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Ambient 模式入门 如何在 Ambient 模式下部署和安装 Istio。 1 istio/wg-networking-maintainers no

本指南有助于您快速评估 Istio 的 {{< gloss "ambient" >}}Ambient 模式{{< /gloss >}}。 这些步骤要求您有一个运行受支持版本的 Kubernetes ({{< supported_kubernetes_versions >}}) {{< gloss >}}Cluster{{< /gloss >}}。 您可以在任何被支持的 Kubernetes 平台上安装 Istio Ambient 模式， 但为了简单起见，本指南将假设使用 kind。

{{< tip >}} 请注意，Ambient 模式当前需要使用 istio-cni 来配置 Kubernetes 节点，该节点必须作为特权 Pod 运行。 Ambient 模式与之前支持 Sidecar 模式的所有主流 CNI 兼容。 {{< /tip >}}

请按照以下步骤开始使用 Istio 的 Ambient 模式：

  1. 下载和安装
  2. 部署相同的应用
  3. 添加应用到 Ambient
  4. 确保应用访问安全
  5. 控制流量
  6. 卸载

下载和安装

  1. 安装 kind

  2. 下载对 Ambient 模式提供 Alpha 支持的最新 Istio 版本（v1.21.0 或更高）。

  3. 部署一个新的本地 kind 集群：

    {{< text syntax=bash snip_id=none >}} $ kind create cluster --config=- <<EOF kind: Cluster apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4 name: ambient nodes:

    • role: control-plane
    • role: worker
    • role: worker EOF {{< /text >}}

  4. 安装大多数 Kubernetes 集群上默认并未安装的 Kubernetes Gateway API CRD：

    {{< text bash >}} $ kubectl get crd gateways.gateway.networking.k8s.io &> /dev/null ||
    { kubectl kustomize "github.com/kubernetes-sigs/gateway-api/config/crd/experimental?ref={{< k8s_gateway_api_version >}}" | kubectl apply -f -; } {{< /text >}}

    {{< tip >}} {{< boilerplate gateway-api-future >}} {{< boilerplate gateway-api-choose >}} {{< /tip >}}

  5. 使用上面下载的 istioctl 版本， 在 Kubernetes 集群上安装带有 ambient 配置文件的 Istio：

{{< tabset category-name="config-api" >}}

{{< tab name="Istio API" category-value="istio-apis" >}}

{{< text bash >}} $ istioctl install --set profile=ambient --set "components.ingressGateways[0].enabled=true" --set "components.ingressGateways[0].name=istio-ingressgateway" --skip-confirmation {{< /text >}}

运行上一条命令后，您将看到以下输出， 表明（包括 {{< gloss "ztunnel" >}}ztunnel{{< /gloss >}} 在内的） 五个组件已被成功安装！

{{< text syntax=plain snip_id=none >}} ✔ Istio core installed ✔ Istiod installed ✔ CNI installed ✔ Ingress gateways installed ✔ Ztunnel installed ✔ Installation complete {{< /text >}}

{{< /tab >}}

{{< tab name="Gateway API" category-value="gateway-api" >}}

{{< text bash >}} $ istioctl install --set profile=ambient --skip-confirmation {{< /text >}}

运行上一条命令后，您将看到以下输出， 表明（包括 {{< gloss "ztunnel" >}}ztunnel{{< /gloss >}} 在内的） 五个组件已被成功安装！

{{< text syntax=plain snip_id=none >}} ✔ Istio core installed ✔ Istiod installed ✔ CNI installed ✔ Ztunnel installed ✔ Installation complete {{< /text >}}

{{< /tab >}}

{{< /tabset >}}

  1. 使用以下命令确认已安装的组件：

{{< tabset category-name="config-api" >}}

{{< tab name="Istio API" category-value="istio-apis" >}}

{{< text bash >}} $ kubectl get pods -n istio-system NAME READY STATUS RESTARTS AGE istio-cni-node-zq94l 1/1 Running 0 2m7s istio-ingressgateway-56b9cb5485-ksnvc 1/1 Running 0 2m7s istiod-56d848857c-mhr5w 1/1 Running 0 2m9s ztunnel-srrnm 1/1 Running 0 2m5s {{< /text >}}

{{< text bash >}} $ kubectl get daemonset -n istio-system NAME DESIRED CURRENT READY UP-TO-DATE AVAILABLE NODE SELECTOR AGE istio-cni-node 1 1 1 1 1 kubernetes.io/os=linux 2m16s ztunnel 1 1 1 1 1 kubernetes.io/os=linux 2m10s {{< /text >}}

{{< /tab >}}

{{< tab name="Gateway API" category-value="gateway-api" >}}

{{< text bash >}} $ kubectl get pods -n istio-system NAME READY STATUS RESTARTS AGE istio-cni-node-d9rdt 1/1 Running 0 2m15s istiod-56d848857c-pwsd6 1/1 Running 0 2m23s ztunnel-wp7hk 1/1 Running 0 2m9s {{< /text >}}

{{< text bash >}} $ kubectl get daemonset -n istio-system NAME DESIRED CURRENT READY UP-TO-DATE AVAILABLE NODE SELECTOR AGE istio-cni-node 1 1 1 1 1 kubernetes.io/os=linux 2m16s ztunnel 1 1 1 1 1 kubernetes.io/os=linux 2m10s {{< /text >}}

{{< /tab >}}

{{< /tabset >}}

部署样例应用

您将使用样例 bookinfo 应用， 这是刚下载的 Istio 发行版默认包含的应用。在 Ambient 模式中， 您将这些应用部署到 Kubernetes 集群的方式与没有 Istio 时的部署方式完全相同。 这意味着您可以先让这些应用在集群中运行，再启用 Ambient 模式， 最后将这些应用接入到网格，无需重启，也无需重新配置这些应用。

{{< warning >}} 使用 Ambient 模式时，请确保 default 命名空间不包含标签 istio-injection=enabled，因为您不需要 Istio 将 Sidecar 注入应用程序 Pod。 {{< /warning >}}

  1. 启动样例服务：

    {{< text bash >}} $ kubectl apply -f @samples/bookinfo/platform/kube/bookinfo.yaml@ {{< /text >}}

    {{< text bash >}} $ kubectl apply -f @samples/sleep/sleep.yaml@ $ kubectl apply -f @samples/sleep/notsleep.yaml@ {{< /text >}}

    sleep 和 notsleep 是可以用作 curl 客户端的两个简单应用。

  2. 部署一个 Ingress Gateway，这样您可以从集群外访问 bookinfo 应用：

    {{< tip >}} 要在 kind 中获取服务类型为 Loadbalancer 的 IP 地址， 您可能需要安装 MetalLB 这类工具。更多细节请参阅此指南。 {{</ tip >}}

{{< tabset category-name="config-api" >}}

{{< tab name="Istio API" category-value="istio-apis" >}}

创建 Istio Gateway 和 VirtualService， 这样您可以通过 Istio Ingress Gateway 访问 bookinfo 应用。

{{< text bash >}} $ kubectl apply -f @samples/bookinfo/networking/bookinfo-gateway.yaml@ {{< /text >}}

为 Istio Ingress Gateway 设置环境变量：

{{< text bash >}} $ export GATEWAY_HOST=istio-ingressgateway.istio-system $ export GATEWAY_SERVICE_ACCOUNT=ns/istio-system/sa/istio-ingressgateway-service-account {{< /text >}}

{{< /tab >}}

{{< tab name="Gateway API" category-value="gateway-api" >}}

创建 Kubernetes Gateway 和 HTTPRoute， 这样您可以从集群外访问 bookinfo 应用：

{{< text bash >}} $ sed -e 's/from: Same/from: All/'
-e '/^ name: bookinfo-gateway/a
namespace: istio-system
' -e '/^ - name: bookinfo-gateway/a
namespace: istio-system
' @samples/bookinfo/gateway-api/bookinfo-gateway.yaml@ | kubectl apply -f - {{< /text >}}

为 Kubernetes Gateway 设置环境变量：

{{< text bash >}} $ kubectl wait --for=condition=programmed gtw/bookinfo-gateway -n istio-system $ export GATEWAY_HOST=bookinfo-gateway-istio.istio-system $ export GATEWAY_SERVICE_ACCOUNT=ns/istio-system/sa/bookinfo-gateway-istio {{< /text >}}

{{< /tab >}}

{{< /tabset >}}

  1. 测试您的 bookinfo 应用。无论是否有网关都应该能够正常工作。

    {{< text syntax=bash snip_id=verify_traffic_sleep_to_ingress >}} $ kubectl exec deploy/sleep -- curl -s "http://$GATEWAY_HOST/productpage" | grep -o ""

    {{< /text >}}

    {{< text syntax=bash snip_id=verify_traffic_sleep_to_productpage >}} $ kubectl exec deploy/sleep -- curl -s http://productpage:9080/ | grep -o ""

    {{< /text >}}

    {{< text syntax=bash snip_id=verify_traffic_notsleep_to_productpage >}} $ kubectl exec deploy/notsleep -- curl -s http://productpage:9080/ | grep -o ""

    {{< /text >}}

添加应用到 Ambient 网格

当应用程序 Pod 是 Ambient 网格的一部分时， 您可以检查 ztunnel 代理日志以确认网格正在对流量进行重定向。 在我们将命名空间标记为 Ambient 网格的一部分之前， 请检查与 inpod 相关的 ztunnel 日志，确认 in-Pod 重定向模式已被启用：

{{< text bash >}} $ kubectl logs ds/ztunnel -n istio-system | grep inpod_enabled inpod_enabled: true {{< /text >}}

现在，您只需标记命名空间就能使给定命名空间中的所有 Pod 成为 Ambient 网格的一部分：

{{< text bash >}} $ kubectl label namespace default istio.io/dataplane-mode=ambient {{< /text >}}

恭喜！您已成功将 default 命名空间中的所有 Pod 添加到网格中。 请注意，您不必重新启动或重新部署任何内容！

再次检查 ztunnel 日志，确认代理已收到有关 Ambient 应用程序 Pod 的网络命名空间（netns）信息，并已开始为此命名空间执行代理：

{{< text bash >}} $ kubectl logs ds/ztunnel -n istio-system | grep -o ".*starting proxy" ... received netns, starting proxy {{< /text >}}

现在，发送一些测试流量：

{{< text bash >}} $ kubectl exec deploy/sleep -- curl -s "http://$GATEWAY_HOST/productpage" | grep -o ""

{{< /text >}}

{{< text bash >}} $ kubectl exec deploy/sleep -- curl -s http://productpage:9080/ | grep -o ""

{{< /text >}}

{{< text bash >}} $ kubectl exec deploy/notsleep -- curl -s http://productpage:9080/ | grep -o ""

{{< /text >}}

您将在 Ambient Mesh 的应用之间立即达成 mTLS 通信和 L4 遥测。 如果按照指示说明安装 Prometheus 和 Kiali， 您将能够在 Kiali 的应用中直观地查看自己的应用：

{{< image link="./kiali-ambient-bookinfo.png" caption="Kiali 仪表盘" >}}

确保应用访问安全

将您的应用添加到 Ambient 模式之后， 可以使用 Layer 4 鉴权策略确保应用访问的安全。 该功能允许您基于客户端负载身份来控制到服务的访问或源于服务的访问， 但类似 GET 和 POST 的这些 HTTP 方法并不在 Layer 7 级别。

Layer 4 鉴权策略

显式允许 sleep 服务账号和 istio-ingressgateway 服务账号调用 productpage 服务：

{{< text bash >}} $ kubectl apply -f - <<EOF apiVersion: security.istio.io/v1beta1 kind: AuthorizationPolicy metadata: name: productpage-viewer namespace: default spec: selector: matchLabels: app: productpage action: ALLOW rules:

  • from:
    • source: principals:
      • cluster.local/ns/default/sa/sleep
      • cluster.local/$GATEWAY_SERVICE_ACCOUNT EOF {{< /text >}}

确认上述鉴权策略正在工作：

{{< text bash >}} $ # 这条命令应成功 $ kubectl exec deploy/sleep -- curl -s "http://$GATEWAY_HOST/productpage" | grep -o ""

{{< /text >}}

{{< text bash >}} $ # 这条命令应成功 $ kubectl exec deploy/sleep -- curl -s http://productpage:9080/ | grep -o ""

{{< /text >}}

{{< text bash >}} $ # 这条命令应失败且返回连接重置错误码 56 $ kubectl exec deploy/notsleep -- curl -s http://productpage:9080/ | grep -o "" command terminated with exit code 56 {{< /text >}}

Layer 7 鉴权策略

使用 Kubernetes Gateway API， 您可以为使用 bookinfo-productpage 服务账号的 productpage 服务来部署 {{< gloss "waypoint" >}}waypoint proxy{{< /gloss >}}。 转到 productpage 服务的所有流量都将通过 L7 代理被协调、执行和观测。

为 productpage 服务部署 waypoint 代理：

{{< text bash >}} $ istioctl x waypoint apply --service-account bookinfo-productpage --wait waypoint default/bookinfo-productpage applied {{< /text >}}

查看 productpage waypoint 代理状态； 您应看到处于 Programmed 状态的网关资源详情：

{{< text bash >}} $ kubectl get gtw bookinfo-productpage -o yaml ... status: conditions:

  • lastTransitionTime: "2023-02-24T03:22:43Z" message: Resource programmed, assigned to service(s) bookinfo-productpage-istio-waypoint.default.svc.cluster.local:15008 observedGeneration: 1 reason: Programmed status: "True" type: Programmed {{< /text >}}

更新您的 AuthorizationPolicy 以显式允许 sleep 和 Gateway 服务账号以 GET productpage 服务，但不执行其他操作：

{{< text bash >}} $ kubectl apply -f - <<EOF apiVersion: security.istio.io/v1beta1 kind: AuthorizationPolicy metadata: name: productpage-viewer namespace: default spec: targetRef: kind: Gateway group: gateway.networking.k8s.io name: bookinfo-productpage action: ALLOW rules:

  • from:
    • source: principals:
      • cluster.local/ns/default/sa/sleep
      • cluster.local/$GATEWAY_SERVICE_ACCOUNT to:
    • operation: methods: ["GET"] EOF {{< /text >}}

{{< text bash >}} $ # 这条命令应失败且返回 RBAC 错误，这是因为它不是 GET 操作 $ kubectl exec deploy/sleep -- curl -s "http://$GATEWAY_HOST/productpage" -X DELETE RBAC: access denied {{< /text >}}

{{< text bash >}} $ # 这条命令应失败且返回 RBAC 错误，这是因为此身份不被允许 $ kubectl exec deploy/notsleep -- curl -s http://productpage:9080/ RBAC: access denied {{< /text >}}

{{< text bash >}} $ # 这条命令应继续工作 $ kubectl exec deploy/sleep -- curl -s http://productpage:9080/ | grep -o ""

{{< /text >}}

控制流量

使用 bookinfo-review 服务账号为 'review' 服务部署一个 waypoint proxy， 因此转到 'review' 服务的所有流量都将通过 waypoint proxy 进行协调。

{{< text bash >}} $ istioctl x waypoint apply --service-account bookinfo-reviews --wait waypoint default/bookinfo-reviews applied {{< /text >}}

控制 90% 请求流量到 reviews v1，控制 10% 流量到 reviews v2：

{{< tabset category-name="config-api" >}}

{{< tab name="Istio API" category-value="istio-apis" >}}

{{< text bash >}} $ kubectl apply -f @samples/bookinfo/networking/virtual-service-reviews-90-10.yaml@ $ kubectl apply -f @samples/bookinfo/networking/destination-rule-reviews.yaml@ {{< /text >}}

{{< /tab >}}

{{< tab name="Gateway API" category-value="gateway-api" >}}

{{< text bash >}} $ kubectl apply -f @samples/bookinfo/platform/kube/bookinfo-versions.yaml@ $ kubectl apply -f @samples/bookinfo/gateway-api/route-reviews-90-10.yaml@ {{< /text >}}

{{< /tab >}}

{{< /tabset >}}

确认 100 个请求中大约有 10% 流量转到 reviews-v2：

{{< text bash >}} kubectl exec deploy/sleep -- sh -c "for i in \(seq 1 100); do curl -s http://$GATEWAY_HOST/productpage | grep reviews-v.-; done" {{< /text >}}

卸载

默认情况下，不会删除指示 Istio 自动将 default 命名空间中的应用程序包含到 Ambient 网格中的标签。 如果不再需要，请使用以下命令将其删除：

{{< text bash >}} $ kubectl label namespace default istio.io/dataplane-mode- {{< /text >}}

删除标签后，我们可以再次检查日志以验证代理删除情况：

{{< text bash >}} $ kubectl logs ds/ztunnel -n istio-system | grep inpod Found 3 pods, using pod/ztunnel-jrxln inpod_enabled: true inpod_uds: /var/run/ztunnel/ztunnel.sock inpod_port_reuse: true inpod_mark: 1337 2024-03-26T00:02:06.161802Z INFO ztunnel::inpod::workloadmanager: handling new stream 2024-03-26T00:02:06.162099Z INFO ztunnel::inpod::statemanager: pod received snapshot sent 2024-03-26T00:41:05.518194Z INFO ztunnel::inpod::statemanager: pod WorkloadUid("7ef61e18-725a-4726-84fa-05fc2a440879") received netns, starting proxy 2024-03-26T00:50:14.856284Z INFO ztunnel::inpod::statemanager: pod delete request, draining proxy {{< /text >}}

要删除 waypoint 代理、已安装的策略并卸载 Istio：

{{< text bash >}} $ istioctl x waypoint delete --all $ istioctl uninstall -y --purge $ kubectl delete namespace istio-system {{< /text >}}

若要删除 Bookinfo 样例应用及其配置， 请参阅 Bookinfo 清理。

移除 sleep 和 notsleep 应用：

{{< text bash >}} $ kubectl delete -f @samples/sleep/sleep.yaml@ $ kubectl delete -f @samples/sleep/notsleep.yaml@ {{< /text >}}

如果您安装了 Gateway API CRD，执行以下命令移除：

{{< text bash >}} $ kubectl kustomize "github.com/kubernetes-sigs/gateway-api/config/crd/experimental?ref={{< k8s_gateway_api_version >}}" | kubectl delete -f - {{< /text >}}