Istioサービスメッシュ入門 / Getting Started with the Istio Service Mesh

Title: Istioサービスメッシュ入門
Slides for Hands-on Sessions at Azure Antenna Sept 11, 2018
Date: 2018.09.11

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1. Slides for Workshop Session at Azure Antenna Sept, 2018
2. サービスメッシュはマイクロサービスに回復力を持たせるために非常に有効なアーキテクチャ 手法の１つであり、Istioは、このサービスメッシュの機能を実装するためのフレームワークを 提供するとても注目度の高いOSSです。このワークショップでは座学を通じてIstioの基礎を 学んでいただき、実際にハンズオンで手を動かしていただくことでIsito/サービスメッシュの 理解を深めていただきます。コンテナオーケストレーターにKubernetes（本ワークショップ ではAzure Kubernetes Service）を利用するためKubernetesクラスタ構築も実施いただきます。 ご参加者のスキルレベルについて： ワークショップ資料は全て GitHub に公開予定です
4. Kubernetes: デファクト オーケストレーター ポータブル Public, private, hybrid, multi-cloud 拡張可能 Modular, pluggable, hookable, composable 自己回復（Self-healing） Auto-placement, auto-restart, auto-replication, auto-scaling
5. https://kubernetes.io/
6. Master VM Master VM Master VM Worker Node Worker Node Worker Node Worker Node Worker Node Worker Node
7. kubectl apiserver Web UI etcd scheduler Controller manager kubelet kube proxy Container LB CLIコマンド ダッシュボード 永続化データ保持のためのKVS 認証、CRUD操作 Podのノード割り当て 各種コントローラー ノードごとの Pod管理 Service VIPアドレスのルーティング 外部からの アクセス https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/components/ 全ての操作はapiserver経由で行われる API Container runtime kubelet kube proxy Container ノードごとの Pod管理 Service VIPアドレスのルーティング Container runtime
9. deployment ReplicaSet Pod Pod
11. DeploymentとReplicaSetの仕組みで、ノードの障害やアプリのクラッシュ等で Podが足りなくなった際に自動的にPodが追加される DeploymentはReplicaSetを管理し、ReplicaSetはPodを指 定数(Replica数)に調整・管理を行う仕組。 Podがレプリカ数より足りない場合はPodを追加し、多 い場合はをPodを削除する Deployment ReplicaSet Pod A Pod B Pod C Deployment ReplicaSet Pod A Pod B Pod C Pod C
12. Deployment ReplicaSet V1 Pod Pod Pod Deployment ReplicaSet v1 Pod Pod ReplicaSet V2 Pod Deployment ReplicaSet V2 Pod Pod Pod
13. AKSの主な特徴
14. Azure Container Ecosystem IaaS PaaS Azure services SQL Database Redis Cache CosmosDB And more! Partner services OpenShift Pivotal Cloud Foundry Docker Enterprise Edition Mesosphere DC/OS Azure Azure Container Registry (ACR) OSBA Azure Kubernetes Service (AKS) ACS Engine Batch Azure Container Instances (ACI) Azure Virtual Machines Virtual Machine Scale Sets (VMSS) Service Fabric Virtual kubelet App Service
16. マイクロサービスアーキテクチャではアプリケーションが小規模の独立 したサービスで構成される。マイクロサービスは適切に構築することで 様々なメリットが得られる一方いくつかの課題に対処する必要がある • データ一貫性・整合性の維持 • 複雑なサービス間通信 • クライアント・アプリ間の通信 • 分散アプリケーションのモニタリング • 継続的インテグレーションとデリバリ (CI/CD)
17. マイクロサービスの設計: サービス間通信 https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/architecture/microservices/interservice- communication • 通信の回復性 • サービス間通信の回復力を高める設計パターン: リトライ、サーキットブレーカー • 負荷分散 • シナリオに応じた負荷分散アルゴリズムの適用 • 分散トレース • １トランザクションで複数サービス呼び出しを要する処理における一連の手順全体を 再構成するための相関 ID を伝達 • サービスバージョン管理 • 各サービスの複数バージョンの管理と特定バージョンへのルーティング • サービス間トラフィック暗号化 • TLS暗号化と相互TLS認証
18. • サービスメッシュはサービス間通信を処理するソフトウェア レイヤーで、アプリに代わってネットワーク要求を送信する ヘルパー サービス • サービスメッシュが提供する代表的なネットワークサービス • トラフィック制御 • 回復性、耐障害性処理 • 可視化、分散トレース • 認証、セキュリティ機能 https://github.com/istio/istio https://github.com/linkerd/linkerd https://github.com/runconduit/conduit
19. https://istio.io
20. https://istio.io/docs/concepts/what-is-istio/ Features for Resiliency（回復性）
21. Istioで利用されている主な機能 • Dynamic service discovery • Load balancing • TLS termination • HTTP/2 and gRPC proxies • Circuit breakers • Health checks • Staged rollouts with %-based traffic split • Fault injection • Rich metrics https://www.envoyproxy.io/ Envoy はKubernetes Pod内に Sidecarとしてデプロイされる “ENVOY IS AN OPEN SOURCE EDGE AND SERVICE PROXY, DESIGNED FOR CLOUD-NATIVE APPLICATIONS” https://www.envoyproxy.io/
22. https://www.envoyproxy.io/docs/envoy/latest/intro/arch_overview/hot_restart
23. Azure/クラウド設計パターン/サイドカー: https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/architecture/patterns/sidecar
24. • Control Plane: Istio • Data Plane: Envoy
25. • Pilot: • Mixer: • Citadel: https://istio.io/docs/concepts/what-is-istio/
27. https://istio.io/docs/concepts/traffic-management/#discovery-and-load-balancing Service discovery service Load balancing algorithm • round robin • Random • weighted least request （重み付け 最少接続数）
28. https://istio.io/docs/concepts/traffic-management/#ingress-and-egress
29. https://istio.io/docs/tasks/traffic-management/request-routing/
30. • defines the rules that control how requests for a service are routed within an Istio service mesh • defines policies that apply to traffic intended for a service after routing has occurred • configuration for load balancing, connection pool size from the sidecar, and outlier detection settings to detect and evict unhealthy hosts from the load balancing pool • can be used for scenarios like A/B testing, or routing to a specific version of a service Traffic Routing Configuration reference: https://istio.io/docs/reference/config/istio.networking.v1alpha3/
31. Communication between services https://istio.io/docs/concepts/traffic-management/#communication-between- services splitting traffic between versions https://istio.io/docs/concepts/traffic-management/#splitting-traffic-between-versions ServiceX Reviews-Pod2 V1 Reviews- Pod4 V3 Reviews-Pod3 V1 Reviews-Pod1 V1
32. Communication between services https://istio.io/docs/concepts/traffic-management/#communication-between- services splitting traffic between versions https://istio.io/docs/concepts/traffic-management/#splitting-traffic-between-versions ServiceX Reviews-Pod2 V1 Reviews- Pod4 V2 Reviews-Pod3 V1 Reviews-Pod1 V1
33. ServiceX Reviews-Pod2 V1 Reviews- Pod4 V2 Reviews-Pod3 V2 Reviews-Pod1 V1
34. delay / abort (user=jason) user=jason Istio fault injection https://istio.io/docs/tasks/traffic-management/fault-injection/
35. Istio - Creating circuit breaking policies https://istio.io/docs/tasks/traffic-management/circuit-breaking.html
36. Polly サーキット ブレーカー ポリシーを使用した実装例 サーキット ブレーカー パターンの実装 https://docs.microsoft.com/ja-jp/dotnet/standard/microservices-architecture/implement-resilient-applications/implement-circuit-breaker-pattern
38. Istio Security Concept https://istio.io/docs/concepts/security/ Pilot: Mixer: 認証・監査の管理 Citadel:
43. OpenTracing OpenTracing
44. https://jaeger.readthedocs.io/en/stable/architecture/
45. •x-request-id •x-b3-traceid •x-b3-spanid •x-b3- parentspanid •x-b3-sampled •x-b3-flags •x-ot-span- context https://github.com/openzipkin/b3- propagation https://istio.io/docs/tasks/telemetry/distributed-tracing/
46. SvcA-Pod Mixer SvcB-Pod MixerAPI Adapter Adapter Adapter Adapter SvcB-Pod Trace Data Storage & UI
47. SvcA-Pod Mixer SvcB-Pod MixerAPI Adapter Adapter Adapter Adapter ServiceGraph https://istio.io/docs/reference/confi g/policy-and-telemetry/adapters/
48. https://istio.io/docs/tasks/telemetry/metrics-logs/ https://istio.io/docs/tasks/telemetry/using-istio-dashboard/ https://istio.io/docs/tasks/telemetry/servicegraph/ https://istio.io/docs/tasks/telemetry/fluentd/
50. https://github.com/yokawasa/azure-container-labs https://github.com/yokawasa/azure-container-labs/blob/master/labs/aks-100-setup-env.md https://github.com/yokawasa/azure-container-labs/blob/master/labs/aks-101-create-aks-cluster.md https://github.com/yokawasa/azure-container-labs/blob/master/labs/aks-202-istio-top.md
51. Product page Mixer Pilot Citadel Ingress gateway Review V1 Review V2 Review V3 Ratings Details https://github.com/istio/istio/tree/master/samples/bookinfo https://istio.io/docs/examples/bookinfo/