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使用ASM路由级熔断功能

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ASM支持通过编写VirtualService和DestinationRule等资源，实现微服务的无侵入的流量治理能力，包括流量路由、限流、熔断、镜像流量等功能。本文介绍如何使用ASM路由级熔断功能。

前提条件

  • 已下载本文所需配置文件，具体请参见配置文件。

  • 已创建ASM专业版实例，且版本为v1.13.4及以上。具体操作，请参见创建ASM实例。

  • 已添加集群到ASM实例。具体操作，请参见添加集群到ASM实例。

  • 已部署入口网关。具体操作，请参见创建入口网关。

  • 已创建Bookinfo和Nginx服务。具体操作，请参见在ASM实例关联的集群中部署应用。

  • 已通过kubectl连接ASM实例。具体操作，请参见通过控制面kubectl访问Istio资源。

  • 已部署网关规则。具体操作，请参见管理网关规则。

    展开查看Gateway YAML

    apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: Gateway
metadata:
  name: bookinfo-gateway
  namespace: default
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway
  servers:
  - hosts:
    - bf2.example.com
    port:
      name: http
      number: 80
      protocol: http

  • 已创建虚拟服务。具体操作，请参见管理虚拟服务。

    展开查看VirtualService YAML

    apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: VirtualService
metadata:
  name: bookinfo
  namespace: default
spec:
  gateways:
  - bookinfo-gateway
  hosts:
  - bf2.example.com
  http:
  - match:
    - uri:
        exact: /productpage
    - uri:
        prefix: /static
    - uri:
        exact: /login
    - uri:
        exact: /logout
    - uri:
        prefix: /api/v1/products
    name: productpage-route-name1
    route:
    - destination:
        host: productpage
        port:
          number: 9080
  - match:
    - uri:
        prefix: /httpbin
    name: httpbin-route-name1
    rewrite:
      uri: /
    route:
    - destination:
        host: httpbin.foo.svc.cluster.local
        port:
          number: 80

  • 已安装流量加压工具。具体操作，请参见hey。

背景信息

ASM支持在流量策略中配置熔断功能，在网络访问超出熔断配置时能够拒绝请求。在DestinationRule资源中，TrafficPolicy字段下有以下两个熔断配置项：

  • ConnectionPoolSettings：为服务配置连接的数量。例如控制请求的最大数量，挂起请求，重试或者超时。

  • OutlierDetection：用于从负载均衡池中剔除不健康的实例。

社区Istio提供的DestinationRule熔断配置如下，更多信息，请参见destination-rule。

展开查看DestinationRule YAML

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: httpbin
spec:
  host: httpbin
  trafficPolicy:
    connectionPool:
      tcp:
        maxConnections: 1
      http:
        http1MaxPendingRequests: 1
        maxRequestsPerConnection: 1
    outlierDetection:
      consecutive5xxErrors: 1
      interval: 1s
      baseEjectionTime: 3m
      maxEjectionPercent: 100

社区Istio提供的熔断功能，Envoy通过连接池实现对上游集群的限流熔断，通过周期性的动态异常检测来确定上游集群中的某些主机是否异常。如果发现异常，则将该主机从连接池中隔离出去。这本质上是针对上游主机整体的熔断。有以下两个缺点：

  • 仅支持服务级别熔断，不支持某个API进行限流熔断。

  • 在路由规则后起作用，无法做到流量分发之前进行限流熔断。

基于以上问题，ASM在数据面Envoy侧进行了Filter链的扩展，通过com.aliyun.break filter支持路由级熔断能力，控制面通过 ASMCircuitBreaker进行用户侧的透出。

本文以Bookinfo和Httpbin为例模拟慢请求和错误请求。其中，Bookinfo部署在default命名空间，Httpbin服务部署在foo命名空间，ingressgateway网关部署在istio-system命名空间，Httpbin单独部署在foo命名空间的测试后端服务，目的是为了验证熔断的开启范围。场景示例

适用场景

ASM路由级熔断功能适用于ASM网关，支持HTTP和GRPC协议。您可以在ASMCircuitBreaker YAML文件中添加istioGateway相关配置，本文以/httpbin对应路由名称为httpbin-route-name1配置熔断规则为例进行说明。

apiVersion: istio.alibabacloud.com/v1beta1
kind: ASMCircuitBreaker
metadata:
  name: ingressgateway
  namespace: istio-system
spec:
  workloadSelector:
    labels:
      app: istio-ingressgateway
  isGateway: true
  configs:
    - match:
        vhost:
          name: "bf2.example.com"
          port: 80
          route:
            name_match: nginx-route-name1
      breaker_config:
        slow_request_rt: 0.1s
        break_duration: 90s
        window_size: 10s
        max_slow_requests: 10
        min_request_amount: 3
        error_percent:
          value: 60
        custom_response:
          header_to_add:
            x-envoy-circuitbreak: "true"
          body: "hello, break!"
          status_code: 499

部分字段说明如下。关于ASMCircuitBreaker字段的详细说明，请参见ASMCircuitBreaker CRD说明。

字段

说明

isGateway: true

作用于网关。isGateway默认为false。

value: 60

当请求响应的错误比例超过60%（最少请求3次时），触发熔断。

max_slow_requests: 10

当慢请求次数超过10次时，触发熔断。

说明

慢请求是指请求响应时间RT（Reaction time）超出slow_request_rt定义的请求。

break_duration: 90s

每次熔断的时长定义为90s。

配置并验证熔断规则

本文对bf2.example.com:80这个VirtualHost下的某条路由进行限流配置，路由名称为httpbin-route-name1。

  1. 使用以下内容，创建asmcircuitbreaker-test-gw.yaml文件。

    apiVersion: istio.alibabacloud.com/v1beta1
kind: ASMCircuitBreaker
metadata:
  name: ingressgateway
  namespace: istio-system
spec:
  workloadSelector:
    labels:
      app: istio-ingressgateway
  isGateway: true
  configs:
    - match:
        vhost:
          name: "bf2.example.com"
          port: 80
          route:
            name_match: httpbin-route-name1
      breaker_config:
        slow_request_rt: 0.1s
        break_duration: 90s
        window_size: 10s
        max_slow_requests: 10
        min_request_amount: 3
        error_percent:
          value: 60
        custom_response:
          header_to_add:
            x-envoy-overload: "true"
          body: "hello, break!"
          status_code: 499

  2. 执行以下命令，创建ASMCircuitBreaker。

    kubectl apply -f asmcircuitbreaker-test-gw.yaml

  3. 执行以下命令，模拟请求响应1s延迟或Httpbin响应500错误（连续请求10次左右）。

    • 模拟请求响应1s延迟：

      curl -H 'host: bf2.example.com'  http://${ASM_GATEWAY_IP}/httpbin/delay/1 -v

    • 模拟Httpbin响应500错误：

      curl -H 'host: bf2.example.com'  http://${ASM_GATEWAY_IP}/httpbin/status/500 -v

    预期输出：

    < HTTP/1.1 499 Unknown
< Content-Length: 12
< Content-Type: text/plain
< x-envoy-overload: true
< Date: Thu, 13 Jan 2022 03:03:09 GMT
< Server: istio-envoy
<
Hello,Break!

    由预期输出得到，返回Hello,Break!，说明请求被熔断。

  4. 执行以下命令，访问Bookinfo服务的/productpage接口。

    curl -H 'host: bf2.example.com'  http://${ASM_GATEWAY_IP}/productpage -v

    在Productpage页面返回HTTP 200响应，说明请求未被熔断。

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