不需要对你的代码进行任何更改。
Linkerd
通过在每个服务实例旁边安装一组超轻、透明的代理来工作。这些代理会自动处理进出服务的所有流量。由于它们是透明的,这些代理充当高度仪表化的进程外网络堆栈,向控制平面发送遥测数据并从控制平面接收控制信号。这种设计允许 Linkerd
测量和操纵进出你的服务的流量,而不会引入过多的延迟。为了尽可能小、轻和安全,Linkerd
的代理采用 Rust 编写。
功能概述
自动 mTLS
:Linkerd 自动为网格应用程序之间的所有通信启用相互传输层安全性 (TLS)。
自动代理注入
:Linkerd 会自动将数据平面代理注入到基于 annotations 的 pod 中。
容器网络接口插件
:Linkerd 能被配置去运行一个 CNI 插件,该插件自动重写每个 pod 的 iptables 规则。
仪表板和 Grafana
:Linkerd 提供了一个 Web 仪表板,以及预配置的 Grafana 仪表板。
分布式追踪
:您可以在 Linkerd 中启用分布式跟踪支持。
故障注入
:Linkerd 提供了以编程方式将故障注入服务的机制。
高可用性
:Linkerd 控制平面可以在高可用性 (HA) 模式下运行。
HTTP、HTTP/2 和 gRPC 代理
:Linkerd 将自动为 HTTP、HTTP/2 和 gRPC 连接启用高级功能(包括指标、负载平衡、重试等)。
Ingress
:Linkerd 可以与您选择的 ingress controller 一起工作。
负载均衡
:Linkerd 会自动对 HTTP、HTTP/2 和 gRPC 连接上所有目标端点的请求进行负载平衡。
多集群通信
:Linkerd 可以透明且安全地连接运行在不同集群中的服务。
重试和超时
:Linkerd 可以执行特定于服务的重试和超时。
服务配置文件
:Linkerd 的服务配置文件支持每条路由指标以及重试和超时。
TCP 代理和协议检测
:Linkerd 能够代理所有 TCP 流量,包括 TLS 连接、WebSockets 和 HTTP 隧道。
遥测和监控
:Linkerd 会自动从所有通过它发送流量的服务收集指标。
流量拆分(金丝雀、蓝/绿部署)
:Linkerd 可以动态地将一部分流量发送到不同的服务。
安装
我们可以通过在本地安装一个 Linkerd 的 CLI 命令行工具,通过该 CLI 可以将 Linkerd 的控制平面安装到 Kubernetes 集群上。
所以首先需要在本地运行 kubectl 命令,确保可以访问一个可用的 Kubernetes 集群,如果没有集群,可以使用 KinD 在本地快速创建一个。
$ kubectl version --short
Client Version: v1.23.5
Server Version: v1.22.8
复制代码
可以使用下面的命令在本地安装 Linkerd 的 CLI 工具:
$ curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSfL https://run.linkerd.io/install | sh
复制代码
如果是 Mac 系统,同样还可以使用 Homebrew 工具一键安装:
同样直接前往 Linkerd Release 页面 https://github.com/linkerd/linkerd2/releases/ 下载安装即可。
安装后使用下面的命令可以验证 CLI 工具是否安装成功:
$ linkerd version
Client version: stable-2.11.1
Server version: unavailable
复制代码
正常我们可以看到 CLI 的版本信息,但是会出现 Server version: unavailable
信息,这是因为我们还没有在 Kubernetes 集群上安装控制平面造成的,所以接下来我们就来安装 Server 端。
Kubernetes 集群可以通过多种不同的方式进行配置,在安装 Linkerd 控制平面之前,我们需要检查并验证所有配置是否正确,要检查集群是否已准备好安装 Linkerd,可以执行下面的命令:
$ linkerd check --pre
Linkerd core checks
===================
kubernetes-api
--------------
√ can initialize the client
√ can query the Kubernetes API
kubernetes-version
------------------
√ is running the minimum Kubernetes API version
√ is running the minimum kubectl version
pre-kubernetes-setup
--------------------
√ control plane namespace does not already exist
√ can create non-namespaced resources
√ can create ServiceAccounts
√ can create Services
√ can create Deployments
√ can create CronJobs
√ can create ConfigMaps
√ can create Secrets
√ can read Secrets
√ can read extension-apiserver-authentication configmap
√ no clock skew detected
linkerd-version
---------------
√ can determine the latest version
‼ cli is up-to-date
is running version 2.11.1 but the latest stable version is 2.11.4
see https://linkerd.io/2.11/checks/#l5d-version-cli for hints
Status check results are √
复制代码
如果一切检查都 OK 则可以开始安装 Linkerd 的控制平面了,直接执行下面的命令即可一键安装:
$ linkerd install | kubectl apply -f -
复制代码
在此命令中,linkerd install
会生成一个 Kubernetes 资源清单文件,其中包含所有必要的控制平面资源,然后使用 kubectl apply
命令即可将其安装到 Kubernetes 集群中。
可以看到会将 Linkerd 控制面安装到一个名为 linkerd
的命名空间之下,安装完成后会有如下几个 Pod 运行:
$ kubectl get pods -n linkerd
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
linkerd-destination-79d6fc496f-dcgfx 4/4 Running 0 166m
linkerd-identity-6b78ff444f-jwp47 2/2 Running 0 166m
linkerd-proxy-injector-86f7f649dc-v576m 2/2 Running 0 166m
复制代码
安装完成后通过运行以下命令等待控制平面准备就绪,并可以验证安装结果是否正常:
$ linkerd check
Linkerd core checks
===================
kubernetes-api
--------------
√ can initialize the client
√ can query the Kubernetes API
kubernetes-version
------------------
√ is running the minimum Kubernetes API version
√ is running the minimum kubectl version
linkerd-existence
-----------------
√ 'linkerd-config' config map exists
√ heartbeat ServiceAccount exist
√ control plane replica sets are ready
√ no unschedulable pods
√ control plane pods are ready
√ cluster networks contains all node podCIDRs
linkerd-config
--------------
√ control plane Namespace exists
√ control plane ClusterRoles exist
√ control plane ClusterRoleBindings exist
√ control plane ServiceAccounts exist
√ control plane CustomResourceDefinitions exist
√ control plane MutatingWebhookConfigurations exist
√ control plane ValidatingWebhookConfigurations exist
linkerd-identity
----------------
√ certificate config is valid
√ trust anchors are using supported crypto algorithm
√ trust anchors are within their validity period
√ trust anchors are valid for at least 60 days
√ issuer cert is using supported crypto algorithm
√ issuer cert is within its validity period
√ issuer cert is valid for at least 60 days
√ issuer cert is issued by the trust anchor
linkerd-webhooks-and-apisvc-tls
-------------------------------
√ proxy-injector webhook has valid cert
√ proxy-injector cert is valid for at least 60 days
√ sp-validator webhook has valid cert
√ sp-validator cert is valid for at least 60 days
√ policy-validator webhook has valid cert
√ policy-validator cert is valid for at least 60 days
linkerd-version
---------------
√ can determine the latest version
‼ cli is up-to-date
is running version 2.11.1 but the latest stable version is 2.11.4
see https://linkerd.io/2.11/checks/#l5d-version-cli for hints
control-plane-version
---------------------
√ can retrieve the control plane version
‼ control plane is up-to-date
is running version 2.11.1 but the latest stable version is 2.11.4
see https://linkerd.io/2.11/checks/#l5d-version-control for hints
√ control plane and cli versions match
linkerd-control-plane-proxy
---------------------------
√ control plane proxies are healthy
‼ control plane proxies are up-to-date
some proxies are not running the current version:
* linkerd-destination-79d6fc496f-dcgfx (stable-2.11.1)
* linkerd-identity-6b78ff444f-jwp47 (stable-2.11.1)
* linkerd-proxy-injector-86f7f649dc-v576m (stable-2.11.1)
see https://linkerd.io/2.11/checks/#l5d-cp-proxy-version for hints
√ control plane proxies and cli versions match
Status check results are √
复制代码
当出现上面的 Status check results are √
信息后表示 Linkerd 的控制平面安装成功了。除了使用 CLI 工具的方式安装控制平面之外,我们也可以通过 Helm Chart 的方式来安装,如下所示:
$ helm repo add linkerd https://helm.linkerd.io/stable
# set expiry date one year from now, in Mac:
$ exp=$(date -v+8760H +"%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ")
# in Linux:
$ exp=$(date -d '+8760 hour' +"%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ")
$ helm install linkerd2 \
--set-file identityTrustAnchorsPEM=ca.crt \
--set-file identity.issuer.tls.crtPEM=issuer.crt \
--set-file identity.issuer.tls.keyPEM=issuer.key \
--set identity.issuer.crtExpiry=$exp \
linkerd/linkerd2
复制代码
此外该 chart 包含一个 values-ha.yaml
文件, 它覆盖了一些默认值,以便在高可用性场景下进行设置, 类似于 linkerd install
中的 --ha
选项。我们可以通过获取 chart 文件来获得 values-ha.yaml
:
$ helm fetch --untar linkerd/linkerd2
复制代码
然后使用 -f flag
提供覆盖文件,例如:
## see above on how to set $exp
helm install linkerd2 \
--set-file identityTrustAnchorsPEM=ca.crt \
--set-file identity.issuer.tls.crtPEM=issuer.crt \
--set-file identity.issuer.tls.keyPEM=issuer.key \
--set identity.issuer.crtExpiry=$exp \
-f linkerd2/values-ha.yaml \
linkerd/linkerd2
复制代码
采用哪种方式进行安装均可,到这里我们现在就完成了 Linkerd 的安装,重新执行 linkerd version
命令就可以看到 Server 端版本信息了:
$ linkerd version
Client version: stable-2.11.1
Server version: stable-2.11.1
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示例
接下来我们安装一个简单的示例应用 Emojivoto
,该应用是一个简单的独立 Kubernetes 应用程序,它混合使用 gRPC 和 HTTP 调用,允许用户对他们最喜欢的表情符号进行投票。
通过运行以下命令可以将 Emojivoto
安装到 emojivoto
命名空间中:
$ curl -fsL https://run.linkerd.io/emojivoto.yml | kubectl apply -f -
namespace/emojivoto created
serviceaccount/emoji created
serviceaccount/voting created
serviceaccount/web created
service/emoji-svc created
service/voting-svc created
service/web-svc created
deployment.apps/emoji created
deployment.apps/vote-bot created
deployment.apps/voting created
deployment.apps/web created
复制代码
该应用下可以看到一共包含 4 个 Pod 服务。
$ kubectl get pods -n emojivoto
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
emoji-66ccdb4d86-6vqvt 1/1 Running 0 91s
vote-bot-69754c864f-k26fb 1/1 Running 0 91s
voting-f999bd4d7-k44nb 1/1 Running 0 91s
web-79469b946f-bz295 1/1 Running 0 91s
$ kubectl get svc -n emojivoto
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
emoji-svc ClusterIP 10.111.7.125 <none> 8080/TCP,8801/TCP 2m49s
voting-svc ClusterIP 10.105.192.118 <none> 8080/TCP,8801/TCP 2m48s
web-svc ClusterIP 10.111.236.171 <none> 80/TCP 2m48s
复制代码
我们可以通过 port-forward
来暴露 web-svc
服务,然后便可在浏览器中访问该应用。
$ kubectl -n emojivoto port-forward svc/web-svc 8080:80
复制代码
现在我们可以在浏览器通过 http://localhost:8080
访问 Emojivoto
应用了。
我们可以选择页面中喜欢的表情进行投票,但是选择某些表情后会出现一些错误,比如当我们点击甜甜圈表情符号的时候会得到一个 404 页面。
不过不用担心,这是应用中故意留下的错误,为的是后面使用 Linkerd 来识别该问题。
接下来我们可以将上面的示例应用加入到 Service Mesh 中来,向其添加 Linkerd 的数据平面代理,直接运行下面的命令即可将 Emojivoto
应用网格化:
$ kubectl get -n emojivoto deploy -o yaml \
| linkerd inject - \
| kubectl apply -f -
deployment "emoji" injected
deployment "vote-bot" injected
deployment "voting" injected
deployment "web" injected
deployment.apps/emoji configured
deployment.apps/vote-bot configured
deployment.apps/voting configured
deployment.apps/web configured
复制代码
上面的命令首先获取在 emojivoto
命名空间中运行的所有 Deployments,然后通过 linkerd inject
运行它们的清单,然后将其重新应用到集群。
注意 linkerd inject
命令只是在 Pod 规范中添加一个 linkerd.io/inject: enabled
的注解,并不会直接注入一个 Sidecar 容器,该注解即可指示 Linkerd 在创建 Pod 时将代理注入到其中,所以执行上面的命令后应用 Pod 中会新增一个 sidecar 的代理容器。
$ kubectl get pods -n emojivoto
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
emoji-696d9d8f95-8wrmg 2/2 Running 0 34m
vote-bot-6d7677bb68-c98kb 2/2 Running 0 34m
voting-ff4c54b8d-rdtmk 2/2 Running 0 34m
web-5f86686c4d-qh5bz 2/2 Running 0 34m
复制代码
可以看到每个 Pod 现在都有 2 个容器,相较于之前多了一个 Linkerd 的 sidecar 代理容器。
当应用更新完成后,我们就成功将应用引入到 Linkerd 的网格服务中来了,新增的代理容
器组成了数据平面,我们也可以通过下面的命令检查数据平面状态:
$ linkerd -n emojivoto check --proxy
Linkerd core checks
===================
kubernetes-api
--------------
√ can initialize the client
√ can query the Kubernetes API
kubernetes-version
------------------
√ is running the minimum Kubernetes API version
√ is running the minimum kubectl version
linkerd-existence
-----------------
√ 'linkerd-config' config map exists
√ heartbeat ServiceAccount exist
√ control plane replica sets are ready
√ no unschedulable pods
√ control plane pods are ready
√ cluster networks contains all node podCIDRs
linkerd-config
--------------
√ control plane Namespace exists
√ control plane ClusterRoles exist
√ control plane ClusterRoleBindings exist
√ control plane ServiceAccounts exist
√ control plane CustomResourceDefinitions exist
√ control plane MutatingWebhookConfigurations exist
√ control plane ValidatingWebhookConfigurations exist
linkerd-identity
----------------
√ certificate config is valid
√ trust anchors are using supported crypto algorithm
√ trust anchors are within their validity period
√ trust anchors are valid for at least 60 days
√ issuer cert is using supported crypto algorithm
√ issuer cert is within its validity period
√ issuer cert is valid for at least 60 days
√ issuer cert is issued by the trust anchor
linkerd-webhooks-and-apisvc-tls
-------------------------------
√ proxy-injector webhook has valid cert
√ proxy-injector cert is valid for at least 60 days
√ sp-validator webhook has valid cert
√ sp-validator cert is valid for at least 60 days
√ policy-validator webhook has valid cert
√ policy-validator cert is valid for at least 60 days
linkerd-identity-data-plane
---------------------------
√ data plane proxies certificate match CA
linkerd-version
---------------
√ can determine the latest version
‼ cli is up-to-date
is running version 2.11.1 but the latest stable version is 2.11.4
see https://linkerd.io/2.11/checks/#l5d-version-cli for hints
linkerd-control-plane-proxy
---------------------------
√ control plane proxies are healthy
‼ control plane proxies are up-to-date
some proxies are not running the current version:
* linkerd-destination-79d6fc496f-dcgfx (stable-2.11.1)
* linkerd-identity-6b78ff444f-jwp47 (stable-2.11.1)
* linkerd-proxy-injector-86f7f649dc-v576m (stable-2.11.1)
see https://linkerd.io/2.11/checks/#l5d-cp-proxy-version for hints
√ control plane proxies and cli versions match
linkerd-data-plane
------------------
√ data plane namespace exists
√ data plane proxies are ready
‼ data plane is up-to-date
some proxies are not running the current version:
* emoji-696d9d8f95-8wrmg (stable-2.11.1)
* vote-bot-6d7677bb68-c98kb (stable-2.11.1)
* voting-ff4c54b8d-rdtmk (stable-2.11.1)
* web-5f86686c4d-qh5bz (stable-2.11.1)
see https://linkerd.io/2.11/checks/#l5d-data-plane-version for hints
√ data plane and cli versions match
√ data plane pod labels are configured correctly
√ data plane service labels are configured correctly
√ data plane service annotations are configured correctly
√ opaque ports are properly annotated
Status check results are √
复制代码
当然,我们还是可以通过 http://localhost:8080
访问应用,当然在使用上和之前没什么区别,我们可以通过 Linkerd 去查看应用实际上做了哪些事情,但是我们需要去单独安装一个插件,由于 Linkerd 的核心控制平面非常轻量级, 所以 Linkerd 附带了一些插件,这些插件为 Linkerd 添加了一些非关键但通常有用的功能,包括各种仪表板,比如我们可以安装一个 viz
插件,Linkerd-Viz
插件包含 Linkerd 的可观察性和可视化组件。安装命令如下所示:
$ linkerd viz install | kubectl apply -f -
复制代码
上面的命令会创建一个名为 linkerd-viz
的命名空间,会在该命名空间中安装监控相关的应用,比如 Prometheus、Grafana 等。
$ kubectl get pods -n linkerd-viz
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
grafana-8d54d5f6d-wwtdz 2/2 Running 0 3h1m
metrics-api-6c59967bf4-pjwdq 2/2 Running 0 4h22m
prometheus-7bbc4d8c5b-5rc8r 2/2 Running 0 4h22m
tap-599c774dfb-m2kqz 2/2 Running 0 4h22m
tap-injector-748d54b7bc-jvshs 2/2 Running 0 4h22m
web-db97ff489-5599v 2/2 Running 0 4h22m
复制代码
安装完成后,我们可以使用下面的命令打开一个 dashboard 页面:
$ linkerd viz dashboard &
复制代码
当 viz
插件部署完成后,执行上面的命令后会自动在浏览器中打开一个 Linkerd 的可观察性的 Dashboard。
此外我们也可以通过 Ingress 来暴露 viz 服务,创建如下所示的资源对象:
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: web-ingress
namespace: linkerd-viz
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/upstream-vhost: $service_name.$namespace.svc.cluster.local:8084
nginx.ingress.kubernetes.io/configuration-snippet: |
proxy_set_header Origin "";
proxy_hide_header l5d-remote-ip;
proxy_hide_header l5d-server-id;
spec:
ingressClassName: nginx
rules:
- host: linkerd.k8s.local
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: web
port:
number: 8084
复制代码
应用后就可以通过 linkerd.k8s.local
访问 viz 了。
还可以显示自动生成的拓扑图。
在页面上我们可以找到每个 Emojivoto
组件的实时指标,就可以确定哪个组件出现了部分故障了,这样就可以有针对性的去解决问题了。
在对应的资源后面包含一个 Grafana 的图标,点击可以自动跳转到 Grafana 的监控页面。
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