7주차 - Service Mesh: Istio 기능들

1. Istio 요약

목적성
- msa 환경에서 내부 통신을 하게되면 N(N-1) 의 경우의 수가 생기는데 모니터링의 어려움이 생깁니다.
- 내부자 권한 처리나 요구사항들이 계속 생기게 됩니다.
- 이러한 요구사항을 충족시키기 위해 Envoy와 같은 프록시로 통신시키고 모니터링하고 컨트롤 하는 것을 Service Mesh 로 대표적인 구현체로 Istio가 있습니다.
제공하는 기능들
- 트래픽 모니터링
- 트래픽 컨트롤
  - 트래픽 시프팅: 신규 앱에 전달하는 트래픽을 단계적으로 적용 - TRAFFIC SIFTING
  - 서킷 브레이커: 목적지 마이크로 서비스에 문제가 있을 경우, 접속 차단 (연쇄 에러 방지)
  - 폴트 인젝션: 의도적으로 실패 구현 - FAULT INJECTION
  - 속도 제한: 요청 제한 - RATE LIMITER
  - 트래픽 미러링: 동일한 트래픽을 다른 서비스에 복사가 가능합니다.

2. Istio 아키텍처 및 구성요소

Control Plane
- Istiod
  - Pilot(파일럿) : 모든 Envoy 사이드카에서 프록시 라우팅 규칙을 동기하고 서비스 디스커버리와 로드 밸런싱 설정을 제공합니다.
  - Galley(갤리) : Istio와 쿠버네티스를 연결해주는 역할을 합니다. 서비스 메시 구성 데이터를 검증하고 변환합니다. (Controller 같은 역할)
  - Citadel(시타델) : 보안 기능을 담당하고 TLS 인증을 발급하고 서비스간 통신을 암호화합니다.
Data Plane
- Istio Proxy: Envoy를 래핑하고, istiod와 통신해 서비스 트래픽을 통제하고 메트릭을 수집합니다.

Istio Proxy는 Side Car 패턴을 사용하게 되는데 원리는 다음과 같습니다.

파드 내에 컨테이너로 주입되어서 동작하고 Proxy 컨테이너가 Application 트래픽을 가로채서 iptable rules에 맞게 라우팅합니다.
- proxy 에서 istiod(pilot) 과 변경된 iptables 에 대해 동기화를 동적으로 해주게 됩니다.
- 사담으로, pod의 모든 컨테이너는 동일한 루프백 네트워크 인터페이스를 공유합니다.

3. [실습] 설치

// istio를 설치합니다.
export ISTIOV=1.23.2
echo "export ISTIOV=1.23.2" >> /etc/profile
curl -s -L https://istio.io/downloadIstio | ISTIO_VERSION=$ISTIOV TARGET_ARCH=x86_64 sh -
tree istio-$ISTIOV -L 2 # sample yaml 포함
cp istio-$ISTIOV/bin/istioctl /usr/local/bin/istioctl
istioctl version --remote=false

// demo 프로파일 컨트롤 플레인 배포하고 egressGateway 없이 실습 환경 구성했습니다.
istioctl profile list
istioctl profile dump default
istioctl profile dump --config-path components.ingressGateways
istioctl profile dump --config-path values.gateways.istio-ingressgateway
istioctl profile dump demo

// 해당 프로파일로 istio 설치
istioctl install -f demo-profile.yaml -y


// istio-ingressgateway 의 envoy 버전 확인
kubectl exec -it deploy/istio-ingressgateway -n istio-system -c istio-proxy -- envoy --version

# istio-ingressgateway 서비스 NodePort로 변경
kubectl patch svc -n istio-system istio-ingressgateway -p '{"spec":{"type":"NodePort"}}'

# istio-ingressgateway 서비스 확인
kubectl get svc,ep -n istio-system istio-ingressgateway

## istio-ingressgateway 서비스 포트 정보 확인
kubectl get svc -n istio-system istio-ingressgateway -o jsonpath={.spec.ports[*]} | jq

4. [실습] Istio sidecar auto injection

// istio 사이다카를 모두 자동 생성하게 끔 훅을 생성합니다.

kubectl label namespace default istio-injection=enabled

5. [실습] Istio 외부 노출

aws ec2 describe-instances --query "Reservations[*].Instances[*].{PublicIPAdd:PublicIpAddress,InstanceName:Tags[?Key=='Name']|[0].Value,Status:State.Name}" --filters Name=instance-state-name,Values=running --output text


# istio ingress gw NodePort(HTTP 접속용) 변수 지정 : 아래 ports[0] 은 어떤 용도의 포트일까요?
export IGWHTTP=$(kubectl get service -n istio-system istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[1].nodePort}')
echo $IGWHTTP
IGWHTTP=<각자 자신의 NodePort>


MYDOMAIN=<각자 자신의 www 도메인> # 단, 사용하고 있지 않는 공인 도메인을 사용 할 것
MYDOMAIN=www.simonsichangpark.com
echo "<istio-ingressgateway 파드가 있는 워커 노드> $MYDOMAIN" >> /etc/hosts

export MYDOMAIN=www.gasida.dev
echo -e "192.168.10.10 $MYDOMAIN" >> /etc/hosts
echo -e "export MYDOMAIN=$MYDOMAIN" >> /etc/profile


# istio ingress gw 접속 테스트 : 아직은 설정이 없어서 접속 실패가 된다
curl -v -s $MYDOMAIN:$IGWHTTP


cat <<EOF | kubectl create -f -
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: kans-nginx
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deploy-websrv
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: deploy-websrv
  template:
    metadata:
      labels:
        app: deploy-websrv
    spec:
      serviceAccountName: kans-nginx
      terminationGracePeriodSeconds: 0
      containers:
      - name: deploy-websrv
        image: nginx:alpine
        ports:
        - containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: svc-clusterip
spec:
  ports:
    - name: svc-webport
      port: 80
      targetPort: 80
  selector:
    app: deploy-websrv
  type: ClusterIP
EOF

// 사이드카 배포 확인
kubectl get pod,svc,ep,sa -o wide

6. [실습] Istio Gateway/Virtual Serivce 설정

cat <<EOF | kubectl create -f -
apiVersion: networking.istio.io/v1
kind: Gateway
metadata:
  name: test-gateway
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway
  servers:
  - port:
      number: 80
      name: http
      protocol: HTTP
    hosts:
    - "*"
---
apiVersion: networking.istio.io/v1
kind: VirtualService
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  hosts:
  - "$MYDOMAIN"
  gateways:
  - test-gateway
  http:
  - route:
    - destination:
        host: svc-clusterip
        port:
          number: 80
EOF

7. [실습] Istio를 통한 Nginx 파드 접속 테스트

// istio ingress gw 를 통해서 접속 테스트를 해봅니다.
# istio ingress gw 를 통한 접속 테스트
curl -s $MYDOMAIN:$IGWHTTP | grep -o "<title>.*</title>"
curl -v -s $MYDOMAIN:$IGWHTTP
curl -v -s <유동공인이IP>:$IGWHTTP

# istio-proxy 사용자 정보 확인 : uid(1337):gid(1337) 확인 -> iptables rule 에서 사용됨
kubectl exec -it deploy/deploy-websrv -c istio-proxy -- tail -n 3 /etc/passwd

8. [실습] 유닉스 도메인 소켓 통신 확인

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