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通过ASM实现TCP应用流量迁移

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当您需要优化网络拓扑、扩容应用服务器或调整业务流量时，可以通过ASM的流量管理中心实现TCP应用流量的平滑迁移，确保关键业务的连续性和服务的高可用性。以Istio官方Task TCP-Traffic-Shifting为例，本文介绍如何在一个TCP服务的两个版本之间进行流量灰度切换。该Task中的Echo服务有两个版本，v1版本响应时会在接收到的消息前添加前缀“one”，v2版本会添加“two”，您可以观察流量转移的效果，并对分流策略进行微调，以满足具体的业务需求和性能目标。

前提条件

步骤一：部署示例应用

  1. 部署TCP- Echo应用的2个版本。

    1. 登录容器服务管理控制台，在左侧导航栏选择集群。

    2. 在集群列表页面，单击目标集群名称，然后在左侧导航栏，选择工作负载 > 无状态。

    3. 在无状态页面上方，选择目标命名空间，然后单击右上角的使用YAML创建资源。

    4. 设置示例模板为自定义，将下面的YAML粘贴到模板文本框，然后单击创建。

      展开查看YAML

      apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: tcp-echo-v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: tcp-echo
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: tcp-echo
        version: v1
    spec:
      containers:
      - name: tcp-echo
        image: docker.io/istio/tcp-echo-server:1.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        args: [ "9000", "one" ]
        ports:
        - containerPort: 9000
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: tcp-echo-v2
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: tcp-echo
      version: v2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: tcp-echo
        version: v2
    spec:
      containers:
      - name: tcp-echo
        image: docker.io/istio/tcp-echo-server:1.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        args: [ "9000", "two" ]
        ports:
        - containerPort: 9000

      在无状态页面，可以看到新创建的两个版本的TCP-Echo应用。

  2. 创建一个服务，并将其对外暴露。

    1. 登录容器服务管理控制台，在左侧导航栏选择集群。

    2. 在集群列表页面，单击目标集群名称，然后在左侧导航栏，选择网络 > 服务。

    3. 在服务页面上方，选择目标命名空间，然后单击右上角的创建。

    4. 在创建服务对话框，配置服务的相关信息，然后单击确定。

      配置项

      说明

      服务名称

      配置为tcp-echo。

      服务类型

      选择服务类型，即服务访问的方式。支持虚拟集群IP、节点端口和负载均衡。

      说明

      当服务类型选择虚拟集群IP时，才能设置实例间发现服务（Headless Service）。您可以使用无头Service与其他服务发现机制进行接口，不与Kubernetes的实现捆绑在一起。

      服务关联

      配置名称为app，值为tcp-echo-v1。

      说明

      将从关联的Deployment中提取app这个标签作为Service的Selector，这决定了Kubernetes service将流量转发到哪个Deployment。由于tcp-echo-v1和tcp-echo-v2两个Deployment拥有相同的标签，即app:tcp-echo，因此可以关联任一Deployment。

      外部流量策略

      支持Local和Cluster。

      说明

      当您的服务类型为节点端口或负载均衡时，才能设置外部流量策略。

      端口映射

      本文配置名称为tcp，服务端口和容器端口为9000，协议为TCP。

      注解

      为该服务添加一个注解（annotation），配置负载均衡的参数。例如，设置service.beta.kubernetes.io/alicloud-loadbalancer-bandwidth:20表示将该服务的带宽峰值设置为20 Mbit/s，控制服务的流量。关于参数的说明，请参见通过Annotation配置传统型负载均衡CLB。

      标签

      为服务添加一个标签，标识该服务。

      创建成功后，在服务页面，可以看到新创建的tcp-echo服务。

步骤二：设置路由规则

通过设置服务网格的Istio网关、虚拟服务和目标规则，将流量全部指向tcp-echo服务的v1版本。

  1. 登录ASM控制台，在左侧导航栏，选择服务网格 > 网格管理。

  2. 在网格管理页面，找到待配置的实例，单击实例的名称或在操作列中单击管理。

  3. 创建服务网关。

    1. 在网格详情页面左侧导航栏，选择ASM网关 > 网关规则，然后在右侧页面，单击使用YAML创建。

    2. 在创建页面，命名空间选择default，选择任意场景模版，配置以下YAML，然后单击创建。

      apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: Gateway
metadata:
  name: tcp-echo-gateway
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway
  servers:
  - port:
      number: 31400
      name: tcp
      protocol: TCP
    hosts:
    - "*"

  4. 创建虚拟服务。

    1. 在网格详情页面左侧导航栏，选择流量管理中心 > 虚拟服务，然后在右侧页面，单击使用YAML创建。

    2. 在创建页面，命名空间选择default，选择任意场景模版，配置以下YAML，然后单击创建。

      apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: tcp-echo
spec:
  hosts:
  - "*"
  gateways:
  - tcp-echo-gateway
  tcp:
  - match:
    - port: 31400
    route:
    - destination:
        host: tcp-echo
        port:
          number: 9000
        subset: v1

  5. 创建目标规则。

    1. 在网格详情页面左侧导航栏，选择流量管理中心 > 目标规则，然后在右侧页面，单击使用YAML创建。

    2. 在创建页面，命名空间选择default，选择任意场景模版，配置以下YAML，然后单击创建。

      apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: tcp-echo-destination
spec:
  host: tcp-echo
  subsets:
  - name: v1
    labels:
      version: v1
  - name: v2
    labels:
      version: v2

步骤三：部署入口网关

在入口网关中，添加端口31400，并指向Istio网关的31400端口。

  1. 登录ASM控制台，在左侧导航栏，选择服务网格 > 网格管理。

  2. 在网格管理页面，单击目标实例名称，然后在左侧导航栏，选择ASM网关 > 入口网关。

  3. 在入口网关页面，单击创建，进行相关配置，然后单击创建。

    部分配置项说明如下。关于配置项的更多说明，请参见创建入口网关。

    配置项

    说明

    部署集群

    选择要部署入口网关的集群。

    负载均衡CLB类型

    本文选择公网访问。

    选择负载均衡

    • 使用已有负载均衡：从已有负载均衡列表中选择。

    • 新建负载均衡CLB：单击新建负载均衡CLB，从下拉列表中选择所需的负载均衡规格。

    说明

    建议您为每个Kubernetes服务分配一个CLB。如果多个Kubernetes服务复用同一个CLB，存在以下风险和限制：

    • 使用已有的CLB会强制覆盖已有监听，可能会导致您的应用不可访问。

    • Kubernetes通过Service创建的CLB不能复用，只能复用您手动在控制台（或调用OpenAPI）创建的CLB。

    • 复用同一个CLB的多个Service不能有相同的前端监听端口，否则会造成端口冲突。

    • 复用CLB时，监听的名字以及虚拟服务器组的名字被Kubernetes作为唯一标识符。请勿修改监听和虚拟服务器组的名字。

    • 不支持跨集群复用CLB。

    端口映射

    单击添加端口，配置名称为tcp，服务端口为31400。

步骤四：检查部署结果

通过Kubectl确认tcp-echo服务的流量指向是否符合预期。

  1. 通过Kubectl客户端连接至Kubernetes集群。具体操作，请参见步骤二：选择集群凭证类型。

  2. 执行以下命令，获得服务的地址与端口。

    $ export INGRESS_HOST=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
$ export INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="tcp")].port}')

  3. 使用telnet指令向tcp-echo服务发起连接请求。

    $ telnet $INGRESS_HOST $INGRESS_PORT
Trying xxx.xxx.xxx.xxx...
Connected to xxx.xxx.xxx.xxx.
Escape character is '^]'

  4. 输入任意字符串，按Enter发送。

    返回的字符串前面带了“one”，说明tcp-echo服务已经成功部署，且流量全部指向了tcp-echo-v1版本。

步骤五：按比例将流量路由到tcp-echo-v2

此处将20%的流量指向tcp-echo-v2版本，其余80%仍然打到tcp-echo-v1。

  1. 修改ASM实例的虚拟服务配置。

    1. 在网格详情页面左侧导航栏，选择流量管理中心 > 虚拟服务。

    2. 在虚拟服务页面，单击tcp-echo所在操作列中的YAML。

    3. 在编辑实例页面的文本框中输入以下YAML文件内容，单击确定。

      apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: tcp-echo
spec:
  hosts:
  - "*"
  gateways:
  - tcp-echo-gateway
  tcp:
  - match:
    - port: 31400
    route:
    - destination:
        host: tcp-echo
        port:
          number: 9000
        subset: v1
      weight: 80
    - destination:
        host: tcp-echo
        port:
          number: 9000
        subset: v2
      weight: 20

  2. 执行以下命令，向tcp-echo服务发起10次请求。

    $ for i in {1..10}; do \
docker run -e INGRESS_HOST=$INGRESS_HOST -e INGRESS_PORT=$INGRESS_PORT -it --rm busybox sh -c "(date; sleep 1) | nc $INGRESS_HOST $INGRESS_PORT"; \
done
one Mon Nov 12 23:38:45 UTC 2018
two Mon Nov 12 23:38:47 UTC 2018
one Mon Nov 12 23:38:50 UTC 2018
one Mon Nov 12 23:38:52 UTC 2018
one Mon Nov 12 23:38:55 UTC 2018
two Mon Nov 12 23:38:57 UTC 2018
one Mon Nov 12 23:39:00 UTC 2018
one Mon Nov 12 23:39:02 UTC 2018
one Mon Nov 12 23:39:05 UTC 2018
one Mon Nov 12 23:39:07 UTC 2018

    根据以上请求的分发情况，可以看到20%的流量指向了tcp-echo-v2。

    说明

    您的测试结果可能不一定总是10次中有2次打到tcp-echo-v2，但从较长时间范围的总体比例来看，将接近20%。

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