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使用ASM跨集群网格代理实现多集群跨网络互通

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阿里云ASM支持将多个ACK集群整合在一个ASM实例中，为分布广泛的服务提供统一的管理和运维平台。ASM跨集群网格代理提供了更为灵活的多集群网络互联方案，本文将介绍如何在多集群场景下利用跨集群网格代理打通集群通信。

背景信息

ASM支持多集群模式，即用户可以在同一个ASM实例中加入多个ACK集群。 您可以在ASM中加入多个不同网络下的ACK集群，若多集群的网络不具备打通三层网络的条件（设施限制、CIDR冲突、费用等原因），则可以利用ASM网关打通集群网络，使用ASM跨集群网格代理可以灵活使用公、私有网络将集群网络联通，无感解决地址冲突问题，实现多集群统一的流量治理、安全防护以及全链路可观测。本文将以Sleep应用跨集群访问httpbin为例介绍如何在ASM环境下利用跨集群网格代理配置跨网络多集群互通。

image

能力优势

ASM 1.22及以上版本提供的跨集群网格代理完整实现了七层客户端负载均衡，跨集群调用场景下，所有路由能力与非跨集群负载均衡完全对齐。

前提条件

  • 已创建ASM实例，版本不低于1.22。具体操作，请参见创建ASM实例。

  • 已添加多个集群到ASM实例。具体操作，请参见添加集群到ASM实例。（本文示例为两个）。

  • 已开启ASM自动注入。具体操作，请参见启用自动注入。

  • 服务之间跨集群访问需要满足以下两个条件之一：

    • 开启了ASM的在ASM中使用DNS代理（推荐）。

    • 手动在客户端所在的集群创建一个和服务端集群相同的目标Service。

步骤一：为ASM控制面绑定公网IP

为了使与ASM实例不在同一网络的集群中的数据平面组件可以正确地连接到ASM控制平面，需要为ASM控制平面Pilot使用的SLB实例绑定EIP，以将Pilot暴露于公网。

  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，选择网格实例 > 基本信息。

  3. 在基本信息页面右侧，找到Istio Pilot 地址并单击绑定EIP。

说明

绑定EIP到Pilot负载均衡后，若删除ASM实例时未解除绑定，EIP将随ASM实例释放。

步骤二：为集群指定网络配置，并启用跨集群网格代理

您可以为每个集群指定一个逻辑网络。同一个逻辑网络之间的服务可以直接互相访问，不同逻辑网络之间的服务需要通过跨集群网格代理才可以访问。

  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，选择集群与工作负载管理 > Kubernetes集群。

  3. 单击多集群网络配置按钮，参考如下方式配置多集群网络。

    • 为ACK-1指定所属逻辑网络为network1。

    • 为ACK-2指定所属逻辑网络为network2，并且在ACK-2中启用跨集群网格代理访问。

    image

应用上述配置后，ASM会为您在ACK-2中创建一个默认跨集群网格代理，该网关具有公网IP。ACK-1中的服务将会自动通过这个跨集群网格代理访问到ACK-2中的服务，并且这条链路默认会启用mTLS加密。

您可以通过ASM集群的kubeconfig查看跨集群网格代理的定义，跨集群网格代理有一个特殊的名称：asm-cross-network-${ACK ID}。您可以根据自己的需求，自行调节网关的资源和副本数等配置。

说明

目前跨集群网格代理是一个TCP Proxy，无法进行L7负载均衡。可能在某些情况下存在负载不均衡的情况。

步骤三：验证跨集群访问

上述步骤中的网络配置需要在业务Pod启动时生效。如果修改网络配置之前已经启动了业务Pod，则需要重启业务Pod。

  1. 在ACK-1中创建Sleep应用，示例YAML配置如下：

    sleep.yaml

    apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: sleep
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: sleep
  labels:
    app: sleep
    service: sleep
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: http
  selector:
    app: sleep
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: sleep
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: sleep
  template:
    metadata:
      labels:
        app: sleep
    spec:
      terminationGracePeriodSeconds: 0
      serviceAccountName: sleep
      containers:
      - name: sleep
        image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/acs/curl:8.1.2
        command: ["/bin/sleep", "infinity"]
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        volumeMounts:
        - mountPath: /etc/sleep/tls
          name: secret-volume
      volumes:
      - name: secret-volume
        secret:
          secretName: sleep-secret
          optional: true
---

  2. 在ACK-2中创建httpbin应用，示例YAML配置如下：

    httpbin.yaml

    apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: httpbin
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: httpbin
  labels:
    app: httpbin
    service: httpbin
spec:
  ports:
  - name: http
    port: 8000
    targetPort: 80
  selector:
    app: httpbin
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: httpbin
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: httpbin
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: httpbin
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: httpbin
      containers:
      - image: registry-cn-hangzhou.ack.aliyuncs.com/ack-demo/httpbin:0.1.0
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: httpbin
        ports:
        - containerPort: 80

  3. 从Sleep对应的Pod中访问httpbin应用（使用ACK-1的kubeconfig）。

    1. 获取Sleep Pod名称。

      kubectl get pod | grep sleep

    2. 在Sleep中使用curl访问httpbin。

      kubectl exec ${sleep pod名称} -- curl httpbin:8000/status/418

      此时可以看到访问成功，输出如下所示：

        % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100   135  100   135    0     0  16075      0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 16875

    -=[ teapot ]=-

       _...._
     .'  _ _ `.
    | ."` ^ `". _,
    \_;`"---"`|//
      |       ;/
      \_     _/
        `"""`

  4. 验证Sleep通过跨集群网格代理访问了httpbin。

    1. 查看Sleep Pod的日志（使用ACK-1的kubeconfig）。

      kubectl logs ${sleep pod名称} -c istio-proxy | tail -1

      输出如下所示：

      {"authority_for":"httpbin:8000","bytes_received":"0","bytes_sent":"135","downstream_local_address":"xxx.xxx.xxx.xx:8000","downstream_remote_address":"xx.x.xxx.xxx:xxxxx","duration":"7","istio_policy_status":"-","method":"GET","path":"/status/418","protocol":"HTTP/1.1","request_id":"08dc43e9-60c8-4f2f-910a-b727172ce311","requested_server_name":"-","response_code":"418","response_flags":"-","route_name":"default","start_time":"2024-05-23T10:06:27.289Z","trace_id":"-","upstream_cluster":"outbound|8000||httpbin.default.svc.cluster.local","upstream_host":"xxx.xx.xxx.xxx:15443","upstream_local_address":"xx.x.xxx.xxx:60248","upstream_response_time":"7","upstream_service_time":"7","upstream_transport_failure_reason":"-","user_agent":"curl/8.1.2","x_forwarded_for":"-"}

      其中的upstream_host字段标识Sleep Pod直接访问的目标，可以看到访问的端口是15443，15443是跨集群网格代理专用的端口。

    2. 查看跨集群网格代理的日志（使用ACK-2的kubeconfig）。

      首先获取跨集群网格代理Pod。

      kubectl -n istio-system get pod | grep asm-cross-network

istio-asm-cross-network-c0859be51XXX   1/1     Running   0          20h
istio-asm-cross-network-c0859be51XXX   1/1     Running   0          20h

      可以看到默认有两个跨集群网格代理的Pod。您可以分别查看这两个Pod的日志，可以看到类似的访问日志。 

       kubectl logs istio-asm-cross-network-c0859be51XXX -n istio-system  | tail -1

{"authority_for":"-","bytes_received":"xxxx","bytes_sent":"xxxx","downstream_local_address":"xx.xx.x.xx:15443","downstream_remote_address":"xx.xx.xx.xx:xxxxx","duration":"1568569","istio_policy_status":"-","method":"-","path":"-","protocol":"-","request_id":"-","requested_server_name":"outbound_.8000_._.httpbin.default.svc.cluster.local","response_code":"0","response_flags":"-","route_name":"-","start_time":"2024-05-23T08:41:16.618Z","trace_id":"-","upstream_cluster":"outbound_.8000_._.httpbin.default.svc.cluster.local","upstream_host":"xx.xx.xx.xxx:80","upstream_local_address":"xx.x.xx.xx:xxxxx","upstream_response_time":"-","upstream_service_time":"-","upstream_transport_failure_reason":"-","user_agent":"-","x_forwarded_for":"-"}
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