什么是服务网格?

1 什么是服务网格?

服务网格是分布式软件系统内部用于管理所有“服务到服务”通信的一个系统。

聊服务网格为什么会出现之前,可以聊聊服务架构的演进过程。起初,我们使用一个单体应用来提供服务。 比如我们在做一个电商系统,采用典型的MVC三层架构,在单体架构中,组成这个系统的购物车功能,库存查询功能,订单功能等都是这个服务内部的一个函数或接口。所以这些操作都是进程内的函数调用,不涉及诸如RPC等服务与服务的跨进程通信。但随着时间的增加,我们发现单体架构越来越不能满足我们的需求,比如用户访问暴增,业务逻辑愈加复杂,一个单体的服务已不能满足功能及性能的要求。我们需要将其按业务领域拆分为几个独立的服务来对外提供服务,这就是微服务架构。比如原来的购物车功能,库存查询功能,订单功能被拆分为独立的服务。这时接收到一个购物请求,我们需要分别查询不同的微服务来进行业务处理,这就涉及跨进程通信。

而由于服务到服务通信的网络不稳定性,所以如下问题随即出现了:请求失败时如何进行重试?请求超时如何处理?请求太频繁如何限速?服务熔断怎么做?… 而基于语言或框架的辅助库即是一种解决方案,如Netflix的Eureka,Hystrix等。而在服务里边解决服务与服务通信问题存在多个弊端,如:需要侵入业务代码,受语言或框架限制等。所以,完全解耦的,基于代理模式的服务网格设计理念更符合业界的青睐。

下图即是一个服务网格部署图,即每个服务的实例旁边都有一个代理,这些代理被形象的称为Sidecar,其来负责对被代理服务的进出流量进行管理。整个系统的所有这些负责服务与服务通信的Sidecar即组成一个服务网格。所以服务只要关注业务逻辑即可,服务与服务通信的逻辑被抽到了服务网格里边,实现了解耦。

因服务网格代理了分布式系统内所有服务与服务通信的进出流量,相当于将分布式系统中最关键的一些跨进程连接点串联起来,并将其管理,观察。所以其就像系统的眼睛一样,让开发者不再对庞大的调用网络望而生畏,让分布式系统像单体架构一样可以做到可观察。

2 服务网格发展历史

  • 2010年初,Twitter开始开发基于Scala的Finagle,自此Linkerd服务网格诞生。
  • 2013年末,SmartStack提供一种基于HAProxy的进程外的服务发现机制以满足逐渐兴起的微服务架构。
  • 2014,Netflix发布包括Prana的一组JVM工具包,允许不同语言开发的服务通过HTTP进行调用。
  • 2016,NGINX开发Fabric Model,一个基于NGINX Plus的类服务网格产品。
  • 2017以后,Linkerd,Istio,Maesh,Kuma逐步兴起。

3 服务网格架构

经过上面的介绍,我们对服务网格的衍生及其解决的问题有了一定的了解。本节粗略看一下业内服务网格的通用设计及系统架构,以期对其有一个更好的认识。

服务网格主要由两部分组成:负责管理服务与服务通信的Sidecar Proxy被称为数据面;以UI,配置及命令等控制数据面行为的被称为控制面。

4 使用服务网格可以做什么?

因服务网格代理了系统内所有服务与服务通信的流量,所以其可以做很多事情。

  • 流量管理

提供灰度发布,按规则流量分发等功能。

  • 熔断重试

提供超时处理,熔断,重试等功能。

  • 鉴权授权

提供mTLS安全通信,服务与服务的鉴权授权等功能。

  • 观察及监控

提供请求量统计,请求延时统计,请求成功率统计,分布式链路追踪等功能。

5 服务网格的实现

CNCF孵化项目,100%开源,Rust实现,目标是极简,能用,数据面代理极小(<10mb),速度极快(<1ms)。

最流行的服务网格实现,基于Envoy数据面,背靠谷歌及IBM,功能丰富。

HashiCorp出品,基于Envoy数据面,支持的平台多。

基于API Gateway Kong的服务网格。

基于云原生API Gateway Traefik的服务网格。

更详细对比,请参考 servicemesh.es

6 服务网格的未来

Mecha - 多运行时微服务架构。未来架构的趋势可能是将所有传统的中间件迁移至其它运行时,只在服务中编写业务逻辑。微软Dapr是业界第一个多运行时实践项目。

参考资料

[1] What is a service mesh? - RedHat

[2] What is a service mesh? - NGINX

[3] Service Mesh Ultimate Guide: Managing Service-to-Service Communications in the Era of Microservices - InfoQ

[4] What’s a service mesh? And why do I need one? - Buoyant

若我的文章对您有帮助,欢迎小额打赏,以支持我更好的写作,Thanks!
微信支付宝