Istio中的關鍵概念
要學習Istio需要先明確以下幾個關鍵術語，
1.容器/容器鏡像
進入到云原生時代的服務網格架構，應用的發布、部署都是圍繞Kubernetes為代表的容器基礎設施展開的，這就需要對容器及容器鏡像的概念有清晰的理解，
實際上，容器的普及要歸功于Docker技術的流行，而從本質上說容器就是運行在作業系統中的，受資源隔離限制的一組行程，也稱為“容器運行時”，它可以將用戶打包的代碼及其所賴的關系完整的還原出來，通過容器化運行的應用程式，可以更快、更可靠地運行，而不受具體計算環境的影響，
容器鏡像，是容器化的重要介質和載體，從形式上來說，它就是一個輕量級的、獨立的、可執行的軟體包檔案，包括了運行應用程式所需要的一切：代碼、工具、系統庫及各種設定，
容器技術的出現，徹底顛覆了應用構建、發布及運行的方式，目前已經成為服務端應用發布的事實標準，后續要聊到的Istio服務網格技術，無論是“網格基礎組件”還是“應用程式”，都是以容器的方式運行在Kubernetes容器平臺之上的，
2.微服務
微服務是一種架構風格，它將一個龐大的單體服務拆分為一組松散耦合的微服務集合，該微服務集合提供了與單個單體應用相同的功能，但微服務可以獨立于其他服務進行獨立的開發和部署，此外，微服務是圍繞業務能力組織的，可以由較小的團隊擁有，因此，在開發/部署上能夠實作更小、更獨立的迭代，
目前主要的微服務架構解決方案，以Spring Cloud為代表的微服務架構體系是主流；但隨著云原生技術概念的流行，以Istio為代表的Service Mesh（服務網格）微服務架構方案也在逐步得到推廣，
3.控制平面
在以Spring Cloud為代表的傳統微服務架構中，應用本身與服務治理邏輯是耦合在一起的，而在Service Mesh（服務網格）方案中，服務治理規則的管理、服務治理行為、應用本身都是互相獨立，這就使得應用可以專注于業務，而服務治理邏輯則完全可以抽離出來由運維團隊進行統一的管理，
像這種專門負責服務治理規則管理的邏輯或組件，在Service Mesh（服務網格）架構中就叫做“控制平面“，“控制平面”主要由API和工具組成，用于管理服務治理行為（資料平面），服務網格運維人員可以操控控制平面，以配置服務網格中的資料平面行為，例如，將流量配置作用于控制平面——翻譯配置并將其推送到資料平面，
4.資料平面
在Service Mesh（服務網格）中，資料平面就是具體實作服務治理行為的代理，在Istio中資料平面由負責路由、負載均衡、服務發現、健康檢查和授權/認證的Envoy代理組成，這些代理在每個服務實體的旁邊運行（在k8s中，與應用容器運行在同一個Pod），攔截所有傳入和傳出的用戶流量，并在這一程序中根據控制平面下發的服務治理規則進行流量管理，
5.Envoy
在Istio中，資料平面就是由Envoy代理實作的，它是一個現代的、高性能邊緣的小型L7代理，Envoy是為大型現代微服務架構設計的，可以與Nginx和HAProxy等負載均衡器相匹配，
6.代理
在網路中，代理是一個中間服務器，位于客戶端和服務端之間，可以管理請求和回應，在Istio服務網格情況下，代理（Envoy）運行在每個應用實體的前面，當向應用程式發起請求時，代理（Envoy）會攔截該請求，并將其轉發給應用程式實體，同樣地，當應用程式實體試圖發出請求時，代理（Envoy）也會攔截出站請求并將其發送到目的地，
由于代理（Envoy）攔截了所有請求，所以它可以修改請求，從而實作流量路由、故障注入、授權等功能，
7.L7代理
L7（第7層）代理在OSI模型的應用層作業，在這一層，代理可以處理每個請求的內容，例如Http就是一個流行的L7協議，因為可以訪問請求的資料，所以L7代理（Envoy）就可以根據請求的內容（URL、Cookies等）做出負載均衡的決定，
Istio的架構及模塊組成
Service Mesh（服務網格）的架構方式為我們提供了一種統一的方式來連接、保護和觀察微服務，網格內的代理（如Envoy）可以捕獲網格內所有的通信請求和指標——每一次失敗或成功的呼叫、重試或超時的請求都可以被捕獲，并被可視化和報警，
這種將通信邏輯從業務和應用邏輯中分離出來的架構方式，可以使開發人員專注于業務邏輯，而服務網格運維人員則專注于服務網格配置，
前面通過對幾個關鍵術語的解釋，以及對服務網格架構好處的介紹，相信大家或多或少理解了什么是服務網格，接下來將重點介紹Istio這一開源的服務網格實作，
從宏觀上看，Istio主要支持以下功能：
1.流量管理
流量管理是Istio最核心的功能，通過配置，可以控制服務之間的流量——例如設定斷路器、超時或重試等服務治理機制，在Istio中都可以通過簡單的配置改變來完成，
2.可觀察性
Istio可以通過跟蹤、監控和記錄服務間的請求來更好地實作對服務的監控，方便我們了解服務運行情況，并及時發現和修復問題，
3.安全性
Istio可以在代理層面來管理認證、授權和通訊的加密，而無需對應用本身造成侵入，而這些安全配置操作只需要通過快速的配置變更即可完成，
接下來，我們看下Istio的架構組成，如下圖所示：
如上圖所示，Istio實作服務網格，仍然遵循了將組件分離成“控制平面”和“資料平面”這一常見的分布式系統構建模式，
Istio中的資料平面由Envoy代理組成，控制服務之間的通信，Envoy是一個用C++開發的高性能代理，Istio將Enovy代理作為一個sidecar容器注入到應用容器的旁邊，然后攔截該服務的所有入站和出站流量，而這些注入應用容器旁邊的Enovy代理組合在一起就構成了Istio服務網格的資料平面，
Istiod則是Istio的控制平面組件，主要提供服務發現、配置和證書管理等功能，Istiod采用YAML檔案格式來撰寫流量控制規則，并將其轉換為Envoy的可操作配置，之后通過xDS協議將配置傳播給網格中的所有sidecar代理，
Istiod主要由Pilot、Citadel、Galley這三個組件組成，其中Pilot抽象了特定平臺的服務發現機制（如Kubernetes、Consul或VM），并將其轉換為可以被sidecar使用的標準格式，Citadel則是Istio的核心安全組件，實作證書授權、證書生成，實作資料平面中sidecar代理之間的mTLS安全通信，
而Galley則主要服務配置管理，包括驗證配置資訊的格式和內容正確性，并將這些配置資訊提供給Pilot等其他控制平面組件使用，
Istio的流量管理實作
Istio流量管理示意圖如下：
如上圖所示，要在Istio服務網格中實作流量管理，需要通過VirtualService（虛擬服務）及DestinationRule（路由規則）資源來管理流量路由規則，
而具體的路由規則流量的執行由Istio網關資源來實作，其中Ingress Gateway（入口網關）和Egress Gateway（出口網關）是Istio服務網格組件的一部分，這兩個網關都運行著一個Envoy代理實體，它們在服務網格的邊緣作為負載均衡器運行，入口網關接收入站連接，而出口網關則接收從集群出去的連接，
需要注意，這里理解入口網關和出口網關的概念不要狹義的理解為就是Istio服務網格的邊緣入口和出口，對于Istio服務網格來說除了外部流量的進出可以通過VitrualService（虛擬服務）關聯Gateway（網關資源）來實作流量路由外，網格之間也可以通過該方式來實作流量的路由，
所以，在使用Istio服務網格來實作微服務的流量管理時，可以根據場景來分別創建針對外部流量的Gateway+VirtualService資源，以及針對具體微服務網格間流量的Gateway+VirtualService資源，并通過VitrualService隨時修改相應的路由規則，
而對于Gateway網格資源的創建來說，則根據是控制入口流量還是出口流量來選擇關聯Ingress Gateway（入口網關）還是Egress Gateway（出口網關），
最后總結
以上內容就是對Istio服務網格實作流量管理核心邏輯的簡單介紹，也是為了方便大家理解之前文章中的一些操作，雖然目前以Istio服務網格架構還沒有完全替代Spring Cloud微服務體系，但服務網格這種將控制平面和資料平面分離的架構思想，將是未來微服務架構的主流，
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標籤：Java
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