mirror of https://github.com/istio/istio.io.git
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<!doctype html><html lang=zh itemscope itemtype=https://schema.org/WebPage><head><meta charset=utf-8><meta http-equiv=X-UA-Compatible content="IE=edge"><meta name=viewport content="width=device-width,initial-scale=1,shrink-to-fit=no"><meta name=theme-color content="#466BB0"><meta name=title content="使用 AppSwitch 进行 Sidestepping 依赖性排序"><meta name=description content="使用 AppSwitch 解决应用程序启动顺序和启动延迟。"><meta name=author content="Dinesh Subhraveti (AppOrbit and Columbia University)"><meta name=keywords content="microservices,services,mesh,appswitch,performance"><meta property="og:title" content="使用 AppSwitch 进行 Sidestepping 依赖性排序"><meta property="og:type" content="website"><meta property="og:description" content="使用 AppSwitch 解决应用程序启动顺序和启动延迟。"><meta property="og:url" content="/v1.20/zh/blog/2019/appswitch/"><meta property="og:image" content="https://raw.githubusercontent.com/istio/istio.io/master/static/img/istio-social.png"><meta property="og:image:alt" content="The Istio sailboat logo"><meta property="og:image:width" content="4096"><meta property="og:image:height" content="2048"><meta property="og:site_name" content="Istio"><meta name=twitter:card content="summary_large_image"><meta name=twitter:site content="@IstioMesh"><title>Istioldie 1.20 / 使用 AppSwitch 进行 Sidestepping 依赖性排序</title>
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（1）速度很快。它使用 <code>seccomp</code> 过滤和二进制检测的组合来积极地限制应用程序正常执行的干预。AppSwitch 特别适用于服务网格和应用程序网络用例，因为它实现了这些功能，而无需实际触摸数据。相反，网络级方法会导致每个数据包的成本。看看这个<a href=/v1.20/zh/blog/2018/delayering-istio/>博客</a>进行一些性能测量。
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（2）它不需要任何内核支持，内核模块或补丁，可以在标准的发行版内核上运行
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（3）它可以作为普通用户运行（非 root）。事实上，该机制甚至可以通过删除对网络容器的根要求来运行<a href=https://linuxpiter.com/en/materials/2478>非 root 的 Docker 守护进程</a>
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（4）它可以不加更改的用于任何类型的应用程序上，适用于任何类型的应用程序 - 从 WebSphere ND 和 SAP 到自定义 C 应用程序，再到静态链接的 <code>Go</code> 应用程序。Linux/x86 是仅有的运行需求。</p><h3 id=decoupling-services-from-their-references>将服务与其引用分离</h3><p>AppSwitch 建立在应用程序应与其引用分离的基本前提之上。传统上，应用程序的标识源自它们运行的 主机的标识。但是，应用程序和主机是需要独立引用的非常不同的对象。本<a href=https://arxiv.org/abs/1711.02294>主题</a>介绍了围绕此主题的详细讨论以及 AppSwitch 的概念基础。</p><p>实现服务对象及其身份之间解耦的中央 AppSwitch 构造是 <em>service reference</em>（简称 <em>reference</em> ）。AppSwitch 基于上面概述的 API 检测机制实现服务引用。服务引用由 IP：端口对（以及可选的 DNS 名称）和标签选择器组成，标签选择器选择引用所代表的服务以及此引用所适用的客户端。引用支持一些关键属性。（1）它的名称可以独立于它所引用的对象的名称。也就是说，服务可能正在侦听 IP 和端口，但是引用允许在用户选择的任何其他 IP 和端口上达到该服务。这使 AppSwitch 能够运行从源环境中捕获的传统应用程序，通过静态 IP 配置在 Kubernetes 上运行，为其提供必要的 IP 地址和端口，而不管目标网络环境如何。（2）即使目标服务的位置发生变化，它也保持不变。引用自动重定向自身，因为其标签选择器现在解析为新的服务实例（3）对于此讨论最重要的是，在目标服务的启动过程中，引用就已经生效了。</p><p>为了便于发现可通过服务引用访问的服务，AppSwitch 提供了一个 <em>auto-curated 服务注册表</em>。根据 AppSwitch 跟踪的网络 API，当服务进出群集时，注册表会自动保持最新。注册表中的每个条目都包含相应服务绑定的 IP 和端口。除此之外，它还包括一组标签，指示此服务所属的应用程序，应用程序在创建服务时通过 Socket API 传递的 IP 和端口，AppSwitch 实际绑定基础主机上的服务的 IP 和端口此外，在 AppSwitch 下创建的应用程序带有一组用户传递的标签，用于描述应用程序以及一些默认系统标签，指示创建应用程序的用户和运行应用程序的主机等。这些标签都可以在服务引用所携带的标签选择器中表示。通过创建服务引用，可以使客户端访问注册表中的服务。然后，客户端将能够以引用的名称（IP：端口）访问服务。现在让我们来看看 AppSwitch 如何在目标服务尚在启动的过程中就让服务引用开始生效的。</p><h3 id=non-blocking-requests>非阻塞请求</h3><p>AppSwitch 利用 BSD Socket API 的语义，确保服务引用从客户的角度看起来是有效的，因为相应的服务出现了。当客户端对一个尚未启动的服务发起阻塞式连接调用时，AppSwitch 会阻止该调用一段时间等待目标服务变为活动状态。由于已知目标服务是应用程序的一部分并且预计很快就会出现，因此客户端会被阻塞，而不是收到 ECONNREFUSED 之类的返回信息导致启动失败。如果服务没有及时出现，则会向应用程序返回一个错误，以便像 Kubernetes 崩溃循环这样的框架级机制可以启动。</p><p>如果客户端请求被标记为非阻塞，则 AppSwitch 通过返回 <code>EAGAIN</code> 来处理该请求以通知应用程序重试而不是放弃。再次，这与 Socket API 的语义一致，并防止由于启动竞争而导致的失败。AppSwitch 通过对 BSD Socket API 的支持，将重试逻辑内置到应用程序之中，从而透明的为应用提供了依赖排序支持。</p><h3 id=application-timeouts>应用程序超时</h3><p>如果应用程序基于其自己的内部计时器超时怎么办？说实话，如果需要，AppSwitch 还可以伪造应用程序对时间的感知，但这种做法不仅越界，而且并无必要。应用程序决定并知道它应该等待多长时间，这对 AppSwitch 来说是不合适的。应用程序超过保守时长，如果目标服务仍未及时出现，则不太可能是依赖性排序问题。一定是出现了其它问题，AppSwitch 不应掩盖这些问题。</p><h3 id=wildcard-service-references-for-sidecar-dependency>为 Sidecar 提供服务引用的通配符支持</h3><p>服务引用可用于解决前面提到的 Istio sidecar 依赖性问题。AppSwitch 用 IP：端口的方式来描述对服务的引用，这种描述中是可以使用通配符的。也就是说，服务引用描述中可以用 IP 掩码的形式来表达要捕捉的 IP 地址的范围。如果服务引用的标签选择器指向 sidecar 服务，则应用此服务引用的任何应用程序的所有传出连接将被透明地重定向到 sidecar。当然，在 Sidecar 启动过程中，服务引用仍然是有效的。</p><p>使用 sidecar 依赖性排序的服务引用也隐式地将应用程序的连接重定向到 sidecar ，而不需要 iptables 和随之而来的权限问题。基本上它就像应用程序直接连接到 sidecar 而不是目标目的地一样工作，让 sidecar 负责做什么。AppSwitch 将使用 sidecar 可以在将连接传递到应用程序之前解码的代理协议将关于原始目的地等的元数据插入到连接的数据流中。其中一些细节已在<a href=/v1.20/zh/blog/2018/delayering-istio/>此处</a>进行了讨论。出站连接是这样处理的，那么入站连接呢？由于所有服务及其 sidecar 都在 AppSwitch 下运行，因此来自远程节点的任何传入连接都将被重定向到各自的远程 sidecar 。所以传入连接没有什么特别处理。</p><h2 id=summary>总结</h2><p>依赖顺序是一个讨厌的问题。这主要是由于无法访问有关服务间交互的细粒度应用程序级事件。解决这个问题通常需要应用程序来实现自己的内部逻辑。但 AppSwitch 使这些内部应用程序事件无需更改应用程序即可进行检测。然后，AppSwitch 利用对 BSD Socket API 的普遍支持来回避排序依赖关系的要求。</p><h2 id=acknowledgements>致谢</h2><p>感谢 Eric Herness 和团队对 IBM WebSphere 和 BPM 产品的见解和支持，我们将它们应用到现代化 Kubernetes 平台，还要感谢 Mandar Jog，Martin Taillefer 和 Shriram Rajagopalan 对于此博客早期草稿的评审。</p></div><nav class=pagenav><div class=left><a title="揭秘 Istio 是如何将其数据平面组件添加到现有 deployment。" href=/v1.20/zh/blog/2019/data-plane-setup/ class=next-link><svg class="icon left-arrow"><use xlink:href="/v1.20/img/icons.svg#left-arrow"/></svg>揭开 Istio Sidecar 注入模型的神秘面纱</a></div><div class=right><a title="Istio 有了一个新的论坛。" href=/v1.20/zh/blog/2019/announcing-discuss.istio.io/ class=next-link>Istio 论坛成立<svg class="icon right-arrow"><use xlink:href="/v1.20/img/icons.svg#right-arrow"/></svg></a></div></nav></article><footer class=footer><div class="footer-wrapper container-l"><div class="user-links footer-links"><a class=channel title='Istio 的代码在 GitHub 上开发' href=https://github.com/istio/community aria-label=GitHub><svg class="icon github"><use xlink:href="/v1.20/img/icons.svg#github"/></svg>
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