Istio 介绍
服务网格
服务网格（Service mesh），作为服务间通信的基础设施层。与应用部署一起，但对应用透明。应用作为服务的发起方，只需要用最简单的方式将请求发送给本地的服务网格代理，然后网格代理会进行后续的操作，如服务发现，负载均衡，最后将请求转发给目标服务。
服务网格目的是解决系统架构微服务化后的服务间通信和治理问题。服务网格由 Sidecar 节点组成，实现了数据面和控制面的解耦。服务网格的功能旨在实现以下方面：
- 流量控制：包括两个方面：
- 流量管理：服务发现、服务注册、负载均衡、路由等。
- 弹性：超时、重试、熔断等。
- 可观测性：指标、分布式追踪、日志。
- 安全性：服务间访问控制、加密通信。
Istio 是什么
Istio 是由谷歌、IBM 和 Lyft 创建的服务网格开源实现，以透明的方式向服务架构中添加流量控制、可观测性、安全性。Istio 由一个控制平面和基于 Envoy 的数据平面组成。
服务网格与 SOA 中企业服务总线（ESB）之间的关系：
相同点：在架构中，不论是服务网格还是 ESB，对于应用来说都是透明的，应用程序不应该感知到。并且，ESB 与服务网格之间功能重合，如都提供重试、超时、熔断、服务发现、负载均衡。
不同点：
- ESB 非常集中化的部署，而服务网格是分布式的部署，sidecar 与应用程序一起被分布式的部署在集群中。
- ESB 非常复杂，提供了业务转换、服务编排等不属于服务网格的职责，也就是 ESB 基于复杂的专有供应商软件。
服务网格和 API 网关之间的关系：
相同点：都具有服务发现、可见性、安全、流量管理等特性（二者之间的用途有重叠）。
不同点：
- API Gateway 主要的作用是暴露 API 给外部，API 通过调用下游的组合或者单个微服务的方式，来提供业务逻辑。
- 而服务网格仅仅是服务之间的基础设施，不了解应用中的业务逻辑。
所以，可以将 API Gateway 和 Service Mesh 一起部署。API Gateway 负责应用逻辑，Service Mesh 负责服务发现、可见性等服务基础设施（可能会影响性能，多了本地连接的时间，但是可以通过水平扩展来弥补）。
数据平面通过代理（Envoy）拦截微服务架构集群中的所有网络流量，与每个服务一起部署，提供流量管理、可观测性等功能。
控制平面提供 API 供运维人员配置数据平面，动态的对数据平面进行配置。
基本特性
Istio 透明的为微服务之间提供了三个特性，流量管理、可观测性、安全性。
流量管理
- 流量管理：
- 路由规则：Istio 提供流量路由规则，可以控制服务之间的流量和 API 调用。
- 简化服务级别属性的配置：提供熔断器、超时、重试机制，透明的为服务增加弹性。
- 可设置重要任务：可以进行 A/B 测试、canary 部署和基于百分比流量分割的分阶段部署。
- 开箱即用的故障恢复：使得应用更健壮地应对网络或者服务故障。
可观测性
- 可观测性：为服务网格内的所有通信生成详细的遥测数据。这种遥测技术提供了服务行为的可观测性，使开发者能够排除故障、维护和优化其应用。 更好的是，它对于服务来说是透明的，不会为开发带来负担。
Istio 的遥测技术包括详细的指标、分布式跟踪和完整的访问日志。
安全性
- 安全性：包括全面的安全解决方案，Istio 提供了强大的身份、强大的策略、透明的 TLS 加密，以及验证、授权和审计（AAA）工具来保护服务和数据。
架构
Istio 分为数据平面和控制平面，数据平面为 Proxy，控制平面为 istiod：
- Proxy：位于数据平面，即边车代理，与应用服务以 Sidecar 方式部署在同一个 Pod 中。实际上包括 istio-proxy 和 pilot-agent 两部分，它们以两个不同的进程部署在同一个容器 istio/proxy 中。
- istio-proxy：是 Istio 基于 Envoy 新增的一些扩展，istio 默认使用 Envoy。
- polit-agent：负责管理 istio-proxy 的整个生命周期，具体包括 istio-proxy 的启动参数和配置文件，负责管理 istio-proxy 的启动过程、运行状态监控以及重启等。poilt-agent 将会以子进程的方式启动 istio-proxy，并监控 istio-proxy 的运行状态。
- Istiod：自 Istio 1.5 版本开始，控制平面由原来分散、独立部署的三个组件（Pilot、Citadel、Galley）整合为一个独立的 istiod，变成了一个单进程、多模块的组织形态，极大的降低了原来部署的复杂度。
- Pilot：负责 Istio 数据平面的 xDS 配置管理（实际上指的是 polit-discovery）。
- Citadel：负责安全证书的管理和发放，可以实现授权和认证等操作。
- Galley：是 istio 1.1 版本引入的配置管理组件，主要负责配置的验证、提取和处理等功能。其目的是将 Istio 和底层平台（如 Kubernetes）进行解耦。
补充 - 服务发布策略
上文提到了 A/B 测试、canary（金丝雀）发布，本节说一说常用的发布策略，包括蓝绿发布、金丝雀发布。
A/B 测试是效果测试，如测试不同功能的实际效果（如转化率、订单情况），这些功能有差异但是没有新旧之分。
蓝绿发布
蓝绿发布需要对服务的新版本进行冗余部署，一般新版本的机器规格和数量与旧版本保持一致，相当于该服务有两套完全相同的部署环境，新版本作为热备。
服务版本升级时，只需将流量全部切换到新版本即可，旧版本作为热备。
如果新版本上线后出现严重的程序 BUG，那么只需将流量全部切回至旧版本，大大缩短故障恢复的时间。待新版本完成 BUG 修复并重新部署之后，再将旧版本的流量切换到新版本。
金丝雀发布
金丝雀发布的思想则是将少量的请求引流到新版本上。验证新版本符合预期后，逐步调整流量权重比例，使得流量慢慢从老版本迁移至新版本，对新版本服务进行扩容，同时对老版本服务进行缩容，使得底层资源得到最大化利用。
金丝雀发布的流量选择有多种策略：随机样本策略（随机引入）、狗粮策略（就是内部用户或员工先尝鲜）、分区策略（不同区域用户使用不同版本）、用户特征策略（根据用户特征选择版本）。
A/B 测试
A/B 测试与发布没什么关系，A/B测试是效果测试，如测试不同功能的实际效果（如转化率、订单情况），这些功能有差异但是没有新旧之分。
A/B测试时，线上同时运行多个版本的服务，这些服务通常会有一些体验上的差异，譬如说页面样式、颜色、操作流程不同。
A/B 测试基于用户请求的元信息将流量路由到新版本，基于请求内容匹配。只有匹配特定规则的请求才会被引流到特定版本，常见的做法包括基于 Http Header 和 Cookie。
基于 Http Header 方式的例子，例如 User-Agent 的值为 Android 的请求可以访问一个版本，其他系统仍然访问另一个版本。
基于 Cookie 方式的例子，例如普通用户可以访问一个版本，VIP 用户仍然访问另一个版本。
相关人员通过分析各个版本服务的实际效果，选出效果最好的版本。
A/B 测试中，需要预估中匹配特定规则的请求规模，然后按需为新版本分配额外的机器资源。
