9種開源的服務(wù)網(wǎng)格比較

哪種服務(wù)網(wǎng)格最適合你的企業(yè)?近年來，Kubernetes服務(wù)網(wǎng)格框架數(shù)量增加迅速，使得這成為一個棘手的問題。

下面將介紹9種較受歡迎的用以支撐微服務(wù)開發(fā)的服務(wù)網(wǎng)格框架，每種方案都給出了其適用場景。

什么是服務(wù)網(wǎng)格

 

服務(wù)網(wǎng)格近年來有很高的話題度，背后的原因是什么?

微服務(wù)已經(jīng)成為一種靈活快速的開發(fā)方式。然而，隨著微服務(wù)數(shù)量成倍數(shù)地增長，開發(fā)團隊開始遇到了部署和擴展性上的問題。

容器和Kubernetes這樣的容器編排系統(tǒng) ，將運行時和服務(wù)一起打包進(jìn)鏡像，調(diào)度容器到合適的節(jié)點，運行容器。這個方案可以解決開發(fā)團隊遇到的不少問題。然而，在這個操作流程中仍存在短板：如何管理服務(wù)間的通信。

在采用服務(wù)網(wǎng)格的場景下，以一種和應(yīng)用代碼解耦的方式，增強了應(yīng)用間統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)通信能力。服務(wù)網(wǎng)格擴展了集群的管理能力，增強可觀測性、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、負(fù)載均衡、IT運維監(jiān)控及應(yīng)用故障恢復(fù)等功能。

服務(wù)網(wǎng)格概覽

 

服務(wù)網(wǎng)格一直有很高的熱度。正如Linkerd的作者William Morgan所提到的：“服務(wù)網(wǎng)格本質(zhì)上無非就是和應(yīng)用捆綁在一起的用戶空間代理。” 此說法相當(dāng)簡潔，他還補充道，“如果你能透過噪音看清本質(zhì)，服務(wù)網(wǎng)格能給你帶來實實在在的重要價值。”

Envoy是許多服務(wù)網(wǎng)格框架的核心組件，是一個通用的開源代理，常被用于Pod內(nèi)的sidecar以攔截流量。也有服務(wù)網(wǎng)格使用另外的代理方案。

若論具體服務(wù)網(wǎng)格方案的普及程度，Istio 和 Linkerd 獲得了更多的認(rèn)可。也有其它可選項，包括 Consul Connect，Kuma，AWS App Mesh和OpenShift。下文會闡述9種服務(wù)網(wǎng)格提供的關(guān)鍵特性。

Istio

Istio是基于Envoy構(gòu)建的一個可擴展的開源服務(wù)網(wǎng)格。開發(fā)團隊可以通過它連接、加密、管控和觀察應(yīng)用服務(wù)。Istio于2017年開源，目前 IBM 、Google、Lyft 仍在對其進(jìn)行持續(xù)維護(hù)升級。Lyft 在2017年把 Envoy 捐贈給了CNCF。

Istio 花了不少時間去完善增強它的功能特性。Istio 的關(guān)鍵特性包括負(fù)載均衡、流量路由、策略創(chuàng)建、可度量性及服務(wù)間認(rèn)證。

Istio 有兩個部分組成：數(shù)據(jù)平面和控制平面。數(shù)據(jù)平面負(fù)責(zé)處理流量管理，通過 Envoy 的 sidecar 代理來實現(xiàn)流量路由和服務(wù)間調(diào)用?？刂破矫媸侵饕砷_發(fā)者用來配置路由規(guī)則和觀測指標(biāo)。

Istio 觀測指標(biāo)是細(xì)粒度的屬性，其中包含和服務(wù)行為相關(guān)的特定數(shù)據(jù)值。下面是個樣例：

request.path: xyz/abc request.size: 234 request.time: 12:34:56.789 04/17/2017 source.ip: [192 168 0 1] destination.service.name: example

與其他服務(wù)網(wǎng)格相比，Istio 勝在其平臺成熟度以及通過其 Dashbaord

著重突出的服務(wù)行為觀測和業(yè)務(wù)管理功能，然而也因為這些高級特性和復(fù)雜的配置流程，Istio 可能并不如其它一些替代方案那樣容易上手。

Linkerd

按照官網(wǎng)的說法，Linkerd 是一個輕量級、安全優(yōu)先的 Kubernetes 服務(wù)網(wǎng)格。它的創(chuàng)建流程快到讓人難以置信(據(jù)稱在 Kubernetes 安裝只需要 60 秒)，這是大多數(shù)開發(fā)者喜聞樂見的。Linkerd 并沒有采用基于 Envoy 的構(gòu)建方案。而是使用了一個基于 Rust 的高性能代理 linkerd2-proxy，這個代理是專門為 Linkerd 服務(wù)網(wǎng)格編寫的。

Linkerd 由社區(qū)驅(qū)動，是 100% 的 Apache 許可開源項目。它還是 CNCF 孵化項目。Linkerd 始于 2016 年，維護(hù)者也花了不少時間去解決其中的缺陷。

使用 Linkerd 服務(wù)網(wǎng)格，應(yīng)用服務(wù)可以增強其可靠性、可觀測性及其在 Kubernetes 上部署的安全性。舉個例子，可觀測性的增強可以幫助用戶解決服務(wù)間的延遲問題。使用 Linkerd 不要求用戶做很多代碼調(diào)整或是花費大量時間寫 YAML 配置文件?？煽康漠a(chǎn)品特性和正向的開發(fā)者使用回饋，使得 Linkerd 成為服務(wù)網(wǎng)格中一個強有力的競爭者。

Consul Connect

Consul Connect 是來自 HashiCorp 的服務(wù)網(wǎng)格，專注于路由和分段，通過應(yīng)用級的 sidecar 代理來提供服務(wù)間的網(wǎng)絡(luò)特性。 Consult Connect 側(cè)重于應(yīng)用安全，提供應(yīng)用間的雙向 TLS 連接以實現(xiàn)授權(quán)和加密。

Consult Connect 獨特的一點是提供了兩種代理模式。一種是它內(nèi)建的代理，同時它還支持 Envoy 方案。Connect 強調(diào)可觀測性，集成了例如 Prometheus 這樣的工具來監(jiān)控來自 sidecar 代理的數(shù)據(jù)。Consul Connect 可以靈活地滿足開發(fā)者使用需求。比如，它提供了多種方式注冊服務(wù)：可以從編排系統(tǒng)注冊，可以通過配置文件，通過 API 調(diào)用，或是命令行工具。

Kuma

Kuma 來源于 Kong，自稱是一個非常好用的服務(wù)網(wǎng)格替代方案。Kuma 是一個基于 Envoy 的平臺無關(guān)的控制平面。 Kuma 提供了安全、觀測、路由等網(wǎng)絡(luò)特性，同時增強了服務(wù)間的連通性。Kuma 同時支持 Kubernetes 和虛擬機。

Kuma 讓人感興趣的一點是，它的企業(yè)版可以通過一個統(tǒng)一控制面板來運維管理多個互相隔離獨立的服務(wù)網(wǎng)格。這項能力可以滿足安全要求高的使用場景。既符合隔離的要求，又實現(xiàn)集中控制。

Kuma 也是相對容易安裝的一個方案。因為它預(yù)先內(nèi)置了不少策略。這些策略覆蓋了常見需求，例如路由，雙向 TLS，故障注入，流量控制，加密等場景。

Kuma 原生兼容 Kong，對于那些已經(jīng)采用 Kong API 管理的企業(yè)組織，Kuma 是個非常自然而然的候選方案。

Maesh

Maesh 是來自 Containous 的容器原生的服務(wù)網(wǎng)格，標(biāo)榜自己是比市場其它服務(wù)網(wǎng)格更輕量級更易用的方案。和很多基于 Envoy 構(gòu)建的服務(wù)網(wǎng)格不同，Maesh 采用了 Traefik， 一個開源的反向代理和負(fù)載均衡器。

Maesh 并沒有采用 sidecar 的方式進(jìn)行代理，而是在每個節(jié)點部署一個代理終端。這樣做的好處是不需要去編輯 Kubernetes 對象，同時可以讓用戶有選擇性地修改流量，Maesh 相比其他服務(wù)網(wǎng)格侵入性更低。Maesh 支持的配置方式：在用戶服務(wù)對象上添加注解或是在服務(wù)網(wǎng)格對象上添加注解來實現(xiàn)配置。

實際上，SMI 是一種新的服務(wù)網(wǎng)格規(guī)范格式，對 SMI 的支持 Maesh 獨有的一大亮點。隨著 SMI 在業(yè)界逐漸被采用，可以提高可擴展性和減緩供應(yīng)商綁定的擔(dān)憂。

Maesh 要求 Kubernetes 1.11 以上的版本，同時集群里安裝了 CoreDNS/KubeDNS。這篇安裝指南演示了如何通過 Helm v3 快速安裝 Maesh。

helm repo add maesh https://containous.github.io/maesh/charts helm repo update helm install maesh maesh/maesh 

ServiceComb-mesher

Apache 軟件基金會形容旗下的 ServiceComb-mesher “是一款用 Go 語言實現(xiàn)的高性能服務(wù)網(wǎng)格”。Mesher 基于一個非常受歡迎的 Go 語言微服務(wù)開發(fā)框架 Go Chassis 來設(shè)計實現(xiàn)。因此，它沿襲了 Go Chassis 的一些特性如服務(wù)發(fā)現(xiàn)、負(fù)載均衡、錯誤容忍、路由管理和分布式追蹤等特性。

Mesher 采用了 sidecar 方式;每個服務(wù)有一個 Mesher sidecar 代理。開發(fā)人員通過 Admin API 和 Mesher 交互，查看運行時信息。Mesher 同時支持 HTTP 和 gRPC，可快速移植到不同的基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境，包括 Docker、Kubernetes、虛擬機和裸金屬機環(huán)境。

Network Service Mesh(NSM)

Network Service Mesh(NSM)是一款專門為 telcos 和 ISPs 設(shè)計的服務(wù)網(wǎng)格。它提供了一層級用以增強服務(wù)在 Kubernetes 的低層級網(wǎng)絡(luò)能力。NSM 目前是 CNCF 的沙箱項目。

根據(jù) NSM 的文檔說明，“經(jīng)常接觸 L2/L3 層的網(wǎng)絡(luò)運維人員抱怨說，適合他們的下一代架構(gòu)的容器網(wǎng)絡(luò)解決方案幾乎沒有”。

因此，NSM 在設(shè)計時就考慮到一些不同使用場景，尤其是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同和網(wǎng)絡(luò)配置混雜的場景。這使得 NSM 對某些特殊場景具備相當(dāng)吸引力，例如邊緣計算、5G 網(wǎng)絡(luò)和 IOT 設(shè)備等場景。NSM 使用簡單直接的 API 接口去實現(xiàn)容器和外部端點的之間的通信。

和其他服務(wù)網(wǎng)格相比，NSM 工作在另一個不同的網(wǎng)絡(luò)層。 VMware 形容 NSM“專注于連接”。GitHub 的文檔演示了 NSM 是如何與 Envoy協(xié)同工作的。

AWS App Mesh

AWS APP Mesh 為開發(fā)者提供了“適用于不同服務(wù)的應(yīng)用層的網(wǎng)絡(luò)”。它接管了服務(wù)的所有網(wǎng)絡(luò)流量，使用開源的 Envoy 代理去控制容器的流量出入。AWS App Mesh 支持 HTTP/2 gRPC 。

AWS App Mesh 對于那些已經(jīng)將容器平臺深度綁定 AWS 的公司而言，會是相當(dāng)不錯的服務(wù)網(wǎng)格方案。AWS 平臺包括 AWS Fargate，Amazon Elastic Container Service，Amazon Elastic Kubernetes Service(EKS)，Amazon Elastic Compute Cloud(EC2)，Kubernetes on EC2，包括 AWS App Mesh 不需要付額外費用。

AWS App Mesh 和 AWS 生態(tài)內(nèi)的監(jiān)控工具無縫兼容。這些工具包括 CloudWatch 和 AWS X-Ray，以及一些來自第三方供應(yīng)商的工具。因為 AWS 計算服務(wù)支持 AWS Outposts，AWS App Mesh 可以和混合云和已經(jīng)部署的應(yīng)用良好兼容。

AWS App Mesh 的缺點可能是使得開發(fā)者深度綁定了單一供應(yīng)商方案，相對閉源，可擴展性缺失。

OpenShift Service Mesh by Red Hat

OpenShift 是來自紅帽的一款幫助用戶“連接、管理、觀測微服務(wù)應(yīng)用”的容器管理平臺。OpenShift 預(yù)裝了不少提升企業(yè)能力的組件，也被形容為企業(yè)級的混合云 Kubernetes 平臺。

OpenShift Service Mesh 基于開源的 Istio 構(gòu)建，具備 Isito 的控制平面和數(shù)據(jù)平面等特性。OpenShift 利用兩款開源工具來增強 Isito 的追蹤能力和可觀測性。OpenShift 使用 Jaeger 實現(xiàn)分布式追蹤，更好地跟蹤請求是如何在服務(wù)間調(diào)用處理的。

另一方面，OpenShift 使用了 Kiali 來增強微服務(wù)配置、流量監(jiān)控、跟蹤分析等方面的可觀測性。

如何選擇

 

正如文中所提到的，可供選擇的服務(wù)網(wǎng)格方案有很多，同時還有新的方案在涌現(xiàn)。當(dāng)然，每一種方案在技術(shù)實現(xiàn)上都略有不同。選擇一款合適的服務(wù)網(wǎng)格，主要考慮的因素包括，你能接受它帶來多大的侵入性，它的安全性如何，以及平臺成熟度等。

以下幾點可以幫助 DevOps 團隊選擇一款適合他們場景的服務(wù)網(wǎng)格：

是否依賴Envoy。Envoy 有一個活躍的社區(qū)生態(tài)。開源，同時是許多服務(wù)網(wǎng)格的底座。Envoy 具備的豐富特性使得其成為一個很難繞過的因素。 具體使用場景。服務(wù)網(wǎng)格為微服務(wù)而生。如果你的應(yīng)用是一個單體的龐然大物，那你在服務(wù)網(wǎng)格上的投入可能達(dá)不到預(yù)期的收益。如果不是所有應(yīng)用都部署在 Kubernetes，則應(yīng)該優(yōu)先考慮平臺無關(guān)的方案。 現(xiàn)有容器管理平臺。有些企業(yè)已經(jīng)使用了特定供應(yīng)商的生態(tài)來解決容器編排問題，例如 AWS 的 EKS，紅帽的 OpenShift，Consul。沿襲原有的生態(tài)，可以繼承并拓展原有的特性。而這些可能是開源方案所不能提供的。 所在行業(yè)。許多服務(wù)網(wǎng)格不是為特定行業(yè)專門設(shè)計的。Kuma 統(tǒng)一管理多個隔離服務(wù)網(wǎng)格的能力可能更適用于收到高度管制的金融行業(yè)。底層網(wǎng)絡(luò) telcos 和 ISPs 則更應(yīng)該考慮 Network Service Mesh。 對可視化的要求。可觀測性是服務(wù)網(wǎng)格的核心能力之一。考慮進(jìn)一步定制和更深度能力的團隊?wèi)?yīng)該優(yōu)先考慮 Istio 或 Consul。 是否遵循開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。遵循開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)使得你的平臺更具備前瞻性和可擴展性。這使得企業(yè)會傾向于采用支持 SMI 的方案，Maesh 或其他基金會孵化的項目如 Linkerd。 是否重視用戶體驗。考慮運維人員的易用性是評判新工具的關(guān)鍵指標(biāo)。這方 Linkerd 似乎在開發(fā)者中間口碑不錯。 團隊準(zhǔn)備。評估你的團隊所具備的資源和技術(shù)儲備，在技術(shù)選型時決定你們適合用基于 Envoy 的 Istio，或是供應(yīng)商抽象封裝的方案，例如 OpenShift。

這些考慮因素沒有覆蓋到全部場景。此處僅是拋磚引玉，引起讀者的思考。希望讀完上面所列的服務(wù)網(wǎng)格清單，和相關(guān)的決策因素之后，你們的團隊能找到新的方法去改善微服務(wù)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)特性。

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