Istio 中基于标头的路由——无需标头传播

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Istio 使用 Envoy 代理作为 Pod sidecar，应用程序将网络责任（例如入站和出站流量）委托给它，但有一个责任仍然属于应用程序容器：标头传播。

Envoy 代理无法将其发送到应用程序的请求与应用程序响应的请求关联起来，因此 Istio 无法自动传播标头。

图 1：如果应用程序容器不转发回标头，Sidecar 无法将请求与响应关联起来。

在大多数情况下，基于标头的路由需要应用程序开发人员实现标头转发。例如，在 Istio 的 Bookinfo 应用程序中， productpage 微服务是这样实现的。这让我们想到一个问题：

平台管理员如何在不修改应用程序内部的情况下使用基于标头的路由？

泳道方法

使用 Bookinfo 应用程序，我们将根据 x-version 标头对请求路径进行分段，如下图 2 所示：

没有 x-version 标头的请求可能会被路由到任意后端。

部署工作负载

我们将使用 Istio 的 Bookinfo 示例，并对版本控制应用程序进行一些细微的更改作为示例实现。

首先，我们创建三个 productpage 部署，仅更改 version 标签。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: productpage-v{1,2,3}
  labels:
    app: productpage
    version: v{1,2,3}
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: productpage
      version: v{1,2,3}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: productpage
        version: v{1,2,3}
...

为它们创建服务：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: productpage
  labels:
    app: productpage
    service: productpage
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: productpage

然后，为 reviews 应用程序创建三个部署：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: reviews-v{1,2,3}
  labels:
    app: reviews
    version: v{1,2,3}
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: reviews
      version: v{1,2,3}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: reviews
        version: v{1,2,3}
...

rating 和 details 应用程序与原始示例中的内容相同。

部署 Istio 配置

这就是 Istio 的路由功能发挥作用的地方。每个版本的 productpage 的 DestinationRule subsets 定义为：

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: productpage
spec:
  host: productpage
  trafficPolicy:
    loadBalancer:
      simple: RANDOM
  subsets:
  - name: v1
    labels:
      version: v1
  - name: v2
    labels:
      version: v2
  - name: v3
    labels:
      version: v3

其中有几个 VirtualService 实现了泳道标头逻辑的前半部分。以下负责前缀匹配并使用 delegate 功能来使用第二个 VirtualService，因此配置是原子的并且 mesh 避免声明网关选择器（参见下面的引用）：

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: bookinfo
spec:
  hosts:
  - "*"
  gateways:
  - bookinfo-gateway
  http:
  - match:
    - uri:
        exact: /productpage
    - uri:
        prefix: /static
    - uri:
        exact: /login
    - uri:
        exact: /logout
    - uri:
        prefix: /api/v1/products
    delegate:
      name: productpage-route

现在指派 productpage-route：

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: productpage-route
spec:
  http:
  - name: "productpage-v1-route"
    match:
    - headers:
        x-version:
          exact: v1
    route:
    - destination:
        host: productpage
        subset: v1
  - name: "productpage-v2-route"
    match:
    - headers:
        x-version:
          exact: v2
    route:
    - destination:
        host: productpage
        subset: v2
  - name: "productpage-v3-route"
    match:
    - headers:
        x-version:
          exact: v3
    route:
    - destination:
        host: productpage
        subset: v3
  - name: "productpage-default-route"
    match:
    - withoutHeaders:
        x-version: {}
    route:
    - destination:
        host: productpage

然后，在 Reviews 级别，在 httpMatchRequest 中使用 sourceLabels 配置制作泳道的后半部分：

一个或多个标签，这些标签约束规则对具有给定标签的源 (客户机) 工作负载的适用性。如果 VirtualService 有一个在顶级 gateways 字段中指定的网关列表，那么它必须包含该字段适用的保留网关 mesh。

来源： Istio 虚拟服务文档

这是 VirtualService 使用该 sourceLabels 功能：

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: reviews-route
spec:
  hosts:
  - reviews
  http:
  - name: "reviews-v1-route"
    match:
    - sourceLabels:
        version: v1
    route:
    - destination:
        host: reviews
        subset: v1
  - name: "reviews-v2-route"
    match:
    - sourceLabels:
        version: v2
    route:
    - destination:
        host: reviews
        subset: v2
  - name: "reviews-v3-route"
    match:
    - sourceLabels:
        version: v3
    route:
    - destination:
        host: reviews
        subset: v3

在没有标头传播的情况下测试标头路由

首先，从无标头场景开始，您可以从所有通道获得响应：

 —————»  ns:bookinfo ❯ for i in {1..5}; do curl -s localhost:8080/productpage | grep -A1 "Reviews served by"; done
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v2-955b74755-t4jkb</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v3-797fc48bc9-wsg26</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v1-5cf854487-hjtrg</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v3-797fc48bc9-wsg26</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v2-955b74755-t4jkb</u>

然后检查 x-version: v1 header 是否有作用。您可以看到工作负载发出的所有对 productpage-v1 的调用均由 reviews-v1 专门提供服务。

 —————»  ns:bookinfo ❯ for i in {1..10}; \
do curl -s localhost:8080/productpage -H "x-version: v1" \
| grep -A1 "Reviews served by"; done
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v1-5cf854487-hjtrg</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v1-5cf854487-hjtrg</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v1-5cf854487-hjtrg</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v1-5cf854487-hjtrg</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v1-5cf854487-hjtrg</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v1-5cf854487-hjtrg</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v1-5cf854487-hjtrg</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v1-5cf854487-hjtrg</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v1-5cf854487-hjtrg</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v1-5cf854487-hjtrg</u>

使用 v3 标头值完成测试：

  —————»  ns:bookinfo ❯ for i in {1..10}; \
do curl -s localhost:8080/productpage -H "x-version: v3" \
| grep -A1 "Reviews served by"; done
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v3-797fc48bc9-wsg26</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v3-797fc48bc9-wsg26</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v3-797fc48bc9-wsg26</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v3-797fc48bc9-wsg26</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v3-797fc48bc9-wsg26</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v3-797fc48bc9-wsg26</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v3-797fc48bc9-wsg26</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v3-797fc48bc9-wsg26</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v3-797fc48bc9-wsg26</u>
        <dt>Reviews served by:</dt>
        <u>reviews-v3-797fc48bc9-wsg26</u>

结论

在本文中，我们在标头上使用 match ，在 Istio 中使用 subsets 和 sourceLabels 基于标头进行路由，而无需标头传播。您还可以查看 delegate 功能以及 withoutHeaders 匹配的使用情况。

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