Istio IngressGateway周辺を理解する #kubernetes

はじめに

Istioでどのようにトラフィックを制御しているのかについて、公式チュートリアルをローカル環境で実験した際に学んだ事のメモ。

■公式チュートリアル
https://istio.io/docs/examples/bookinfo/

前提

Kubernetes上にデプロイするのは、BookInfoというサンプルアプリケーションで構成は以下の通り。

EnvoyプロキシをPodにインジェクトすると下図のように、各PodにEnvoyがサイドカーとして内包され、全トラフィックをEnvoy経由でやり取りする事でサービスメッシュを構築する。

Istio IngressGateway周りの流れ

1. クラスタ外部からトラフィックが来る
2. トラフィックをロードバランサーが受ける
3. ロードバランサーが転送するポートで待ち受けてるIstio-IngressGateway Serviceにルーティングされる
4. Istio-IngressGateway Serviceは、リクエストをIstio-IngressGateway Podに転送
5. VirtualServiceリソースの設定を元に、Istio-IngressGateway PodはリクエストをアプリケーションのServiceへ送る

のような流れだと思われる

■下記参考
https://blog.jayway.com/2018/10/22/understanding-istio-ingress-gateway-in-kubernetes/

IngressGateway

Istioをセットアップすると、serviceリソースとしてnamespace=istio-systemにistio-ingressgatewayがクラスタ内にセットアップされる。

$ kubectl get service istio-ingressgateway -n istio-system
NAME                   TYPE           CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)                                                                                                                                      AGE
istio-ingressgateway   LoadBalancer   10.99.217.20   localhost     15020:31305/TCP,80:31380/TCP,443:31390/TCP,31400:31400/TCP,15029:32722/TCP,15030:30551/TCP,15031:30212/TCP,15032:31148/TCP,15443:32476/TCP   4h

上記ServiceからIstio-IngressGateway Podにリクエストを転送し、後述のVirtualServiceの設定を元にトラフィックを制御している。

$ kubectl get pod istio-ingressgateway-5966c86d4-sb9cb -n istio-system
NAME                                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
istio-ingressgateway-5966c86d4-sb9cb   1/1     Running

Gateway

Kubernetesクラスタの外部からトラフィックを受け付けるために、サービスメッシュの境界に存在するistio-ingessgatewayの設定を行うためのリソース。
下記は80番ポートでHTTPリクエストを待ち受ける設定。
Gatewayリソースはトラフィックを受ける設定をするだけで、どこにどうやって流すかはVirtualServiceリソースが担当する。

bookinfo-gateway.yaml

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: Gateway
metadata:
  name: bookinfo-gateway
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway # use istio default controller
  servers:
  - port:
      number: 80
      name: http
      protocol: HTTP
    hosts:
    - "*"

hostsは「*」で全てを受け入れるように設定されているが、例えば下記のように設定すると、dev.example.comやprod.example.comを持つVirtualServiceが該当する事になる。

hosts:
- "*.example.com"

参考：Istio-Gateway

VirtualService

istio-ingressgatewayで受けたトラフィックをどこにどうやって流すかのルールを設定するためのリソース。
後述のDestinationRuleリソースで定義するsubsetsと合わせる事でトラフィック分割を実現する事が可能。
尚、subsetsを定義しなくても異なるサービスにトラフィックを分割することも可能な模様（実験してないけど）
※参考：Istio-HTTPRouteDestination

bookinfo-gateway.yaml

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: bookinfo
spec:
  hosts:
  - "*"
  gateways:
  - bookinfo-gateway
  http:
  - match:
    - uri:
        exact: /productpage
    - uri:
        exact: /login
    - uri:
        exact: /logout
    - uri:
        prefix: /api/v1/products
    route:
    - destination:
        host: productpage
        port:
          number: 9080

参考：Istio-VirtualService

トラフィック分割の例

■DestinationRule
DestinationRuleリソースは、トラフィックに適応されるポリシーを定義する。
reviewsという名前のServiceに3つのバージョンが存在し、それぞれv1、v2、v3というLabelで識別可能である事を設定している。

Service = reviews配下のPodはversionラベルを持っており、それぞれv1〜v3まで設定されている状態⬇️こんな感じ

DestinationRule-sample.yaml

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: reviews
spec:
  host: reviews
  trafficPolicy:
    tls:
      mode: ISTIO_MUTUAL
  subsets:
  - name: v1
    labels:
      version: v1
  - name: v2
    labels:
      version: v2
  - name: v3
    labels:
      version: v3

■VirtualService
DestinationRuleで設定したバージョンに対して、それぞれv1に5%、v2に5%、v3に90%の割合でトラフィック分散させるようにVirtualServiceリソースで設定している例。

VirtualService-sample.yaml

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: reviews
spec:
  hosts:
  - reviews
  http:
  - route:
    - destination:
        host: reviews
        subset: v1
      weight: 5
    - destination:
        host: reviews
        subset: v2
      weight: 5
    - destination:
        host: reviews
        subset: v3
      weight: 90

destination.host(string) = Service名を指定
destination.subset(string) = DestinationRuleで定義されたsubset名を指定
参考：Istio/VirtualService

実行してみると、確かにほぼv3が反映されるようになった（Book Reviews部分）

ハマった事

DestinationRuleリソースに相互TLSの設定（trafficPolicy）を何も記述していなかった（Default=DISABLE）のだが、DestinationRuleをApplyした瞬間にupstream connect error or disconnect/reset before headersと言われて一瞬詰んだ・・・†

下記を参考に相互TLSについて把握し、trafficPolicy.tls.modeを設定。
参考：TLSSettings.TLSmode
参考：503 errors after setting destination rule

所感

Istio初心者ですがチュートリアルを進める事で、Istio IngressGateway周りでどんな挙動をしているのか、雰囲気理解する事ができた気がします。

まだ試せていないの機能だらけなので、実際に動かしてIstioに対する理解を深めると共に、次は自分のアプリケーションをKubernetesにデプロイしてIstioを適応してみようと思いましたまる
< Fight!!