Aeraki — 在 Istio 服務網格中管理任何 Layer-7 協定

Aeraki 提供一個框架，讓 Istio 除了 HTTP 之外，還能支援更多 Layer-7 協定。

2021 年 9 月 28 日 | 作者：趙華兵 - 騰訊

Aeraki [Air-rah-ki] 在希臘語中是「微風」的意思。當 Istio 在服務網格中連接微服務時，Aeraki 提供一個框架，讓 Istio 除了 HTTP 和 gRPC 之外，還能支援更多 Layer-7 協定。我們希望這股微風能幫助 Istio 航行得更遠。

服務網格中缺乏協定支援

我們現在在服務網格方面面臨一些挑戰

這些障礙使得使用者很難（如果不是不可能的話）管理微服務中其他廣泛使用的 Layer-7 協定的流量。例如，在一個微服務應用程式中，我們可能會遇到以下協定

Common Layer-7 Protocols Used in Microservices
微服務中常用的 Layer-7 協定

如果您已經在遷移到服務網格上投入了大量精力，那麼您當然希望充分利用它 — 管理微服務中所有協定的流量。

Aeraki 的方法

為了解決這些問題，我們創建了一個開源專案 Aeraki Mesh，提供一種非侵入式、可擴展的方式，在 Istio 服務網格中管理任何 Layer-7 流量。

Aeraki Architecture
Aeraki 架構

如本圖所示，Aeraki 框架由以下元件組成

Dubbo 和 Thrift 已經基於 MetaProtocol 實作。更多協定正在開發中。如果您使用封閉原始碼的專有協定，您也可以透過簡單地為其編寫一個 MetaProtocol 編解碼器來在您的服務網格中管理它。

大多數請求/回應樣式、無狀態協定都可以建立在 MetaProtocol 代理之上。然而，某些協定的路由策略太「特殊」而無法在 MetaProtocol 中正規化。例如，Redis 代理使用槽號將客戶端查詢對應到特定的 Redis 伺服器節點，並且槽號是根據請求中的金鑰計算得出的。只要 Envoy 代理端有可用的 Envoy 過濾器，Aeraki 仍然可以管理這些協定。目前，對於此類協定，Aeraki 支援 Redis 和 Kafka。

深入探討 MetaProtocol

讓我們來看看 MetaProtocol 是如何工作的。在引入 MetaProtocol 之前，如果我們要代理特定協定的流量，我們需要編寫一個 Envoy 過濾器，該過濾器能理解該協定，並新增程式碼來操作流量，包括路由、標頭修改、故障注入、流量鏡像等。

對於大多數請求/回應樣式的協定，流量操作的程式碼非常相似。因此，為了避免在不同的 Envoy 過濾器中重複這些功能，Aeraki 框架在一個地方實作了 Layer-7 協定代理的大部分常見功能 — MetaProtocol 代理過濾器。

MetaProtocol Proxy
MetaProtocol 代理

這種方法顯著降低了編寫新 Envoy 過濾器的門檻：現在您只需要實作編解碼器介面，而無需編寫功能完整的過濾器。除此之外，控制平面已經到位 — Aeraki 在控制平面上工作，為基於 MetaProtocol 建構的所有協定提供 MetaProtocol 配置和動態路由。

Writing an Envoy Filter Before and After MetProtocol
在 MetProtocol 之前和之後編寫 Envoy 過濾器

MetaProtocol 代理中有兩個重要的資料結構：Metadata 和 Mutation。Metadata 用於路由，而 Mutation 用於標頭操作。

在請求路徑上，解碼器（編解碼器實作的解碼方法）使用從請求中解析的鍵值對填充 Metadata 資料結構，然後將 Metadata 傳遞到 MetaProtocol 路由器。路由器在匹配從 Aeraki 通過 RDS 收到的路由配置和 Metadata 後，選擇適當的上游叢集。

如果需要修改請求：新增標頭或變更標頭的值，自訂過濾器可以使用任意鍵值對填充 Mutation 資料結構。然後將 Mutation 資料結構傳遞到編碼器（編解碼器實作的編碼方法）。編碼器負責將鍵值對寫入連線協定。

The Request Path
請求路徑

回應路徑與請求路徑相似，只是方向不同。

The Response Path
回應路徑

範例

如果您需要基於 MetaProtocol 實作應用程式協定，您可以按照以下步驟操作（以 Thrift 為例）

資料平面

apiVersion: metaprotocol.aeraki.io/v1alpha1
kind: ApplicationProtocol
metadata:
  name: thrift
  namespace: istio-system
spec:
  protocol: thrift
  codec: aeraki.meta_protocol.codec.thrift

控制平面

您不需要實作控制平面。Aeraki 監控服務和流量規則，為 Sidecar 代理生成配置，並透過 EnvoyFilter 和 MetaProtocol RDS 將配置傳送到資料平面。

協定選擇

與 Istio 類似，協定由服務埠前綴識別。請使用以下模式命名服務埠：tcp-metaprotocol-{應用程式協定}-xxx。例如，Thrift 服務埠應命名為 tcp-metaprotocol-thrift。

流量管理

您可以透過 MetaRouter CRD 變更路由。例如：將 20% 的請求傳送到 v1，將 80% 的請求傳送到 v2

apiVersion: metaprotocol.aeraki.io/v1alpha1
kind: MetaRouter
metadata:
  name: test-metaprotocol-route
spec:
  hosts:
    - thrift-sample-server.thrift.svc.cluster.local
  routes:
    - name: traffic-spilt
      route:
        - destination:
            host: thrift-sample-server.thrift.svc.cluster.local
            subset: v1
          weight: 20
        - destination:
            host: thrift-sample-server.thrift.svc.cluster.local
            subset: v2
          weight: 80

如果您需要在服務網格中管理 HTTP 以外的協定，希望這能有所幫助。如果您有任何疑問，請聯絡 zhaohuabing。

參考

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