Istio可扩展的策略和遥测

Istio策略和遥测的原理

Istio通过专门的服务端组件，提供一种扩展机制来手机服务运行的遥测数据和服务间的访问，执行一定的策略。

应用场景

采集数据、存储数据、检索数据

通过Sidecar Inbound和Outbound都想Mixer上报数据。Mixer提供对应APM的Adapter。解耦Sidecar和APM的通讯，由Mixer来集中对接。

工作原理

每个插件都是一个Adapter，Mixer通过它们与不同的基础设施后端连接。提供日志、监控、配额、ACL检查等功能。

因为每个基础设施后端都有不同的接口和操作，所以需要自定义代码进行处理，这就是Mixer的Adapter机制。

Mixer通过Protobuf格式定义Adapter的配置。

属性

Envoy上报的数据istio中称为属性 attribute。属性是一小块数据，描述服务请求或者服务运行环境的信息。

属性列表：　https://istio.io/docs/reference/config/policy-and-telemetry/attribute-vocabulary/

属性表达式

属性表达式：　https://istio.io/docs/reference/config/policy-and-telemetry/expression-language/

Mixer的匹配模型

istio主要通过handler、instance、rule这三个资源对象来描述Adapter的配置。

业务处理 Handler

Handler来描述Adapters及其配置。Mixer每个Adapter都需要一些配置才能运行。不同额Adapter有不同的配置，比如服务后端信息之类的。

如果Adapter看做是一个模板的定义的话，Handler就是这个模板的实现。

例子:

### Sample-1: No connection specified (for compiled in adapters)
### Note: if connection information is not specified, the adapter configuration is directly inside
### `spec` block. This is going to be DEPRECATED in favor of Sample-2
apiVersion: "config.istio.io/v1alpha2"
kind: handler
metadata:
  name: requestcount
  namespace: istio-system
spec:
  compiledAdapter: prometheus
  params:
    metrics:
    - name: request_count
      instance_name: requestcount.metric.istio-system
      kind: COUNTER
      label_names:
      - source_service
      - source_version
      - destination_service
      - destination_version
---
### Sample-2: With connection information (for out-of-process adapters)
### Note: Unlike sample-1, the adapter configuration is parallel to `connection` and is nested inside `param` block.
apiVersion: "config.istio.io/v1alpha2"
kind: handler
metadata:
  name: requestcount
  namespace: istio-system
spec:
  compiledAdapter: prometheus
  params:
    param:
      metrics:
      - name: request_count
        instance_name: requestcount.metric.istio-system
        kind: COUNTER
        label_names:
        - source_service
        - source_version
        - destination_service
        - destination_version
    connection:
      address: localhost:8090
---

Handler: https://istio.io/docs/reference/config/policy-and-telemetry/istio.policy.v1beta1/#Handler

数据定义 Instance

定义了Adapter要处理的数据对象。通过模板为Adapter提供对元数据的定义。Mixer通过Instance来吧子代理的属性拆分并分发给不同的适配器。

比如将response.code映射成response_code

关联规则 Rule

Rule配置一组规则告诉Mixer有哪个Instance在什么时候发送给哪个Handler处理，一般包括匹配的表达式和执行动作（action）。表达式控制在什么时候调用Adapter和Instance

配置示例

apiVersion: "config.istio.io/v1alpha2"
kind: rule
metadata:
  name: stdio
  namespace: istio-system
spec:
  match: context.protocol == "http" || context.protocol == "grpc"
  actions:
  - handler: stdio
    instance:
    - logentry

详细： https://istio.io/docs/reference/config/policy-and-telemetry/istio.policy.v1beta1/#Rule

Istio常用遥测适配器配置示例

日志收集

# Configuration for logentry instances
apiVersion: config.istio.io/v1alpha2
kind: instance
metadata:
  name: newlog
  namespace: istio-system
spec:
  compiledTemplate: logentry
  params:
    severity: '"info"'
    timestamp: request.time
    variables:
      source: source.labels["app"] | source.workload.name | "unknown"
      user: source.user | "unknown"
      destination: destination.labels["app"] | destination.workload.name | "unknown"
      responseCode: response.code | 0
      responseSize: response.size | 0
      latency: response.duration | "0ms"
    monitored_resource_type: '"UNSPECIFIED"'
---
# Configuration for a Fluentd handler
apiVersion: config.istio.io/v1alpha2
kind: handler
metadata:
  name: handler
  namespace: istio-system
spec:
  compiledAdapter: fluentd
  params:
    address: "fluentd-es.logging:24224"
---
# Rule to send logentry instances to the Fluentd handler
apiVersion: config.istio.io/v1alpha2
kind: rule
metadata:
  name: newlogtofluentd
  namespace: istio-system
spec:
  match: "true" # match for all requests
  actions:
   - handler: handler
     instances:
     - newlog
---

Prometheus适配器

当前应用最广的开源系统监控和报警平台。

Prometheus主要工作就是抓取数据存储，并提供PromQL语法进行查询。或者对家Grafana、kiali等dashboard进行显示，还可以根据规则生成警告。

Prometheus会主动pull来向目标发送http请求采集数据并存储数据。

Adapter的功能

主要通过Istio收集到服务生成的Metric信息，转为Prometheus格式。相当于Prometheus的Exporter的Istio实现。

1. Envoy通过Report接口上报数据给Mixer
2. Mixer根据配置将请求分发给Prometheus Adapter
3. Prometheus Adapter通过http接口发布Metric数据
4. Prometheus拉取、保存Metric数据，并提供接口供检索数据
5. 相关工具通过PromQL语法向Prometheus检索数据并展示

参考资料

• policy-and-telemetry