
Linkerd Service Mesh 快速上手
作者 |阳明
来源 | k8s技术圈(ID:kube100)
Linkerd 是 Kubernetes 的一个完全开源的服务网格实现。它通过为你提供运行时调试、可观测性、可靠性和安全性,使运行服务更轻松、更安全,所有这些都不需要对你的代码进行任何更改。
Linkerd 通过在每个服务实例旁边安装一组超轻、透明的代理来工作。这些代理会自动处理进出服务的所有流量。由于它们是透明的,这些代理充当高度仪表化的进程外网络堆栈,向控制平面发送遥测数据并从控制平面接收控制信号。这种设计允许 Linkerd 测量和操纵进出你的服务的流量,而不会引入过多的延迟。为了尽可能小、轻和安全,Linkerd 的代理采用 Rust 编写。
功能概述
- 自动 mTLS:Linkerd 自动为网格应用程序之间的所有通信启用相互传输层安全性 (TLS)。
- 自动代理注入:Linkerd 会自动将数据平面代理注入到基于 annotations 的 pod 中。
- 容器网络接口插件:Linkerd 能被配置去运行一个 CNI 插件,该插件自动重写每个 pod 的 iptables 规则。
- 仪表板和 Grafana:Linkerd 提供了一个 Web 仪表板,以及预配置的 Grafana 仪表板。
- 分布式追踪:您可以在 Linkerd 中启用分布式跟踪支持。
- 故障注入:Linkerd 提供了以编程方式将故障注入服务的机制。
- 高可用性:Linkerd 控制平面可以在高可用性 (HA) 模式下运行。
- HTTP、HTTP/2 和 gRPC 代理:Linkerd 将自动为 HTTP、HTTP/2 和 gRPC 连接启用高级功能(包括指标、负载平衡、重试等)。
- Ingress:Linkerd 可以与您选择的 ingress controller 一起工作。
- 负载均衡:Linkerd 会自动对 HTTP、HTTP/2 和 gRPC 连接上所有目标端点的请求进行负载平衡。
- 多集群通信:Linkerd 可以透明且安全地连接运行在不同集群中的服务。
- 重试和超时:Linkerd 可以执行特定于服务的重试和超时。
- 服务配置文件:Linkerd 的服务配置文件支持每条路由指标以及重试和超时。
- TCP 代理和协议检测:Linkerd 能够代理所有 TCP 流量,包括 TLS 连接、WebSockets 和 HTTP 隧道。
- 遥测和监控:Linkerd 会自动从所有通过它发送流量的服务收集指标。
- 流量拆分(金丝雀、蓝/绿部署):Linkerd 可以动态地将一部分流量发送到不同的服务。
安装
我们可以通过在本地安装一个 Linkerd 的 CLI 命令行工具,通过该 CLI 可以将 Linkerd 的控制平面安装到 Kubernetes 集群上。
所以首先需要在本地运行 kubectl 命令,确保可以访问一个可用的 Kubernetes 集群,如果没有集群,可以使用 KinD 在本地快速创建一个。
可以使用下面的命令在本地安装 Linkerd 的 CLI 工具:
如果是 Mac 系统,同样还可以使用 Homebrew 工具一键安装:
同样直接前往 Linkerd Release 页面 https://github.com/linkerd/linkerd2/releases/ 下载安装即可。
安装后使用下面的命令可以验证 CLI 工具是否安装成功:
正常我们可以看到 CLI 的版本信息,但是会出现 Server version: unavailable 信息,这是因为我们还没有在 Kubernetes 集群上安装控制平面造成的,所以接下来我们就来安装 Server 端。
Kubernetes 集群可以通过多种不同的方式进行配置,在安装 Linkerd 控制平面之前,我们需要检查并验证所有配置是否正确,要检查集群是否已准备好安装 Linkerd,可以执行下面的命令:
如果一切检查都 OK 则可以开始安装 Linkerd 的控制平面了,直接执行下面的命令即可一键安装:
在此命令中,linkerd install 会生成一个 Kubernetes 资源清单文件,其中包含所有必要的控制平面资源,然后使用 kubectl apply 命令即可将其安装到 Kubernetes 集群中。
可以看到会将 Linkerd 控制面安装到一个名为 linkerd 的命名空间之下,安装完成后会有如下几个 Pod 运行:
安装完成后通过运行以下命令等待控制平面准备就绪,并可以验证安装结果是否正常:
当出现上面的 Status check results are √ 信息后表示 Linkerd 的控制平面安装成功了。除了使用 CLI 工具的方式安装控制平面之外,我们也可以通过 Helm Chart 的方式来安装,如下所示:
此外该 chart 包含一个 values-ha.yaml 文件, 它覆盖了一些默认值,以便在高可用性场景下进行设置, 类似于 linkerd install 中的 --ha 选项。我们可以通过获取 chart 文件来获得 values-ha.yaml:
然后使用 -f flag 提供覆盖文件,例如:
采用哪种方式进行安装均可,到这里我们现在就完成了 Linkerd 的安装,重新执行 linkerd version 命令就可以看到 Server 端版本信息了:
示例
接下来我们安装一个简单的示例应用 Emojivoto,该应用是一个简单的独立 Kubernetes 应用程序,它混合使用 gRPC 和 HTTP 调用,允许用户对他们最喜欢的表情符号进行投票。
通过运行以下命令可以将 Emojivoto 安装到 emojivoto 命名空间中:
该应用下可以看到一共包含 4 个 Pod 服务。
我们可以通过 port-forward 来暴露 web-svc 服务,然后便可在浏览器中访问该应用。
现在我们可以在浏览器通过 http://localhost:8080 访问 Emojivoto 应用了。我们可以选择页面中喜欢的表情进行投票,但是选择某些表情后会出现一些错误,比如当我们点击甜甜圈表情符号的时候会得到一个 404 页面。
不过不用担心,这是应用中故意留下的错误,为的是后面使用 Linkerd 来识别该问题。
接下来我们可以将上面的示例应用加入到 Service Mesh 中来,向其添加 Linkerd 的数据平面代理,直接运行下面的命令即可将 Emojivoto 应用网格化:
上面的命令首先获取在 emojivoto 命名空间中运行的所有 Deployments,然后通过 linkerd inject 运行它们的清单,然后将其重新应用到集群。
注意 linkerd inject 命令只是在 Pod 规范中添加一个 linkerd.io/inject: enabled 的注解,并不会直接注入一个 Sidecar 容器,该注解即可指示 Linkerd 在创建 Pod 时将代理注入到其中,所以执行上面的命令后应用 Pod 中会新增一个 sidecar 的代理容器。
可以看到每个 Pod 现在都有 2 个容器,相较于之前多了一个 Linkerd 的 sidecar 代理容器。 当应用更新完成后,我们就成功将应用引入到 Linkerd 的网格服务中来了,新增的代理容器组成了数据平面,我们也可以通过下面的命令检查数据平面状态:
当然,我们还是可以通过 http://localhost:8080 访问应用,当然在使用上和之前没什么区别,我们可以通过 Linkerd 去查看应用实际上做了哪些事情,但是我们需要去单独安装一个插件,由于 Linkerd 的核心控制平面非常轻量级, 所以 Linkerd 附带了一些插件,这些插件为 Linkerd 添加了一些非关键但通常有用的功能,包括各种仪表板,比如我们可以安装一个 viz 插件,Linkerd-Viz 插件包含 Linkerd 的可观察性和可视化组件。安装命令如下所示:
上面的命令会创建一个名为 linkerd-viz 的命名空间,会在该命名空间中安装监控相关的应用,比如 Prometheus、Grafana 等。
安装完成后,我们可以使用下面的命令打开一个 dashboard 页面:
当 viz 插件部署完成后,执行上面的命令后会自动在浏览器中打开一个 Linkerd 的可观察性的 Dashboard。
此外我们也可以通过 Ingress 来暴露 viz 服务,创建如下所示的资源对象:
应用后就可以通过 linkerd.k8s.local 访问 viz 了。还可以显示自动生成的拓扑图。
在页面上我们可以找到每个 Emojivoto 组件的实时指标,就可以确定哪个组件出现了部分故障了,这样就可以有针对性的去解决问题了。
在对应的资源后面包含一个 Grafana 的图标,点击可以自动跳转到 Grafana 的监控页面。
