怎么使用微服務(wù)的service mesh

本篇內(nèi)容主要講解“怎么使用微服務(wù)的service mesh”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“怎么使用微服務(wù)的service mesh”吧!

一、service mesh(服務(wù)網(wǎng)格)

1、 service mesh誕生背景

自從微服務(wù)和云計算興起后，誕生了無數(shù)優(yōu)秀的微服務(wù)架構(gòu)，給開發(fā)部署帶來了巨大的便利，敏捷開發(fā)獲得了最佳的實踐場景。然而微服務(wù)模式帶來便利和高性能的同時不可避免會帶來服務(wù)數(shù)量的膨脹，處理鏈路復(fù)雜化，底層架構(gòu)和微服務(wù)框架差異化，因此服務(wù)治理問題成為了新的痛點，為了解決以上場景，service mesh 概念誕生。

service mesh (服務(wù)網(wǎng)格)通過在微服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中加入一些與業(yè)務(wù)服務(wù)解耦的服務(wù)實例，充當消息轉(zhuǎn)發(fā)的角色，本質(zhì)是在應(yīng)用層加入一個通信管理層來管理網(wǎng)絡(luò)中微服務(wù)的服務(wù)互通、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)治理、鏈路追蹤、健康監(jiān)控等問題。使用服務(wù)網(wǎng)格后，在業(yè)務(wù)層面基本不用改動的情況下，以前復(fù)雜系統(tǒng)中需要考慮的跨團隊服務(wù)設(shè)計，語言選擇，異架構(gòu)通信，鏈路管理，服務(wù)治理，服務(wù)上云等難題都能在一個統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施框架中得到解決。

那么具體是怎么做到的呢？服務(wù)網(wǎng)格通過增加一個代理服務(wù)，與原有微服務(wù)并行跑在一個基礎(chǔ)設(shè)施上，這里的基礎(chǔ)設(shè)施可以是物理機或者容器。這個代理服務(wù)主要有兩個功能：

(1) 請求代理，所有原本直接發(fā)給微服務(wù)的請求都會被代理實例攔截，代理程序再將請求轉(zhuǎn)發(fā)給真正的微服務(wù)處理，原有微服務(wù)發(fā)起的所有請求也將先轉(zhuǎn)發(fā)給這個代理，由代理向外部的微服務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起請求。

(2) 組成可見的微服務(wù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，這個代理需要通過某種方式向微服務(wù)網(wǎng)絡(luò)世界暴露自己，比如向某個分布式服務(wù)中心注冊，代表業(yè)務(wù)服務(wù)實例參與到服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，執(zhí)行復(fù)雜的服務(wù)治理策略、調(diào)用鏈追蹤、路由控制等功能。

下圖中的 proxy 代表服務(wù)網(wǎng)格實例，server 代表微服務(wù)實例，這是服務(wù)網(wǎng)格的主要模式 sidecar，可以看到，每個微服務(wù)實例都有單獨的服務(wù)網(wǎng)格實例為它服務(wù)，可以理解為在車道上并排奔跑的兩個微服務(wù)，server 處理業(yè)務(wù)請求，負責業(yè)務(wù)層面的工作，proxy 服務(wù)攔截進出 server 的流量，負責微服務(wù)通信和治理層面的問題。

本文主要結(jié)合 Apache 項目 servicecomb-mesher 來介紹服務(wù)網(wǎng)格的實現(xiàn)，其他項目不做展開介紹。

圖1 服務(wù)網(wǎng)格鳥瞰圖

二、servicecomb-mesher

Servicecomb-mesher 是 Apache servicecomb 的服務(wù)網(wǎng)格項目。使用 go 語言基于 go-chassis 開源框架實現(xiàn)，go-chassis 框架以插件的形式支持負載均衡、流量控制、調(diào)用鏈追蹤、熔斷降級、服務(wù)治理、動態(tài)配置管理等微服務(wù)能力。mesher目前支持sidecar和edgeservice兩種運行模式。支持服務(wù)間使用http、grpc協(xié)議通信，有良好的可擴展性，用戶可自行擴展自己的協(xié)議。mesher以調(diào)用鏈的形式處理請求，可以根據(jù)配置自由裁剪處理函數(shù)。在控制面mesher天然能夠接入apache servicecomb微服務(wù)體系。并對當前主流的service-mesh具有兼容性，支持kubernetes，可接入Istio。

圖2  mesher交互模型圖

2.1 Servicecomb-mesher原理淺析

我們以 sidecar 模式運行 mesher，通過一個具體的 http 協(xié)議通信為例介紹 mesher 做了什么工作。

(1) 我們啟動一個真正的 http server 作為業(yè)務(wù)服務(wù)，這里對 http server 的實現(xiàn)語言，服務(wù)框架沒有任何限制；

(2) 啟動 mesher，mesher會根據(jù)配置信息啟動兩個 http 服務(wù)，分別監(jiān)聽在本地回環(huán)和本地 ip 上(如127.0.0.1:30101 和 192.168.88.64:30101)。mesher 通過127.0.0.1:30101 處理內(nèi)部業(yè)務(wù)服務(wù)對外部的請求流量；監(jiān)聽在 192.168.88.64:30101 的服務(wù)用于處理外部對內(nèi)部業(yè)務(wù)服務(wù)的請求流量；

(3) 如圖，client 作為一個請求發(fā)起方，client 的請求通過代理轉(zhuǎn)發(fā)到與它綁定的 mesher（127.0.0.1:30102）；

(4) mesher（127.0.0.1:30102）接收到請求后，使用 LocalRequestHandler 處理請求，首先準備 consumer 調(diào)用鏈，獲取并解析 client 調(diào)用的服務(wù)名和端口，創(chuàng)建 Invocation，之后通過 consumer 調(diào)用鏈進行處理，最后建立一個 rest-client 對外部的目的服務(wù)(192.168.88.64:30101)發(fā)起調(diào)用；

(5)  監(jiān)聽在 192.168.88.64:30101 的 mesher 接收到請求后，調(diào)用 RemoteRequestHandler 處理請求，首先將請求轉(zhuǎn)為 Invocation，準備 provider 調(diào)用鏈，解析地址，將目的地址替換為業(yè)務(wù)服務(wù)的地址，然后調(diào)用處理鏈處理請求，最終向內(nèi)部真正的業(yè)務(wù) server 發(fā)起 http 調(diào)用；

監(jiān)聽在 127.0.0.1:30101 的 mesher 作為 consumer，使用處理請求，consumerChain 調(diào)用鏈默認包含如下處理器(handler)：

• chassisHandler.Router,chassisHandler.RatelimiterConsumer

• chassisHandler.BizkeeperConsumer

• chassisHandler.Loadbalance

• chassisHandler.Transport

監(jiān)聽在 192.168.88.64:30101 的 mesher 作為 provider 處理請求，providerChain 調(diào)用鏈默認包含如下處理器(handler)：

• chassisHandler.RatelimiterProvider

• chassisHandler.Transport

圖3 mesher通信模型圖

通過以上分析可以看到，mesher 實際上在應(yīng)用層作為一個代理，攔截并代替業(yè)務(wù)服務(wù)發(fā)起和接收請求，mesher 和業(yè)務(wù)服務(wù)各司其職，業(yè)務(wù)服務(wù)只要保證業(yè)務(wù)功能正常，mesher 負責服務(wù)治理層面，構(gòu)建可靠的通信鏈路。我們只要保證 mesher 與業(yè)務(wù)的互通以及 mesher 與外部其他 mesher 之間的通信就可以保證提供服務(wù)，那么這里 mesher 是如何做到的呢？這個問題就涉及到 go-chassis 開源框架的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和控制面管理功能。mesher 使用 go-chassis 底座的 register 包將自己注冊到服務(wù)中心實例，這里我們使用 Apache 的 servicecomb-servicecenter，它是一個接收微服務(wù)注冊并進行管理的服務(wù)中心，所有連接到 servicecenter 的服務(wù)都可以通過服務(wù)中心向其他服務(wù)暴露自己，并通過微服務(wù)名獲取到其他服務(wù)實例的 ip 和 port。mesher 的控制面功能支持斷路器、負載均衡、頻率限制、錯誤注入等，可以接入istio或者使用archaius以讀取配置的方式。

三、體質(zhì)指數(shù)（Bmi）入門案例

3.1 背景

了解了 mesher 的原理后，我們通過一個具體的用例幫助用戶快速入門 mesher 的 sidecar 模式。希望幫助用戶通過該例子，能夠快速上手使用 mesher 服務(wù)，深入了解 mesher 的工作模式和原理，并掌握如何通過 mesher 的幫助改造已有的 http 服務(wù)，接入 servicecomb 微服務(wù)體系，獲得負載均衡、流控、服務(wù)治理、調(diào)用鏈追蹤等微服務(wù)能力。

3.2 用例服務(wù)介紹

圖4 mesher案例部署圖

1、httpserver_calculator：基于python語言實現(xiàn)的http體質(zhì)指數(shù)服務(wù)，可替換為任何語言開發(fā)的http服務(wù)；

2、httpserver_webapp：基于 nodejs 語言實現(xiàn)的web服務(wù)，用于在瀏覽器上展示可視化結(jié)果；

3、mesher_webapp：通過 sidecar 模式為httpserver_webapp 提供服務(wù)的 mesher 實例；

4、mesher_calculator：通過 sidecar 模式為httpserver_calculator 提供服務(wù)的 mesher 實例；

5、servicecenter：服務(wù)中心，接收 mesher 服務(wù)的注冊，提供服務(wù)發(fā)現(xiàn)、路由查詢、服務(wù)監(jiān)控功能；

流程詳情：

1. 瀏覽器[192.168.88.78]對 httpserver_webapp 服務(wù)發(fā)起 http 調(diào)用 http://192.168.88.64:4597/calculator/bmi。

2. httpserver_webapp 服務(wù)接收請求，并發(fā)起對地址 http://calculator/bmi 的 http 調(diào)用，因為設(shè)置了代理http://127.0.0.1:30101，httpserver_webapp 發(fā)起的請求將被轉(zhuǎn)發(fā)到 mesher_webapp 服務(wù)。

3. mesher_webapp 根據(jù)請求的服務(wù)名(microservice.yaml 配置的服務(wù)名 calculator）從服務(wù)中心 servicecenter 獲得該服務(wù)名的地址，轉(zhuǎn)發(fā)到 mesher_calculator。

4. mesher_calculator 服務(wù)根據(jù)設(shè)置好的specific地址，轉(zhuǎn)發(fā)到自己綁定的體質(zhì)指數(shù)calculator服務(wù)(httpserver_calculator)進行處理。

5. httpserver_calculator 會根據(jù)用戶身高和體重進行計算，并返回自己的服務(wù)標識展示在界面上。流程圖如下所示：

圖5 mesher案例流程圖圖

2.4 測試環(huán)境搭建(linux)

1、編譯 mesher ：下載地址（https://github.com/apache/servicecomb-mesher）

按README.md編譯項目得到可執(zhí)行文件mesher(linux)，windows(mesher.exe)；

2、創(chuàng)建 mesher_webapp 用于為 httpserver_webapp 服務(wù)：

在 mesher 目錄下執(zhí)行下列l(wèi)inux命令創(chuàng)建 mesher_webapp，此處除了可執(zhí)行文件，還需要拷貝conf

mkdir /usr/local/src/mesher_webapp

更改 conf 中配置文件，microservice.yaml 中的服務(wù) name，從 hellomesher 改為 webapp；更改 chassis.yaml 中監(jiān)聽的服務(wù)地址，從本地回環(huán)（127.0.0.1）地址改為內(nèi)網(wǎng) ip（linux下通過 ifconfig 查看，如192.168.88.64）:

listenAddress: 127.0.0.1:40101  ->  listenAddress: 192.168.88.64:40101

3、創(chuàng)建mesher_calculator

mkdir /usr/local/src/mesher_calculator

更改conf中配置文件，分別更改microservice.yaml中的服務(wù)name為體質(zhì)指數(shù)微服務(wù)名calculator；
更改mesher_calculator配置chassis.yaml監(jiān)聽的地址和端口：

listenAddress: 127.0.0.1:40101  ->  listenAddress: 192.168.88.64:40107

4、 啟動mesher服務(wù)，分別進入mesher_webapp和mesher_calculator，啟動服務(wù)，其中需要設(shè)置mesher_calculator的SPECIFIC_ADDR地址，該地址用于建立mesher和http服務(wù)邏輯上的綁定關(guān)系；

cd /usr/local/src/mesher_calculator

5、 啟動httpserver_webapp服務(wù)：

cd /usr/local/src/httpserver_webapp

6、 httpserver_calculator 作為體質(zhì)指數(shù)計算服務(wù)，需要安裝python2.7，依賴BaseHTTPServer包：

cd /usr/local/src/httpserver_calculator

圖6 servicecenter服務(wù)監(jiān)控圖

2.5 測試

1、瀏覽器打開頁面 http://192.168.88.64:30103 (如果打不開需要開啟服務(wù)中心 service-center 的 front 服務(wù)，參考http://servicecomb.apache.org/cn/users/setup-environment/#%E8%BF%90%E8%A1%8Cservice-center

查看服務(wù)，其中地址 service-center 服務(wù)啟動的地址，看到如圖界面。

webapp 代表 mesher_webapp 服務(wù)，這里展示的是 microservice.yaml 中配置的服務(wù)名；calculator 代表 mesher_calculator 服務(wù)，這里展示的是 microservice.yaml 中配置的服務(wù)名。大寫的 SERVICECENTER 是服務(wù)中心。

圖7 servicecenter服務(wù)監(jiān)控圖

2、瀏覽器打開 http://192.168.88.64:4597，可以看到如下界面，為 webapp 呈現(xiàn)的靜態(tài)頁面：

圖8 bmi調(diào)用結(jié)果展示界面圖

3、輸入?yún)?shù)(180、70)點擊 submit，觀察結(jié)果：

圖9 bmi調(diào)用結(jié)果圖

2.6 mesher進階

2.6.1 負載均衡

圖10 mesher 負載均衡案例部署圖

啟動一個新的 mesher_calculator 和 httpserver_calculator 實例用于負載均衡測試，可以使用例子目錄test_balance下的服務(wù)：

1、修改 mesher_calculator 配置文件 microservice.yaml 中的服務(wù) name 為 calculator；
更改配置 chassis.yaml 監(jiān)聽的地址和端口避免沖突：

listenAddress: 127.0.0.1:40101  ->  listenAddress: 192.168.88.64:40102

2、啟動 mesher_calculator，需要設(shè)置 mesher_calculator 的 SPECIFIC_ADDR 地址，該地址用于建立 mesher 和 http 服務(wù)邏輯上的綁定關(guān)系；

export SPECIFIC_ADDR=127.0.0.1:4537

3、默認情況下會使用 roundbin（輪詢）負載均衡算法，另外還支持 Random 和 SessionStickiness 負載均衡算法。我們修改 mesher_webapp 的配置文件 chassis.yaml，將負載均衡方法配置為 Random：

loadbalance:

4、開啟 httpserver_calculator 服務(wù)新實例，監(jiān)聽4537端口。

5、此時點擊 Submit 按鈕就可以看到如下兩個界面中的 BMI Instance ID 隨機出現(xiàn)；

圖11 bmi調(diào)用結(jié)果圖

2.6.2 流量控制

1、添加流量控制配置，重啟服務(wù)，更改 mesher_calculator配置文件 chassis.yaml，其中流量控制包含下列選項：

flowcontrol:

該頻率限制標識每秒接受的請求為0，即不提供服務(wù)。

2、驗證，點擊 Submit 按鈕，此時能看到由于流控受限而請求被拒的界面，請求已經(jīng)無法到達 httpserver_calculator。

圖13 流量控制展示圖

2.6.3 服務(wù)治理

2.6.3.1 灰度發(fā)布

1、更新版本號：分別更改兩個 mesher_calculator 實例的配置文件 microservice.yaml，更新 version 字段分別為1.1.1和1.1.2，重啟 mesher 服務(wù)，可以看到服務(wù)版本號發(fā)生了變更。如圖中所示：

圖14 服務(wù)監(jiān)控圖

2、配置路由信息，更改 mesher_webapp 的配置文件 router.yaml，按實例版本更新權(quán)重信息，并重啟服務(wù)：

servicecomb:

3、驗證，此時大量點擊 Submit 按鈕就可以看到 BMI Instance ID 按配置的比例交替出現(xiàn)。

2.6.3.2 服務(wù)熔斷及恢復(fù)

1、更改斷流器配置，更改 mesher_webapp 的配置文件 chassis.yaml，設(shè)置其中的斷流器配置為：

isolation:

2、關(guān)閉 test_balance 目錄下的服務(wù)實例。

3、驗證，傳入負數(shù)參數(shù)，響應(yīng)超時，mesher_webapp 斷流器生效，圖16中三個子圖分別是：

(1) mesher_webapp 日志截圖，表明斷流器啟用。

(2) 傳入負數(shù)參數(shù)觸發(fā)斷流器時的返回值。

(3) 表示斷流器生效后對所有請求都按配置返回 nil。

圖16 服務(wù)熔斷展示圖

4、根據(jù)配置參數(shù) sleepWindowInMilliseconds，過10秒后服務(wù)自動恢復(fù)。

2.6.4 分布式調(diào)用鏈追蹤

1、mesher main 文件中添加對zipkin庫依賴：

_ "github.com/go-chassis/go-chassis-plugins/tracing/zipkin"

2、啟發(fā)器 bootstrap.go 中添加默認處理函數(shù)，如圖17中箭頭所示：

圖17 handlerchain調(diào)用圖

3、重新編譯，分別替換 **mesher_webapp **和 **mesher_calculator **的可執(zhí)行文件，啟動 mesher 服務(wù)。

4、 使用 Docker 運行 Zipkin 分布式追蹤服務(wù)

docker run -d -p 9411:9411 openzipkin/zipkin

5、多次點擊 Submit 按鈕發(fā)起服務(wù)調(diào)用。

6、打開 http://192.168.88.64:9411 可查看分布式追蹤結(jié)果如圖18，可以通過 host 地址判斷調(diào)用路徑：

圖18 分布式追蹤結(jié)果圖

到此，相信大家對“怎么使用微服務(wù)的service mesh”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進入相關(guān)頻道進行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學習！