ServiceMesh(3)
前篇：
《ServiceMesh 究竟解决什么问题》
《什么是 Istio，ServiceMesh 最流行落地》
Istio 是 ServiceMesh 的产品化落地：
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它帮助微服务之间建立连接，帮助研发团队更好的管理与监控微服务，并使得系统架构更加安全
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它帮助微服务分层解耦，解耦后的 proxy 层能够更加专注于提供基础架构能力，例如：
（1）服务发现 (discovery)
（2）负载均衡 (load balancing)
（3）故障恢复 (failure recovery)
（4）服务度量 (metrics)
（5）服务监控 (monitoring)
（6）A/B 测试 (A/B testing)
（7）灰度发布 (canary rollouts)
（8）限流限速 (rate limiting)
（9）访问控制 (access control)
（10）身份认证 (end-to-end authentication)
等功能。
- 它使得业务工程团队与基础架构团队都更加高效的工作，各自专注于自己的工作，更好的彼此赋能
今天来说一下 Istio 的核心架构设计。
关于 Istio 的架构设计，官网用了这样一句话：
逻辑上，Istio 分为：
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数据平面 (data plane)
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控制平面 (control plane)
这两个词，是 Istio 架构核心，但又是大家被误导最多的地方。
数据平面和控制平面，不是 ServiceMesh 和 Istio 第一次提出，它是计算机网络，报文路由转发里很成熟的概念：
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数据平面 (data plane)：一般用来做快速转发
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控制平面 (control plane)：为快速转发提供必要的信息
_画外音：_上两图为路由器架构。
它的设计原则是：
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在一个路由设备里，转发是最重要的工作，它具备最高的优先级，数据平面 (data plane) 的设计核心就是高效转发，如何在最短的时间里处理最多的包，往往使用高效内存管理、队列管理、超时管理等技术实现在硬件里
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控制平面 (control plane) 则不然，它要实现路由协议，设备管理，IGMP，ARP 协议的，它更偏向于控制与应用，往往由软件实现
画外音：
IGMP（Internet GroupManagement Protocol）__，一个组播协议；
ARP（Address ResolutionProtocol）__，这个大家比较熟悉，根据 IP 地址获取 MAC 地址；
Istio 的架构核心与路由器非常类似：
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服务（最上面的小红框），通过本地通讯与 proxy 交互
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数据平面，由一系列 proxy 组成（中间一层的两个小红框），核心职责是：
（1）高效转发；
（2）接收和实施来自 mixer 的策略；
- 控制平面（底下的大红框），核心是控制与应用，核心职责是：
（1）管理和配置边车代理；
（2）通过 mixer 实施策略与收集来自边车代理的数据；
画外音：
（1）sidecar proxy，原文使用的是 envoy，后文 envoy 表示代理；
（2）mixer，不确定要怎么翻译了，有些文章叫 “混音器”，后文直接叫 mixer；
（3）pilot，galley，citadel，不敢翻译为飞行员，厨房，堡垒，后文直接用英文；
如架构图所示，该两层架构中，有五个核心组件。
数据平面，有一个核心组件：
Envoy (proxy)
Envoy 的核心职责是高效转发，更具体的，它具备这样一些能力：
（1）服务发现
（2）负载均衡
（3）安全传输
（4）多协议支持，例如 HTTP/2，gRPC
（5）断路器 (Circuit breakers)
（6）健康检查
（7）百分比分流路由
（8）故障注入 (Fault injection)
（9）系统度量
大部分能力是 RPC 框架都具备，或者比较好理解的，这里面重点介绍下断路器和故障注入。
断路器设计
它是软件架构设计中，一个服务自我保护，或者说降级的设计思路。
举个例子：当系统检测出某个接口有大量超时时，断路器策略可以终止对这个接口的调用（断路器打开），经过一段时间后，再次尝试调用，如果接口不再超时，则慢慢恢复调用（断路器关闭）。
故障注入设计
它是软件架构设计中，一种故意引入故障，以扩大测试覆盖范围，保障系统健壮性的方法，主要用于测试。
国内大部分互联网公司，架构设计中不太会考虑故障注入，在操作系统内核开发与调试，路由器开发与调试中经常使用，可以用来模拟内存分配失败、磁盘 IO 错误等一些非常难出现的异常，以确保测试覆盖度。
控制平面，有四个核心组件：
Mixer
Mixer 的一些核心能力是：
（1）跨平台，作为其他组件的 adapter，实现 Istio 跨平台的能力；
（2）和 Envoy 通讯，实时各种策略
（3）和 Envoy 通讯，收集各种数据
Mixer 的设计核心在于 “插件化”，这种模型使得 Istio 能够适配各种复杂的主机环境，以及后端基础设施。
Pilot
Pilot 作为非常重要的控制平面组件，其核心能力是：
（1）为 Envoy 提供服务发现能力；
（2）为 Envoy 提供各种智能路由管理能力，例如 A/B 测试，灰度发布；
（3）为 Envoy 提供各种弹性管理能力，例如超时，重试，断路策略；
Pilot 的设计核心在于 “标准化”，它会将各种流控的控制命令转化为 Envoy 能够识别的配置，并在运行时，将这些指令扩散到所有的 Envoy。Pilot 将这些能力抽象成通用配置的好处是，所有符合这种标准的 Envoy 都能够接入到 Pilot 来。
潜台词是，任何第三方可以实现自己的 proxy，只要符合相关的 API 标准，都可以和 Pilot 集成。
Citadel
Citadel 组件，它提供终端用户身份认证，以及服务到服务的访问控制。总之，这是一个和安全相关的组件。
Galley
Gally 组件，它是一个配置获取、校验、处理、分发的组件，它的设计核心在于 “解耦”，它将 “从底层平台（例如：K8S）获取用户配置” 与 Istio 解耦开来。
**花边：**为什么 80% 的中文用户对 Istio 的二层架构的了解是错的？
很多朋友问我，通过什么渠道学习最新的技术知识，我的回答一直是，英文官网。
_画外音：_本文所有信息来源于 Istio1.1 英文官网。
我在百度搜了下 Istio，80% 的资料，将二层架构翻译为：
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数据面板
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控制面板
_画外音：_大家可以百度搜一下 “istio 控制面板”
一开始我极其蒙圈，因为 “数据平面” 和“控制平面”是非常成熟的翻译，路由器就是使用这个二层架构，ServiceMesh 使用相同的架构设计进行解耦，应该不需要创造性翻译呀。
后来，我懂了：
-
控制平面 (control plane)
-
控制面板 (control panel)
半吊子英语的程序员，二手的技术文档，真害人，唉。
总结
Istio 采用二层架构，五大模块，进行微服务 ServiceMesh 解耦：
- 数据平面，主要负责高效转发
（1）envoy 模块：即 proxy；
- 控制平面，主要负责控制与应用
（2）mixer 模块：支持跨平台，标准化 API 的 adapter；
（3）pilot 模块：控制与配置 envoy 的大部分策略；
（4）citadel 模块：安全相关；
（5）galley 模块：与底层平台（例如：K8S）配置解耦；
实施与控制分离，经典的架构设计方法，GOT？
思路比结论重要。
调研：
被二手技术资料误导过么？
