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访问外部服务

由于默认情况下,来自 Istio-enable Pod 的所有出站流量都会重定向到其 Sidecar 代理,群集外部 URL 的可访问性取决于代理的配置。默认情况下,Istio 将 Envoy 代理配置为允许传递未知服务的请求。尽管这为入门 Istio 带来了方便,但是,通常情况下,配置更严格的控制是更可取的。

这个任务向你展示了三种访问外部服务的方法:

  1. 允许 Envoy 代理将请求传递到未在网格内配置过的服务。
  2. 配置 service entries 以提供对外部服务的受控访问。
  3. 对于特定范围的 IP,完全绕过 Envoy 代理。

开始之前

  • 根据 安装指南 中的命令设置 Istio。
  • 部署 sleep 这个示例应用,用作发送请求的测试源。 如果你启用了 自动注入 sidecar,使用以下的命令来部署示例应用:

    Zip
    $ kubectl apply -f @samples/sleep/sleep.yaml@
    

    否则,在部署 sleep 应用前,使用以下命令手动注入 sidecar:

    Zip
    $ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f @samples/sleep/sleep.yaml@)
    
  • 设置环境变量 SOURCE_POD,值为你的源 pod 的名称:

    $ export SOURCE_POD=$(kubectl get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})
    

Envoy 转发流量到外部服务

Istio 有一个 安装选项global.outboundTrafficPolicy.mode,它配置 sidecar 对外部服务(那些没有在 Istio 的内部服务注册中定义的服务)的处理方式。如果这个选项设置为 ALLOW_ANY,Istio 代理允许调用未知的服务。如果这个选项设置为 REGISTRY_ONLY,那么 Istio 代理会阻止任何没有在网格中定义的 HTTP 服务或 service entry 的主机。ALLOW_ANY 是默认值,不控制对外部服务的访问,方便你快速地评估 Istio。你可以稍后再配置对外部服务的访问

  1. 要查看这种方法的实际效果,你需要确保 Istio 的安装配置了 global.outboundTrafficPolicy.mode 选项为 ALLOW_ANY。它在默认情况下是开启的,除非你在安装 Istio 时显式地将它设置为 REGISTRY_ONLY

    运行以下命令以确认配置是正确的:

    $ kubectl get configmap istio -n istio-system -o yaml | grep -o "mode: ALLOW_ANY"
    mode: ALLOW_ANY
    

    如果它开启了,那么输出应该会出现 mode: ALLOW_ANY

  2. SOURCE_POD 向外部 HTTPS 服务发出两个请求,确保能够得到状态码为 200 的响应:

    $ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep -- curl -I https://www.google.com | grep  "HTTP/"; kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep -- curl -I https://edition.cnn.com | grep "HTTP/"
    HTTP/2 200
    HTTP/2 200
    

恭喜!你已经成功地从网格中发送了 egress 流量。

这种访问外部服务的简单方法有一个缺点,即丢失了对外部服务流量的 Istio 监控和控制;比如,外部服务的调用没有记录到 Mixer 的日志中。下一节将介绍如何监控和控制网格对外部服务的访问。

控制对外部服务的访问

使用 Istio ServiceEntry 配置,你可以从 Istio 集群中访问任何公开的服务。本节将向你展示如何在不丢失 Istio 的流量监控和控制特性的情况下,配置对外部 HTTP 服务(httpbin.org) 和外部 HTTPS 服务(www.google.com) 的访问。

更改为默认的封锁策略

为了演示如何控制对外部服务的访问,你需要将 global.outboundTrafficPolicy.mode 选项,从 ALLOW_ANY模式 改为 REGISTRY_ONLY 模式。

  1. 执行以下命令来将 global.outboundTrafficPolicy.mode 选项改为 REGISTRY_ONLY

    $ kubectl get configmap istio -n istio-system -o yaml | sed 's/mode: ALLOW_ANY/mode: REGISTRY_ONLY/g' | kubectl replace -n istio-system -f -
    configmap "istio" replaced
    
  2. SOURCE_POD 向外部 HTTPS 服务发出几个请求,验证它们现在是否被阻止:

    $ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep -- curl -I https://www.google.com | grep  "HTTP/"; kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep -- curl -I https://edition.cnn.com | grep "HTTP/"
    command terminated with exit code 35
    command terminated with exit code 35
    

访问一个外部的 HTTP 服务

  1. 创建一个 ServiceEntry,以允许访问一个外部的 HTTP 服务:

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
    kind: ServiceEntry
    metadata:
      name: httpbin-ext
    spec:
      hosts:
      - httpbin.org
      ports:
      - number: 80
        name: http
        protocol: HTTP
      resolution: DNS
      location: MESH_EXTERNAL
    EOF
    
  2. SOURCE_POD 向外部的 HTTP 服务发出一个请求:

    $  kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep -- curl http://httpbin.org/headers
    {
      "headers": {
      "Accept": "*/*",
      "Connection": "close",
      "Host": "httpbin.org",
      "User-Agent": "curl/7.60.0",
      ...
      "X-Envoy-Decorator-Operation": "httpbin.org:80/*",
      }
    }
    

    注意由 Istio sidecar 代理添加的 headers: X-Envoy-Decorator-Operation

  3. 检查 SOURCE_POD 的 sidecar 代理的日志:

    $  kubectl logs $SOURCE_POD -c istio-proxy | tail
    [2019-01-24T12:17:11.640Z] "GET /headers HTTP/1.1" 200 - 0 599 214 214 "-" "curl/7.60.0" "17fde8f7-fa62-9b39-8999-302324e6def2" "httpbin.org" "35.173.6.94:80" outbound|80||httpbin.org - 35.173.6.94:80 172.30.109.82:55314 -
    

    注意与 HTTP 请求相关的 httpbin.org/headers.

  4. 检查 Mixer 日志。如果 Istio 部署的命名空间是 istio-system,那么打印日志的命令如下:

    $ kubectl -n istio-system logs -l istio-mixer-type=telemetry -c mixer | grep 'httpbin.org'
    {"level":"info","time":"2019-01-24T12:17:11.855496Z","instance":"accesslog.logentry.istio-system","apiClaims":"","apiKey":"","clientTraceId":"","connection_security_policy":"unknown","destinationApp":"","destinationIp":"I60GXg==","destinationName":"unknown","destinationNamespace":"default","destinationOwner":"unknown","destinationPrincipal":"","destinationServiceHost":"httpbin.org","destinationWorkload":"unknown","grpcMessage":"","grpcStatus":"","httpAuthority":"httpbin.org","latency":"214.661667ms","method":"GET","permissiveResponseCode":"none","permissiveResponsePolicyID":"none","protocol":"http","receivedBytes":270,"referer":"","reporter":"source","requestId":"17fde8f7-fa62-9b39-8999-302324e6def2","requestSize":0,"requestedServerName":"","responseCode":200,"responseSize":599,"responseTimestamp":"2019-01-24T12:17:11.855521Z","sentBytes":806,"sourceApp":"sleep","sourceIp":"AAAAAAAAAAAAAP//rB5tUg==","sourceName":"sleep-88ddbcfdd-rgk77","sourceNamespace":"default","sourceOwner":"kubernetes://apis/apps/v1/namespaces/default/deployments/sleep","sourcePrincipal":"","sourceWorkload":"sleep","url":"/headers","userAgent":"curl/7.60.0","xForwardedFor":"0.0.0.0"}
    

    请注意 destinationServiceHost 这个属性的值是 httpbin.org。另外,注意与 HTTP 相关的属性,比如:method, url, responseCode 等等。使用 Istio egress 流量控制,你可以监控对外部 HTTP 服务的访问,包括每次访问中与 HTTP 相关的信息。

访问外部 HTTPS 服务

  1. 创建一个 ServiceEntry,允许对外部服务的访问。

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
    kind: ServiceEntry
    metadata:
      name: google
    spec:
      hosts:
      - www.google.com
      ports:
      - number: 443
        name: https
        protocol: HTTPS
      resolution: DNS
      location: MESH_EXTERNAL
    EOF
    
  2. SOURCE_POD 往外部 HTTPS 服务发送请求:

    $ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep -- curl -I https://www.google.com | grep  "HTTP/"
    HTTP/2 200
    
  3. 检查 SOURCE_POD 的 sidecar 代理的日志:

    $ kubectl logs $SOURCE_POD -c istio-proxy | tail
    [2019-01-24T12:48:54.977Z] "- - -" 0 - 601 17766 1289 - "-" "-" "-" "-" "172.217.161.36:443" outbound|443||www.google.com 172.30.109.82:59480 172.217.161.36:443 172.30.109.82:59478 www.google.com
    

    请注意与您对 www.google.com 的 HTTPS 请求相关的条目。

  4. 检查 Mixer 日志。如果 Istio 部署的命名空间是 istio-system,那么打印日志的命令如下:

    $ kubectl -n istio-system logs -l istio-mixer-type=telemetry -c mixer | grep 'www.google.com'
    {"level":"info","time":"2019-01-24T12:48:56.266553Z","instance":"tcpaccesslog.logentry.istio-system","connectionDuration":"1.289085134s","connectionEvent":"close","connection_security_policy":"unknown","destinationApp":"","destinationIp":"rNmhJA==","destinationName":"unknown","destinationNamespace":"default","destinationOwner":"unknown","destinationPrincipal":"","destinationServiceHost":"www.google.com","destinationWorkload":"unknown","protocol":"tcp","receivedBytes":601,"reporter":"source","requestedServerName":"www.google.com","sentBytes":17766,"sourceApp":"sleep","sourceIp":"rB5tUg==","sourceName":"sleep-88ddbcfdd-rgk77","sourceNamespace":"default","sourceOwner":"kubernetes://apis/apps/v1/namespaces/default/deployments/sleep","sourcePrincipal":"","sourceWorkload":"sleep","totalReceivedBytes":601,"totalSentBytes":17766}
    

    请注意 requestedServerName 这个属性的值是 www.google.com。使用 Istio egress 流量控制,你可以监控对外部 HTTP 服务的访问,特别是 SNI 和发送/接收的字节数。请注意像 method、URL path、response code 这些与 HTTP 相关的信息,已经被加密了;所以 Istio 看不到也无法对它们进行监控。如果你需要在访问外部 HTTPS 服务时,监控 HTTP 相关的信息, 那么你需要让你的应用发出 HTTP 请求, 并为 Istio 设置 TLS origination

管理到外部服务的流量

与集群内的请求相似,也可以为使用 ServiceEntry 配置访问的外部服务设置 Istio 路由规则。在本示例中,你将设置对 httpbin.org 服务访问的超时规则。

  1. 从用作测试源的 pod 内部,向外部服务 httpbin.org/delay endpoint 发出 curl 请求:

    $ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep sh
    $ time curl -o /dev/null -s -w "%{http_code}\n" http://httpbin.org/delay/5
    200
    
    real    0m5.024s
    user    0m0.003s
    sys     0m0.003s
    

    这个请求大约在 5 秒内返回 200 (OK)。

  2. 退出测试源 pod,使用 kubectl 设置调用外部服务 httpbin.org 的超时时间为 3 秒。

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
    kind: VirtualService
    metadata:
      name: httpbin-ext
    spec:
      hosts:
        - httpbin.org
      http:
      - timeout: 3s
        route:
          - destination:
              host: httpbin.org
            weight: 100
    EOF
    
  3. 几秒后,重新发出 curl 请求:

    $ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep sh
    $ time curl -o /dev/null -s -w "%{http_code}\n" http://httpbin.org/delay/5
    504
    
    real    0m3.149s
    user    0m0.004s
    sys     0m0.004s
    

    这一次,在 3 秒后出现了 504 (Gateway Timeout)。Istio 在 3 秒后切断了响应时间为 5 秒的 httpbin.org 服务。

清理对外部服务的受控访问

$ kubectl delete serviceentry httpbin-ext google
$ kubectl delete virtualservice httpbin-ext --ignore-not-found=true

直接访问外部服务

如果要让特定范围的 ​​IP 完全绕过Istio,则可以配置 Envoy sidecars 以防止它们拦截外部请求。要设置绕过 Istio,请更改 global.proxy.includeIPRangesglobal.proxy.excludeIPRanges 配置选项,并使用 kubectl apply 命令更新 istio-sidecar-injector配置istio-sidecar-injector 配置的更新,影响的是新部署应用的 pod。

排除所有外部 IP 重定向到 Sidecar 代理的一种简单方法是将 global.proxy.includeIPRanges 配置选项设置为内部集群服务使用的 IP 范围。这些 IP 范围值取决于集群所在的平台。

确定平台内部的 IP 范围

根据你的集群的提供者,设置参数 global.proxy.includeIPRanges

IBM Cloud Private

  1. IBM Cloud Private 的配置文件 cluster/config.yaml 中获取你的 service_cluster_ip_range:

    $ cat cluster/config.yaml | grep service_cluster_ip_range
    

    以下是输出示例:

    service_cluster_ip_range: 10.0.0.1/24
    
  2. 使用 --set global.proxy.includeIPRanges="10.0.0.1/24"

IBM Cloud Kubernetes Service

使用 --set global.proxy.includeIPRanges="172.30.0.0/16\,172.21.0.0/16\,10.10.10.0/24"

Google Container Engine (GKE)

范围是不固定的,你需要运行 gcloud container clusters describe 命令来确定要使用的范围。举个例子:

$ gcloud container clusters describe XXXXXXX --zone=XXXXXX | grep -e clusterIpv4Cidr -e servicesIpv4Cidr
clusterIpv4Cidr: 10.4.0.0/14
servicesIpv4Cidr: 10.7.240.0/20

使用 --set global.proxy.includeIPRanges="10.4.0.0/14\,10.7.240.0/20"

Azure Container Service(ACS)

使用 --set global.proxy.includeIPRanges="10.244.0.0/16\,10.240.0.0/16

Minikube, Docker For Desktop, Bare Metal

默认值为 10.96.0.0/12,但不是固定的。使用以下命令确定您的实际值:

$ kubectl describe pod kube-apiserver -n kube-system | grep 'service-cluster-ip-range'
      --service-cluster-ip-range=10.96.0.0/12

使用 --set global.proxy.includeIPRanges="10.96.0.0/12"

配置代理绕行

使用平台的 IP 范围更新 istio-sidecar-injector 的配置。比如,如果 IP 范围是 10.0.0.1/24,则使用一下命令:

$ istioctl manifest apply <the flags you used to install Istio> --set values.global.proxy.includeIPRanges="10.0.0.1/24"

安装 Istio 命令的基础上增加 --set values.global.proxy.includeIPRanges="10.0.0.1/24"

访问外部服务

由于绕行配置仅影响新的部署,因此您需要按照开始之前部分中的说明重新部署 sleep 程序。

在更新 istio-sidecar-injector configmap 和重新部署 sleep 程序后,Istio sidecar 将仅拦截和管理集群中的内部请求。 任何外部请求都会绕过 Sidecar,并直接到达其预期的目的地。举个例子:

$ export SOURCE_POD=$(kubectl get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})
$ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep curl http://httpbin.org/headers
{
  "headers": {
    "Accept": "*/*",
    "Connection": "close",
    "Host": "httpbin.org",
    "User-Agent": "curl/7.60.0"
  }
}

与通过 HTTP 和 HTTPS 访问外部服务不同,你不会看到任何与 Istio sidecar 有关的请求头, 并且发送到外部服务的请求既不会出现在 Sidecar 的日志中,也不会出现在 Mixer 日志中。 绕过 Istio sidecar 意味着你不能再监视对外部服务的访问。

清除对外部服务的直接访问

更新 istio-sidecar-injector.configmap.yaml 配置,以将所有出站流量重定向到 sidecar 代理:

$ istioctl manifest apply <the flags you used to install Istio>

理解原理

在此任务中,您研究了从 Istio 网格调用外部服务的三种方法:

  1. 配置 Envoy 以允许访问任何外部服务。

  2. 使用 service entry 将一个可访问的外部服务注册到网格中。这是推荐的方法。

  3. 配置 Istio sidecar 以从其重新映射的 IP 表中排除外部 IP。

第一种方法通过 Istio sidecar 代理来引导流量,包括对网格内部未知服务的调用。使用这种方法时,你将无法监控对外部服务的访问或无法利用 Istio 的流量控制功能。 要轻松为特定的服务切换到第二种方法,只需为那些外部服务创建 service entry 即可。 此过程使你可以先访问任何外部服务,然后再根据需要决定是否启用控制访问、流量监控、流量控制等功能。

第二种方法可以让你使用 Istio 服务网格所有的功能区调用集群内或集群外的服务。 在此任务中,你学习了如何监控对外部服务的访问并设置对外部服务的调用的超时规则。

第三种方法绕过了 Istio Sidecar 代理,使你的服务可以直接访问任意的外部服务。 但是,以这种方式配置代理需要了解集群提供商相关知识和配置。 与第一种方法类似,你也将失去对外部服务访问的监控,并且无法将 Istio 功能应用于外部服务的流量。

安全说明

为了以更安全的方式实施出口流量控制,你必须 通过egress gateway 引导出口流量, 并查看其他安全注意事项部分中描述的安全问题。

清理

关闭服务 sleep:

Zip
$ kubectl delete -f @samples/sleep/sleep.yaml@

将出站流量策略模式设置为所需的值

  1. 检查现在的值:

    $ kubectl get configmap istio -n istio-system -o yaml | grep -o "mode: ALLOW_ANY" | uniq
    $ kubectl get configmap istio -n istio-system -o yaml | grep -o "mode: REGISTRY_ONLY" | uniq
    mode: ALLOW_ANY
    

    输出将会是 mode: ALLOW_ANYmode: REGISTRY_ONLY

  2. 如果你想改变这个模式,执行以下命令:

    $ kubectl get configmap istio -n istio-system -o yaml | sed 's/mode: ALLOW_ANY/mode: REGISTRY_ONLY/g' | kubectl replace -n istio-system -f -
    configmap/istio replaced
    
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