Service Mesh微服務架構設計

前言

第一篇　基礎篇

第1章　微服務架構 …… 2

1.1　為什么需要微服務 …… 2

1.1.1　傳統(tǒng)單體服務的問題 …… 2

1.1.2　微服務的定義 …… 3

1.1.3　微服務與康威定律 …… 3

1.1.4　微服務的收益 …… 4

1.2　微服務架構的挑戰(zhàn) …… 4

1.2.1　服務拆分 …… 4

1.2.2　開發(fā)挑戰(zhàn) …… 5

1.2.3　測試挑戰(zhàn) …… 5

1.2.4　運維挑戰(zhàn) …… 6

1.3　微服務化的具體時機 …… 6

1.4　微服務化開展前的準備工作 …… 8

1.4.1　微服務開發(fā)框架 …… 8

1.4.2　微服務標準化 …… 15

1.4.3　持續(xù)集成與發(fā)布 …… 17

1.5　微服務實施 …… 17

1.5.1　微服務拆分 …… 17

1.5.2　微服務通信 …… 19

1.5.3　微服務穩(wěn)定性保障 …… 20

1.6　本章小結 …… 25

第2章　微服務治理 …… 26

2.1　微服務治理基礎 …… 26

2.1.1　服務治理由來 …… 26

2.1.2　服務治理的目標與愿景 …… 27

2.1.3　服務治理的工作范疇 …… 28

2.1.4　服務治理閉環(huán)體系 …… 29

2.2　正向服務治理 …… 29

2.2.1　效率治理 …… 30

2.2.2　穩(wěn)定性治理 …… 31

2.3　效果治理 …… 34

2.4　可見可觀測 …… 35

2.4.1　服務可見性 …… 35

2.4.2　變更可見性 …… 36

2.4.3　可觀測性 …… 36

2.5　量化分析體系 …… 41

2.5.1　穩(wěn)定性風險度量 …… 41

2.5.2　基于多維度監(jiān)控的故障定位 …… 42

2.5.3　風險分析 …… 43

2.6　線上治理 …… 43

2.6.1　線上預案體系 …… 43

2.6.2　基于Metric的預案自動觸發(fā) …… 44

2.6.3　治理參數(shù)動態(tài)調(diào)整 …… 44

2.7　線下治理 …… 47

2.7.1　鏈路穩(wěn)定性治理 …… 47

2.7.2　架構與資源治理 …… 50

2.8　服務治理演進 …… 50

2.8.1　遠程Proxy方式 …… 51

2.8.2　基于智能客戶端的服務框架 …… 52

2.8.3　本地Proxy …… 52

2.9　理想的服務治理架構 …… 53

2.10　本章小結 …… 54

第3章　下一代微服務框架Service Mesh概要 …… 55

3.1　Service Mesh基礎 …… 55

3.1.1　什么是Service Mesh …… 55

3.1.2　Service Mesh的基本模式 …… 56

3.2　Service Mesh的發(fā)展歷程 …… 58

3.3　Service Mesh項目Linkerd …… 60

3.3.1　Linkerd演進 …… 60

3.3.2　Linkerd路由機制 …… 62

3.3.3　Linkerd 2.0核心架構 …… 63

3.4　Service Mesh項目Istio …… 64

3.4.1　Envoy …… 64

3.4.2　Istio …… 66

3.5　Service Mesh其他解決方案 …… 67

3.5.1　國外其他Service Mesh項目 …… 67

3.5.2　Service Mesh在中國的發(fā)展 …… 68

3.6　Service Mesh云上產(chǎn)品 …… 69

3.6.1　AWS App Mesh …… 69

3.6.2　Azure Service Fabric Mesh …… 69

3.6.3　Google Cloud Service Mesh …… 70

3.6.4　SuperGloo …… 70

3.7　Service Mesh標準化 …… 71

3.8　本章小結 …… 71

第二篇　架　構　篇

第4章　Envoy架構剖析 …… 74

4.1　Envoy整體架構 …… 74

4.2　Envoy網(wǎng)絡模型 …… 78

4.3　Envoy擴展模型 …… 84

4.4　Envoy數(shù)據(jù)平面API …… 88

4.5　Envoy啟動管理 …… 91

4.6　Envoy與Nginx架構層面的對比 …… 95

4.7　本章小結 …… 100

第5章　Istio架構剖析 …… 101

5.1　Istio整體架構 …… 101

5.2　Istio的Kubernetes基礎 …… 104

5.3　Istio流量控制模型 …… 112

5.4　Mixer模型 …… 118

5.5　Istio安全 …… 122

5.6　Istio配置處理框架 …… 124

5.7　本章小結 …… 125

第6章　Istio控制流設計 …… 126

6.1　Envoy生命周期管理 …… 126

6.2　Istio配置變更管理 …… 133

6.3　控制平面和數(shù)據(jù)平面的XDS交互 …… 138

6.4　XDS配置生成 …… 143

6.5　XDS配置的Envoy處理 …… 149

6.6　本章小結 …… 155

第7章　Istio數(shù)據(jù)流設計 …… 156

7.1　Iptables …… 156

7.2　監(jiān)聽管理 …… 158

7.3　連接管理 …… 160

7.4　網(wǎng)絡I/O和緩沖區(qū)管理 …… 162

7.5　Thrift協(xié)議處理 …… 164

7.6　HTTP請求處理 …… 168

7.7　本章小結 …… 182

第8章　Istio微服務治理 …… 183

8.1　鏈路穩(wěn)定性治理 …… 183

8.2　鏈路可觀測性 …… 190

8.3　本章小結 …… 200

第9章　Service Mesh架構的工程化設計 …… 201

9.1　復用和解耦 …… 201

9.2　架構擴展機制 …… 203

9.3　性能設計 …… 204

9.4　架構設計的權衡 …… 206

9.5　API和SDK設計 …… 207

9.6　配置管理 …… 208

9.7　本章小結 …… 210

第10章　Service Mesh與云原生架構 …… 211

10.1　Service Mesh和Serverless …… 211

10.2　東西向和南北向通信的統(tǒng)一 …… 215

10.3　云原生時代的Service Mesh …… 216

10.4　Service Mesh現(xiàn)狀和展望 …… 217

10.5　本章小結 …… 218

附錄　Service Mesh遷移的要點與原則 …… 219