TCP 流量转移

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本任务展示了如何将 TCP 流量从微服务的一个版本迁移到另一个版本。

一个常见的用例是将 TCP 流量从微服务的旧版本逐步迁移到新版本。在 Istio 中，您可以通过配置一系列路由规则来实现此目标，这些规则将一定比例的 TCP 流量从一个目的地重定向到另一个目的地。

在此任务中，您将会把 100% 的 TCP 流量分配到 tcp-echo:v1。接着，再通过配置 Istio 路由权重把 20% 的 TCP 流量分配到 tcp-echo:v2。

Istio 包括了对 Kubernetes Gateway API 的 Beta 支持，打算未来使其成为流量管理的默认 API。以下说明指导您在网格中配置流量管理时如何选择使用 Gateway API 或 Istio 配置 API。请按照您的首选项遵循 Gateway API 或 Istio APIs 页签中的指示说明。

请注意，Kubernetes Gateway API CRD 不会默认安装在大多数 Kubernetes 集群上，因此请确保在使用 Gateway API 之前已安装好这些 CRD：

$ kubectl get crd gateways.gateway.networking.k8s.io &> /dev/null || \
  { kubectl kustomize "github.com/kubernetes-sigs/gateway-api/config/crd?ref=v0.8.0" | kubectl apply -f -; }

本文使用 Kubernetes Gateway API 的实验性功能。需要使用 Alpha 版本的 CRD。在继续执行此任务之前，请确保：

安装 Gateway API CRD 的 Alpha 版本：

$ kubectl kustomize "github.com/kubernetes-sigs/gateway-api/config/crd/experimental?ref=v0.8.0" | kubectl apply -f -

安装 Istio 时，通过将 PILOT_ENABLE_ALPHA_GATEWAY_API 环境变量设置为 true 使 Istio 读取 Alpha 版本的资源：
```
$ istioctl install --set values.pilot.env.PILOT_ENABLE_ALPHA_GATEWAY_API=true --set profile=minimal -y
```

开始之前

按照安装指南中的说明安装 Istio。
查看流量管理概念文档。

设置测试环境

首先，创建一个命名空间用于测试 TCP 流量迁移。
```
$ kubectl create namespace istio-io-tcp-traffic-shifting
```

部署 sleep 示例应用程序，作为发送请求的测试源。

$ kubectl apply -f @samples/sleep/sleep.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

部署 tcp-echo 微服务的 v1 和 v2 版本。

$ kubectl apply -f @samples/tcp-echo/tcp-echo-services.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

应用基于权重的 TCP 路由

将所有 TCP 流量路由到微服务 tcp-echo 的 v1 版本。

$ kubectl apply -f @samples/tcp-echo/tcp-echo-all-v1.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

$ kubectl apply -f @samples/tcp-echo/gateway-api/tcp-echo-all-v1.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

确定 Ingress IP 和端口：

遵循确定 Ingress IP 和端口中的指示说明来设置 TCP_INGRESS_PORT 和 INGRESS_HOST 环境变量。

使用以下命令设置 SECURE_INGRESS_PORT 和 INGRESS_HOST 环境变量：

$ kubectl wait --for=condition=programmed gtw tcp-echo-gateway -n istio-io-tcp-traffic-shifting
$ export INGRESS_HOST=$(kubectl get gtw tcp-echo-gateway -n istio-io-tcp-traffic-shifting -o jsonpath='{.status.addresses[0].value}')
$ export TCP_INGRESS_PORT=$(kubectl get gtw tcp-echo-gateway -n istio-io-tcp-traffic-shifting -o jsonpath='{.spec.listeners[?(@.name=="tcp-31400")].port}')

通过发送一些 TCP 流量来确认 tcp-echo 服务已启动且正在运行。

$ export SLEEP=$(kubectl get pod -l app=sleep -n istio-io-tcp-traffic-shifting -o jsonpath={.items..metadata.name})
$ for i in {1..20}; do \
kubectl exec "$SLEEP" -c sleep -n istio-io-tcp-traffic-shifting -- sh -c "(date; sleep 1) | nc $INGRESS_HOST $TCP_INGRESS_PORT"; \
done
one Mon Nov 12 23:24:57 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:25:00 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:25:02 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:25:05 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:25:07 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:25:10 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:25:12 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:25:15 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:25:17 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:25:19 UTC 2022
...

请注意，所有时间戳都有一个前缀 “one”，说明所有流量都被路由到 tcp-echo Service 的 v1 版本。

通过以下命令，将 20% 流量从 tcp-echo:v1 迁移到 tcp-echo:v2：

$ kubectl apply -f @samples/tcp-echo/tcp-echo-20-v2.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

$ kubectl apply -f @samples/tcp-echo/gateway-api/tcp-echo-20-v2.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

等几秒让新规则传播并确认规则已被替换：

$ kubectl get virtualservice tcp-echo -o yaml -n istio-io-tcp-traffic-shifting
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: VirtualService
  ...
spec:
  ...
  tcp:
  - match:
    - port: 31400
    route:
    - destination:
        host: tcp-echo
        port:
          number: 9000
        subset: v1
      weight: 80
    - destination:
        host: tcp-echo
        port:
          number: 9000
        subset: v2
      weight: 20

$ kubectl get tcproute tcp-echo -o yaml -n istio-io-tcp-traffic-shifting
apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1alpha2
kind: TCPRoute
  ...
spec:
  parentRefs:
  - group: gateway.networking.k8s.io
    kind: Gateway
    name: tcp-echo-gateway
    sectionName: tcp-31400
  rules:
  - backendRefs:
    - group: ""
      kind: Service
      name: tcp-echo-v1
      port: 9000
      weight: 80
    - group: ""
      kind: Service
      name: tcp-echo-v2
      port: 9000
      weight: 20
...

发送更多 TCP 流量到 tcp-echo 微服务。

$ export SLEEP=$(kubectl get pod -l app=sleep -n istio-io-tcp-traffic-shifting -o jsonpath={.items..metadata.name})
$ for i in {1..20}; do \
kubectl exec "$SLEEP" -c sleep -n istio-io-tcp-traffic-shifting -- sh -c "(date; sleep 1) | nc $INGRESS_HOST $TCP_INGRESS_PORT"; \
done
one Mon Nov 12 23:38:45 UTC 2022
two Mon Nov 12 23:38:47 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:38:50 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:38:52 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:38:55 UTC 2022
two Mon Nov 12 23:38:57 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:39:00 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:39:02 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:39:05 UTC 2022
one Mon Nov 12 23:39:07 UTC 2022
...

请注意，大约 20% 的时间戳带有前缀 “two”，说明 80% 的 TCP 流量被路由到 tcp-echo Service 的 v1 版本，而 20% 的流量被路由到 v2 版本。

理解原理

这个任务中，使用 Istio 路由权重特性将 tcp-echo 服务的 TCP 流量从旧版本迁移到了新版本。请注意，这与使用容器编排平台的部署功能进行版本迁移完全不同，后者（容器编排平台）使用了实例扩容来管理流量。

在 Istio 中，可以对 tcp-echo 服务的两个版本进行独立扩容和缩容，这个过程不会影响两个服务版本之间的流量分配。

有关不同版本间流量管理及自动扩缩的更多信息，请查看使用 Istio 进行金丝雀部署这篇博文。

清理

移除路由规则：

$ kubectl delete -f @samples/tcp-echo/tcp-echo-all-v1.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

$ kubectl delete -f @samples/tcp-echo/gateway-api/tcp-echo-all-v1.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting

移除 sleep 样例、tcp-echo 应用和测试命名空间：

$ kubectl delete -f @samples/sleep/sleep.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting
$ kubectl delete -f @samples/tcp-echo/tcp-echo-services.yaml@ -n istio-io-tcp-traffic-shifting
$ kubectl delete namespace istio-io-tcp-traffic-shifting