ISTIO权威指南(上):云原生服务网格ISTIO原理与实践

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作者：张超盟等

出版社：电子工业出版社

本类榜单：计算机/网络

分类：计算机/网络 > 软件工程/开发项目管理

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ISBN：9787121448089
装帧：平装-胶订
册数：暂无
重量：暂无
开本：其他
页数：512
出版时间：2023-04-01
条形码：9787121448089 ; 978-7-121-44808-9

本书特色

（1）华为云CTO张宇昕、CNCF CTO Chris Aniszczyk联合作序，倾力推荐。（2）基于Istio版本和架构，本书和本书下册通过26章近1000页，全面、系统、详细、深入地解析Istio原理、用法、实践、架构和源码。Istio 社区资深、权威的两位TOC委员 Lin Sun和John Howard代表Istio社区指导和推荐。（3）中国信通院云计算与大数据研究所何宝宏所长、上海交通大学致远讲席教授IEEE/CCF Fellow过敏意老师、CNCF中国区总监Keith Chan、华为云首席产品官方国伟强力推荐。（4）Istio社区亚洲的从首届连任至今的指导委员会成员、国内早的Istio商用云服务开发团队成员联合出品，打造国内权威、系统的Istio书籍。（5）本书下册为国内首本系统详细解析Envoy架构和源码的技术书籍，Istio和Envoy社区核心维护者周礼赞强力推荐。（6）本书和本书下册运用450 原创图表多维度洞察、归纳、总结Istio原理、架构、流程和易错技术要点。图表等内容细节获Istio TOC Director of Open Source at Solo.io Lin Sun赞誉和推荐。（7）内容源于华为云云原生团队在Istio社区及产品领域耕耘多年的长期工程实践、客户实际案例的宝贵经验积累。适用于云原生初学者、技术爱好者、资深设计和开发人员、社区贡献者等多层次和领域的读者。

内容简介

本书是《Istio权威指南》的上册，重点讲解Istio的原理和实践，分为原理篇和实践篇。原理篇介绍Istio的相关概念、主要架构和工作原理。其中，第1章通过介绍Istio与微服务、服务网格、Kubernetes这几个云原生关键技术的联系，帮助读者立体地理解Istio的概念。第2章概述Istio的工作机制、服务模型、总体架构和主要组件。第3、4、5章通过较大篇幅介绍Istio提供的非侵入性流量治理、可观测性和策略控制、服务安全这三大核心特性，包括其各自解决的问题、实现原理、配置模型、配置定义和典型应用，可以满足大多数读者在工作中的具体需求。第6章重点介绍自动注入和流量拦截的透明代理原理；第7章介绍Istio正在快速发展的多基础设施流量管理，包括对各种多集群模型、容器、虚拟机的统一管理等。实践篇通过贯穿全书的一个天气预报应用来实践Istio的非侵入能力。其中，第8章介绍如何从零开始搭建环境。第9章通过Istio的非侵入方式生成指标、拓扑、调用链和访问日志等；第10章介绍多种灰度分流方式，带读者了解Istio灵活的分流策略；第11章描述负载均衡、故障转移、故障注入、超时、重试、重定向、重写、熔断、异常点检查、限流等流量策略的实践；第12章讲解两种认证策略及其与授权的配合，以及Istio倡导的零信任网络的关键技术；第13章讲解入口网关和出口网关的流量管理，展示服务网格对东西向流量和南北向流量的管理；第14章则是对多集群和虚拟机环境下流量治理的实践。本书适合入门级读者从零开始了解Istio的概念、原理和用法，也适合有一定基础的读者深入了解Istio的设计理念。

原理篇第1章你好，Istio 2 1.1 Istio是什么 2 1.2 Istio能做什么 3 1.3 Istio与服务治理 5 1.3.1 关于微服务 5 1.3.2 服务治理的形态 7 1.3.3 Istio不只解决微服务问题 9 1.4 Istio与服务网格 11 1.4.1 云原生选择服务网格 11 1.4.2 服务网格选择Istio 14 1.5 Istio与Kubernetes 17 1.5.1 Istio，Kubernetes的好帮手 18 1.5.2 Kubernetes，Istio的好基座 20 1.6 本章小结 23 第2章 Istio的架构概述 25 2.1 Istio的架构及原理 25 2.2 Istio的服务模型 28 2.2.1 Istio的服务 29 2.2.2 Istio的服务版本 30 2.2.3 Istio的服务实例 32 2.3 Istio的主要组件 34 2.3.1 控制面的组件 34 2.3.2 数据面的组件 38 2.3.3 其他组件 43 2.4 本章小结 43 第3章流量治理的原理 44 3.1 概念和原理 44 3.1.1 负载均衡 46 3.1.2 服务熔断 48 3.1.3 故障注入 54 3.1.4 灰度发布 55 3.1.5 故障转移 60 3.1.6 入口流量 63 3.1.7 出口流量 68 3.2 VirtualService（虚拟服务） 71 3.2.1 入门示例 71 3.2.2 配置模型 72 3.2.3 配置定义 73 3.2.4 HTTPRoute（HTTP路由） 75 3.2.5 TLSRoute（TLS路由） 89 3.2.6 TCPRoute（TCP路由） 91 3.2.7 三种协议的路由规则对比 92 3.2.8 典型应用 93 3.3 DestinationRule（目标规则） 101 3.3.1 入门示例 101 3.3.2 配置模型 101 3.3.3 配置定义 103 3.3.4 典型应用 116 3.4 Gateway（服务网关） 120 3.4.1 入门示例 120 3.4.2 配置模型 122 3.4.3 配置定义 122 3.4.4 典型应用 127 3.5 ServiceEntry（服务条目） 138 3.5.1 入门示例 139 3.5.2 配置模型 139 3.5.3 配置定义 140 3.5.4 典型应用 146 3.6 WorkloadEntry（工作负载） 149 3.6.1 入门示例 149 3.6.2 配置模型 150 3.6.3 配置定义 151 3.6.4 典型应用 152 3.7 WorkloadGroup（工作负载组） 154 3.7.1 入门示例 154 3.7.2 配置模型 154 3.7.3 配置定义 155 3.7.4 典型应用 156 3.8 Sidecar（服务网格代理） 157 3.8.1 入门示例 157 3.8.2 配置模型 158 3.8.3 配置定义 158 3.8.4 典型应用 161 3.9 EnvoyFilter（Envoy过滤器） 163 3.9.1 入门示例 164 3.9.2 配置模型 164 3.9.3 配置定义 165 3.9.4 典型应用 177 3.10 WasmPlugin（Wasm插件） 183 3.10.1 入门示例 183 3.10.2 配置模型 184 3.10.3 配置定义 184 3.10.4 典型应用 185 3.11 本章小结 186 第4章可观测性和策略控制的原理 188 4.1 概念和原理 188 4.1.1 可观测性的概念 188 4.1.2 访问指标（Metrics） 194 4.1.3 调用链 198 4.1.4 访问日志 202 4.1.5 限流 205 4.2 Istio访问指标采集 207 4.2.1 指标采集的原理 208 4.2.2 指标采集的配置 211 4.3 Istio调用链采集 218 4.3.1 调用链采集的原理 218 4.3.2 调用链采集的配置 220 4.4 Istio中的访问日志采集 226 4.4.1 访问日志采集的原理 226 4.4.2 访问日志采集的配置 228 4.5 Istio限流 236 4.5.1 限流的原理 236 4.5.2 限流的配置 238 4.6 元数据交换 248 4.6.1 元数据交换的原理 249 4.6.2 元数据交换的配置 250 4.7 本章小结 252 第5章服务安全的原理 255 5.1 概念和原理 255 5.1.1 对等身份认证 257 5.1.2 服务请求认证 263 5.1.3 服务访问授权 268 5.2 PeerAuthentication（对等身份认证） 273 5.2.1 入门示例 273 5.2.2 配置模型 274 5.2.3 配置定义 274 5.2.4 典型应用 275 5.3 RequestAuthentication（服务请求认证） 278 5.3.1 入门示例 278 5.3.2 配置模型 279 5.3.3 配置定义 279 5.3.4 典型应用 281 5.4 AuthorizationPolicy（服务授权策略） 283 5.4.1 入门示例 283 5.4.2 配置模型 284 5.4.3 配置定义 284 5.4.4 典型应用 288 5.5 本章小结 293 第6章服务网格数据面代理Sidecar 294 6.1 Sidecar的透明注入原理 294 6.1.1 Sidecar的注入原理 294 6.1.2 自动注入服务 296 6.1.3 自动注入流程 298 6.2 Sidecar的流量拦截原理 301 6.2.1 iptables的基本原理 302 6.2.2 Sidecar Redirect模式 308 6.2.3 Sidecar Tproxy模式 317 6.2.4 Ingress网关模式 330 6.3 本章小结 334 第7章异构基础设施 335 7.1 多集群服务治理的原理 335 7.1.1 Istio多集群相关的概念 335 7.1.2 Istio多集群管理 336 7.2 多集群的服务网格模型 337 7.2.1 扁平网络单控制面模型 337 7.2.2 非扁平网络单控制面模型 339 7.2.3 扁平网络多控制面模型 344 7.2.4 非扁平网络多控制面模型 346 7.3 多集群的关键技术 347 7.3.1 异构环境DNS 347 7.3.2 东西向网关 351 7.4 异构服务治理的原理 352 7.4.1 治理纯虚拟机服务 352 7.4.2 治理混合服务 354 7.5 本章小结 355 实践篇第8章环境准备 358 8.1 在本地搭建Istio环境 358 8.1.1 部署Kubernetes集群 358 8.1.2 安装Istio 359 8.2 尝鲜Istio命令行 361 8.3 应用示例 362 8.3.1 Weather Forecast简介 362 8.3.2 部署Weather Forecast 363 8.4 本章小结 364 第9章可观测性实践 365 9.1 预先准备 365 9.2 调用链跟踪 366 9.3 指标监控 368 9.3.1 指标配置 369 9.3.2 指标采集：Prometheus 372 9.3.3 指标管理：Grafana 374 9.4 服务网格应用拓扑 379 9.5 访问日志 383 9.6 本章小结 384 第10章灰度发布实践 385 10.1 预先准备 385 10.2 基于流量比例的路由 386 10.3 基于请求内容的路由 389 10.4 组合条件路由 391 10.5 多服务灰度发布 393 10.6 本章小结 395 第11章流量治理实践 396 11.1 ROUND_ROBIN负载均衡 396 11.2 RANDOM负载均衡 397 11.3 地域负载均衡 399 11.3.1 基于权重的地域负载均衡 399 11.3.2 用于故障转移的地域负载均衡 402 11.4 会话保持 407 11.5 故障注入 409 11.5.1 延迟注入 409 11.5.2 中断注入 410 11.6 超时 411 11.7 重试 413 11.8 HTTP重定向 415 11.9 HTTP重写 416 11.10 熔断与连接池 417 11.11 熔断异常点检测 420 11.12 限流 423 11.12.1 全局限流 423 11.12.2 本地限流 426 11.13 服务隔离 429 11.14 流量镜像 431 11.15 本章小结 433 第12章服务安全实践 434 12.1 双向认证 434 12.2 JWT认证 437 12.3 特定命名空间的访问授权 440 12.4 特定源地址的授权 442 12.5 本章小结 444 第13章网关流量实践 445 13.1 入口网关 445 13.2 单向TLS网关 447 13.3 双向TLS网关 450 13.4 访问服务网格外部服务 452 13.5 出口网关 454 13.6 本章小结 456 第14章异构基础设施实践 457 14.1 多集群灰度发布 457 14.2 多集群非扁平网络负载均衡 461 14.3 多集群非扁平网络故障转移 464 14.4 管理虚拟机应用 469 14.5 本章小结 472 附录A Istio访问日志的应答标记案例 473 结语 491

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》大咖倾情作序《 ——CNCF CTO Chris Aniszczyk 本书提供了全面且实用的Istio指南，涵盖了Istio的核心概念、特性和对xDS协议等主题的深入探讨，还包括对Envoy和Istio项目源码的深入解析，这对潜在贡献者非常有用。无论您是软件工程师、SRE还是云原生开发人员，本书都将为您提供利用Envoy和Istio构建可扩展和安全的云原生应用所需的知识和技能。 ——华为云CTO 张宇昕《Istio权威指南》来源于华为云云原生团队在云服务开发、客户解决方案构建、Istio社区特性开发、生产环境运维等日常工作中的实践、思考和总结，旨在帮助技术圈的更多朋友由浅入深且系统地理解Istio的原理、实践、架构与源码。书中内容在描述Istio的功能和机制的同时，运用了大量的图表总结，并深入解析其中的概念和技术点，可以帮助读者从多个维度理解云原生、服务网格等相关技术，掌握基于Istio实现应用流量管理、零信任安全、应用可观测性等能力的相关实践。无论是初学者，还是对服务网格有一定了解的用户，都可以通过本书获取自己需要的信息。》众咖联袂推荐《 ——中国信通院云计算与大数据研究所所长何宝宏服务网格作为一种管理服务间通信的核心技术，为服务间的调用带来了便捷且可靠的流量、安全和可观测性等能力。中国信通院作为ICT领域的国家智库，率先牵头制定了服务网格相关标准。华为作为云原生领域的中坚力量，在该标准的编写过程中发挥了重要作用。《Istio权威指南》作为关于服务网格的专业技术书籍，对国内云原生技术的普及和发展将起到极大的促进作用。 ——上海交通大学致远讲席教授、国家杰青、IEEE/CCF Fellow 过敏意云原生技术已经成为产业界和学术界共同关注的热点之一。Istio作为一种集成了流量、安全和可观测性等能力的透明服务治理平台，有效推动了服务网格在云生产环境下的应用和普及。《Istio权威指南》作为服务网格领域的权威书籍，凝聚了华为云云原生团队长期积累的丰富经验，深入浅出地对Istio相关技术进行了详尽解读，值得相关从业者、技术爱好者和学术研究者阅读、参考。 ——CNCF中国区总监、Linux Foundation亚太区战略总监 Keith Chan Istio一直是云原生领域非常流行的开源项目，是CNCF组织的各类会议上的热门话题。华为一直是云原生开源活动的积极参与者，在Kubernetes和Istio等项目中都有着突出的贡献。《Istio权威指南》由华为云云原生团队倾力打造而成，其理论结合实践，深度剖析了Istio的原理、实践、架构与源码，对于企业面向云原生架构转型及践行服务网格落地都有很大的参考意义。 ——华为云首席产品官方国伟云原生极大地提高了企业应用生产力，缩短了应用的上市时间，降低了应用上云的门槛。服务网格作为云原生技术栈中的关键技术之一，可以帮助用户打造“以应用为中心”的云原生基础设施。《Istio权威指南》作为系统介绍服务网格技术Istio的权威书籍，来源于在Istio社区及产品领域耕耘多年的华为云云原生团队的长期工程实践和宝贵经验积累，值得广大云原生技术爱好者阅读、参考。 ——Istio TOC Member、Director of Open Source at Solo.io Lin Sun Istio是当今生产环境下非常流行、部署非常广泛的服务网格技术。如果您已经了解Istio并想从基本概念、API、架构、各组件的源码等方面深入研究Istio，那么《Istio权威指南》适合您阅读。本书是非常实用且有深度的Istio书籍，其涵盖的Istio组件工作流和图表的深度给我留下了特别深刻的印象。希望您喜欢本书，我代表Istio社区祝您学习Istio愉快！ ——Istio TOC Member、Istio SC Member、Google Staff Engineer John Howard 加入CNCF，标志着Istio向服务网格的事实标准迈出了关键的一步。《Istio权威指南》由来自Istio指导委员会、Istio社区等的Istio资深开发人员编写而成，是非常全面、深入地讲解Istio技术的权威书籍，内容涵盖Istio的原理、实践、架构与源码。无论您是初学者、云原生技术专家，还是Istio社区的贡献者，都可以从中获益。 ——Envoy与Istio核心维护者、Tetrate.io前创始工程师周礼赞《Istio权威指南（上）》讲解了Istio的原理、各种使用场景和优秀实践，《Istio权威指南（下）》讲解了Istio控制面和数据面Envoy的内部架构及源码实现。这两本书深入剖析了Istio的内部架构，可以帮助您更充分地理解Istio的工作原理和实现，从而更好地应用Istio并进行Istio调优。

作者简介

——张超盟
华为云应用服务网格架构师，拥有15年以上的开发经验，先后负责过华为云容器应用运维、微服务平台、云服务目录、云服务可靠性、服务网格等云原生产品的架构设计与开发工作，主导过多个重大项目的云原生和微服务化生产落地。在服务网格、Kubernetes容器服务、微服务架构、应用性能管理、大数据、DevOps工具等方面有深入的研究与实践。Istio社区成员，KubeCon、IstioCon及ServiceMeshCon等会议的演讲者，技术图书作者。早期曾在中铁一局从事路桥建设工作。

——徐中虎
华为云云原生团队核心成员，开源技术专家，服务网格Istio核心维护者，Istio社区指导委员会成员，Kubernetes项目核心贡献者，批量计算项目Volcano的核心维护者，拥有丰富的开源工作经验。主要研究方向有微服务架构、服务网格、容器编排平台Kubernetes和未来的分布式云原生架构等。在分布式系统的性能优化、高可靠和可扩展方面研究深入、经验丰富。——张超盟华为云应用服务网格架构师，拥有15年以上的开发经验，先后负责过华为云容器应用运维、微服务平台、云服务目录、云服务可靠性、服务网格等云原生产品的架构设计与开发工作，主导过多个重大项目的云原生和微服务化生产落地。在服务网格、Kubernetes容器服务、微服务架构、应用性能管理、大数据、DevOps工具等方面有深入的研究与实践。Istio社区成员，KubeCon、IstioCon及ServiceMeshCon等会议的演讲者，技术图书作者。早期曾在中铁一局从事路桥建设工作。 ——徐中虎华为云云原生团队核心成员，开源技术专家，服务网格Istio核心维护者，Istio社区指导委员会成员，Kubernetes项目核心贡献者，批量计算项目Volcano的核心维护者，拥有丰富的开源工作经验。主要研究方向有微服务架构、服务网格、容器编排平台Kubernetes和未来的分布式云原生架构等。在分布式系统的性能优化、高可靠和可扩展方面研究深入、经验丰富。 ——张伟华为云服务网格数据面资深专家，拥有18年架构设计与开发经验，先后就职于亿阳信通、加拿大北电网络（中国）、甲骨文、Polycom、阿里巴巴及华为等公司。作为核心开发人员开发过传输网管系统、Tuxedo交易中间件、ts-server多媒体转码服务、GTS高性能事务云服务、sc高性能注册中心、ASM数据面等多个产品，现主要负责华为云ASM服务网格数据面代理产品的设计与开发工作。 ——冷雪西安电子科技大学杭州研究院菁英副教授，浙江大学工学博士。主要研究方向有云原生安全、性能优化和智能运维等，致力于解决云网环境下的关键问题。曾参与并主持多项科研项目，在国际会议和期刊上发表多篇论文并获得多项授权专利。 / 华为云云原生团队 / 华为云云原生团队创建于2013年，是国内较早从事云原生研究的团队之一，也是CNCF的初创成员和白金会员。华为云在容器、服务网格、微服务等云原生技术领域都有着深厚的沉淀，拥有10多名CNCF项目维护者，对Kubernetes、Istio等核心项目的贡献一直位居全球前列，并向CNCF捐献了KubeEdge、Volcano、Karmada等知名项目。基于CNCF的开源生态，华为云还打造了云容器引擎、云容器实例、应用服务网格等一系列优质的商业化云原生服务。为进一步推广云原生技术，加速云原生在行业中落地，华为云联合CNCF、中国信通院及业界云原生技术精英们成立了全球云原生交流平台——创原会。 / 创原会 / 创原会是CNCF、中国信通院、华为云及业界云原生技术精英们联合成立的全球云原生交流平台，旨在通过研究前沿云原生技术及共享产业落地实践，探索云原生与业务融合的无限可能。自2020年成立至今，创原会已在中国、东南亚、拉美、欧洲陆续成立分会并举办活动50余场，为全球技术精英们提供了一个优质、高端、开放的交流平台，并吸纳近300位CTO、技术总监成为会员，极大地促进了云原生在全球各行业中的普及和落地。

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