Provision Cloud Service Mesh su un cluster GKE Autopilot

Questa guida descrive come configurare Cloud Service Mesh gestito su un cluster Autopilot di Google Kubernetes Engine (GKE). Cloud Service Mesh è un mesh di servizi completamente gestito basato su Istio.

Questo tutorial mostra come configurare un mesh di servizi pronto per la produzione in esecuzione su un singolo cluster GKE Autopilot con impostazioni predefinite. Ti consigliamo di consultare anche la guida completa al provisioning di Cloud Service Mesh quando progetti il tuo ambiente.

Vantaggi dell'esecuzione di Cloud Service Mesh gestito con GKE Autopilot

Quando utilizzi GKE in modalità Autopilot, Google gestisce automaticamente la configurazione e la gestione del cluster. La modalità Autopilot semplifica l'esperienza di gestione di un cluster e ti consente di concentrarti sulle tue applicazioni. Allo stesso modo, Cloud Service Mesh gestito è un mesh di servizi completamente gestito che puoi eseguire il provisioning seguendo alcuni passaggi.

  • Esegui il provisioning di Cloud Service Mesh gestito utilizzando l'API Fleet, senza bisogno di strumenti lato client come istioctl.
  • Cloud Service Mesh inserisce automaticamente i proxy sidecar nei carichi di lavoro senza che sia necessario concedere privilegi elevati ai container.
  • Puoi visualizzare dashboard dettagliate per il tuo mesh e i tuoi servizi senza alcuna configurazione aggiuntiva e poi utilizzare queste metriche per configurare gli obiettivi del livello di servizio (SLO) e gli avvisi per monitorare l'integrità delle tue applicazioni.
  • Viene eseguito automaticamente l'upgrade del piano di controllo di Cloud Service Mesh gestito per assicurarti di ricevere le patch e le funzionalità di sicurezza più recenti
  • Il piano di dati gestito di Cloud Service Mesh esegue automaticamente l'upgrade dei proxy sidecar nei tuoi carichi di lavoro, in modo che tu non debba riavviare i servizi quando sono disponibili upgrade dei proxy e patch di sicurezza.
  • Cloud Service Mesh è un prodotto supportato e può essere configurato utilizzando le API Istio open source standard. Consulta le funzionalità supportate.

Obiettivi

  • Crea un cluster GKE Autopilot
  • Esegui il provisioning di Cloud Service Mesh gestito utilizzando l'API Fleet
  • Esegui il deployment di gateway di ingresso mesh in uno spazio dei nomi dedicato
  • Deployment di un'applicazione di esempio
  • Configura Cloud Service Mesh per applicare l'autenticazione TLS reciproca (mTLS) rigorosa per la comunicazione tra servizi
  • Visualizza le dashboard di Cloud Service Mesh e verifica che i servizi si connettano con mTLS

Costi

In questo documento utilizzi i seguenti componenti fatturabili di Google Cloud:

Per generare una stima dei costi in base all'utilizzo previsto, utilizza il Calcolatore prezzi. I nuovi utenti di Google Cloud potrebbero essere idonei per una prova gratuita.

Al termine delle attività descritte in questo documento, puoi evitare la fatturazione continua eliminando le risorse che hai creato. Per ulteriori informazioni, consulta la sezione Pulizia.

Prima di iniziare

Cloud Shell è preinstallato con il software di cui hai bisogno per questo tutorial, tra cui kubectl, gcloud CLI, Helm e Terraform. Se non utilizzi Cloud Shell, devi installare gcloud CLI.

  1. Sign in to your Google Cloud account. If you're new to Google Cloud, create an account to evaluate how our products perform in real-world scenarios. New customers also get $300 in free credits to run, test, and deploy workloads.
  2. Install the Google Cloud CLI.

  3. To initialize the gcloud CLI, run the following command: 

    gcloud init

  4. Create or select a Google Cloud project.

    • Create a Google Cloud project:

      gcloud projects create PROJECT_ID

      Replace PROJECT_ID with a name for the Google Cloud project you are creating.

    • Select the Google Cloud project that you created:

      gcloud config set project PROJECT_ID

      Replace PROJECT_ID with your Google Cloud project name.

  5. Make sure that billing is enabled for your Google Cloud project.

  6. Install the Google Cloud CLI.

  7. To initialize the gcloud CLI, run the following command: 

    gcloud init

  8. Create or select a Google Cloud project.

    • Create a Google Cloud project:

      gcloud projects create PROJECT_ID

      Replace PROJECT_ID with a name for the Google Cloud project you are creating.

    • Select the Google Cloud project that you created:

      gcloud config set project PROJECT_ID

      Replace PROJECT_ID with your Google Cloud project name.

  9. Make sure that billing is enabled for your Google Cloud project.

  10. Grant roles to your user account. Run the following command once for each of the following IAM roles: roles/container.containerAdmin, roles/gkehub.admin, roles/serviceusage.serviceUsageAdmin 

    gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID --member="user:USER_IDENTIFIER" --role=ROLE
    • Replace PROJECT_ID with your project ID.

    • Replace USER_IDENTIFIER with the identifier for your user account. For example, user:myemail@example.com.

    • Replace ROLE with each individual role.

Configura l'ambiente

Puoi configurare il tuo ambiente utilizzando gcloud CLI o Terraform.

gcloud

  1. Imposta le variabili di ambiente:

    PROJECT_ID=PROJECT_ID
gcloud config set project ${PROJECT_ID}

  2. Abilita l'API Mesh:

    gcloud services enable mesh.googleapis.com

    L'abilitazione di mesh.googleapis.com consente le seguenti API:

    API Finalità Può essere disattivato
    meshconfig.googleapis.com Cloud Service Mesh utilizza l'API Mesh Configuration per inoltrare i dati di configurazione dal tuo mesh a Google Cloud. Inoltre, l'attivazione dell'API Mesh Configuration ti consente di accedere alle pagine di Cloud Service Mesh nella console Google Cloud e di utilizzare la CA di Cloud Service Mesh. No
    meshca.googleapis.com Relativa all'autorità di certificazione Cloud Service Mesh utilizzata da Cloud Service Mesh gestito. No
    container.googleapis.com Obbligatorio per creare cluster Google Kubernetes Engine (GKE). No
    gkehub.googleapis.com Obbligatorio per gestire la mesh come parco risorse. No
    monitoring.googleapis.com Obbligatorio per acquisire la telemetria per i carichi di lavoro mesh. No
    stackdriver.googleapis.com Obbligatorio per utilizzare l'interfaccia utente dei servizi. No
    opsconfigmonitoring.googleapis.com Obbligatorio per utilizzare l'interfaccia utente dei servizi per i cluster al di fuori di Google Cloud. No
    connectgateway.googleapis.com Obbligatorio affinché il control plane di Cloud Service Mesh gestito possa accedere ai carichi di lavoro di mesh. Sì*
    trafficdirector.googleapis.com Consente un piano di controllo gestito altamente disponibile e scalabile. Sì*
    networkservices.googleapis.com Consente un piano di controllo gestito altamente disponibile e scalabile. Sì*
    networksecurity.googleapis.com Consente un piano di controllo gestito altamente disponibile e scalabile. Sì*

Terraform

gcloud config set project PROJECT_ID
GOOGLE_CLOUD_PROJECT=$(gcloud config get-value project)
export GOOGLE_CLOUD_PROJECT

Crea un cluster GKE

Crea un cluster GKE in modalità Autopilot.

gcloud

  1. Crea un cluster registrato come membro di un parco risorse:

    gcloud container clusters create-auto asm-cluster \
    --location="us-central1" \
    --enable-fleet

  2. Verifica che il cluster sia registrato nel parco risorse:

    gcloud container fleet memberships list

    L'output è simile al seguente:

    NAME: asm-cluster
EXTERNAL_ID: 
LOCATION: us-central1

    Prendi nota del nome del gruppo, poiché ti servirà per configurare Cloud Service Mesh.

Terraform

Per creare un cluster GKE, puoi utilizzare la google_container_cluster risorsa. Imposti il blocco fleet in modo che il cluster venga aggiunto a un parco risorse al momento della creazione.

resource "google_container_cluster" "cluster" {
  name                = "asm-cluster"
  location            = var.region
  deletion_protection = false # Warning: Do not set deletion_protection to false for production clusters

  enable_autopilot = true
  fleet {
    project = data.google_project.project.name
  }
}

data "google_project" "project" {}

Per scoprire come applicare o rimuovere una configurazione Terraform, consulta Comandi Terraform di base.

Esegui il provisioning di Cloud Service Mesh gestito

Esegui il provisioning di Cloud Service Mesh gestito utilizzando la funzionalità servicemesh nell'appartenenza al parco risorse per il tuo cluster.

gcloud

  1. Abilita la funzionalità del parco risorse Cloud Service Mesh nel progetto:

    gcloud container fleet mesh enable

  2. Attiva la gestione automatica della mesh:

    gcloud container fleet mesh update \
    --management=automatic \
    --memberships=MEMBERSHIP_NAME \
    --location=us-central1

    Sostituisci MEMBERSHIP_NAME con il nome dell'appartenenza elencato quando hai verificato che il cluster è registrato al parco risorse.

Terraform

Per abilitare l'API Mesh, puoi utilizzare la risorsa google_project_service.

Utilizza le risorse google_gke_hub_feature e google_gke_hub_feature_membership per configurare Cloud Service Mesh gestito nel tuo cluster.

resource "google_project_service" "mesh_api" {
  service = "mesh.googleapis.com"

  disable_dependent_services = true
}

resource "google_gke_hub_feature" "feature" {
  name     = "servicemesh"
  location = "global"

  depends_on = [
    google_project_service.mesh_api
  ]
}

resource "google_gke_hub_feature_membership" "feature_member" {
  location   = "global"
  feature    = google_gke_hub_feature.feature.name
  membership = google_container_cluster.cluster.fleet.0.membership
  membership_location = google_container_cluster.cluster.location
  mesh {
    management = "MANAGEMENT_AUTOMATIC"
  }
}

Per scoprire come applicare o rimuovere una configurazione Terraform, consulta Comandi Terraform di base.

Verificare che il piano di controllo sia attivo

Attendi che controlPlaneManagement.state sia ACTIVE. L'operazione potrebbe richiedere fino a 15 minuti.

watch -n 30 gcloud container fleet mesh describe

L'output è simile al seguente:

membershipSpecs:
  projects/746296320118/locations/us-central1/memberships/asm-cluster:
    mesh:
      management: MANAGEMENT_AUTOMATIC
membershipStates:
  projects/746296320118/locations/us-central1/memberships/asm-cluster:
    servicemesh:
      controlPlaneManagement:
        details:
        - code: REVISION_READY
          details: 'Ready: asm-managed'
        state: ACTIVE
      dataPlaneManagement:
        details:
        - code: PROVISIONING
          details: Service is provisioning.
        state: PROVISIONING
    state:
      code: OK
      description: 'Revision(s) ready for use: asm-managed.'

La sezione dataPlaneManagement rimane nello stato PROVISIONING finché non esegui il deployment del gateway di ingresso, perché i cluster Autopilot non eseguono il provisioning di alcun nodo finché non esegui il deployment di un workload.

Esegui il deployment di un gateway di ingresso mesh

In questa sezione esegui il deployment di un gateway di ingresso mesh per gestire il traffico in entrata per l'applicazione di esempio. Una gateway di ingresso è un bilanciatore del carico che opera all'esterno del mesh e riceve connessioni HTTP/TCP in entrata o in uscita.

Esegui il deployment del gateway in uno spazio dei nomi dedicato e etichetta il deployment per assicurarti che il gateway possa essere gestito in sicurezza e sottoposto ad upgrade automatico dal piano di controllo di Cloud Service Mesh.

  1. Scarica le credenziali per poter accedere al cluster:

    gcloud container clusters get-credentials asm-cluster --location=us-central1

  2. Crea uno spazio dei nomi per il deployment del gateway:

    kubectl create namespace bank-gateways

  3. Aggiungi un'etichetta allo spazio dei nomi in modo che il control plane di Cloud Service Mesh inietti automaticamente la configurazione del gateway nel deployment.

    kubectl label namespace bank-gateways istio-injection=enabled

  4. Esegui il deployment del gateway in entrata nello spazio dei nomi:

    Helm

    helm repo add istio https://istio-release.storage.googleapis.com/charts
helm repo update
helm install --wait --namespace bank-gateways \
    --set resources.requests.cpu=250m \
    --set resources.requests.memory=512Mi \
    --set resources.requests.ephemeral-storage=1Gi \
    --set resources.limits.cpu=250m \
    --set resources.limits.memory=512Mi \
    --set resources.limits.ephemeral-storage=1Gi \
    istio-ingressgateway istio/gateway

    kubectl

    kubectl apply -n bank-gateways \
    -k https://github.com/GoogleCloudPlatform/anthos-service-mesh-packages/tree/main/samples/gateways/istio-ingressgateway
kubectl -n bank-gateway wait "deployment/istio-ingressgateway"  \
    --for=condition=available --timeout=240s

    Assicurati di impostare richieste di risorse adeguate quando esegui il deployment in un ambiente di produzione. GKE Autopilot considera solo i valori delle risorse impostati in requests e non in limits. Il progetto Istio pubblica informazioni su prestazioni e scalabilità.

Esegui il deployment dell'applicazione di esempio

  1. Crea uno spazio dei nomi Kubernetes per il deployment:

    kubectl create namespace bank-sample

  2. Aggiungi un'etichetta allo spazio dei nomi in modo che Cloud Service Mesh inietti automaticamente i proxy sidecar nei pod di esempio:

    kubectl label namespace bank-sample istio-injection=enabled

  3. Esegui il deployment dell'applicazione di esempio:

    git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/bank-of-anthos.git
kubectl apply -n bank-sample -f bank-of-anthos/extras/jwt/jwt-secret.yaml
kubectl apply -n bank-sample -f bank-of-anthos/kubernetes-manifests/

  4. Attendi che l'applicazione sia pronta. L'operazione richiederà diversi minuti.

    watch kubectl -n bank-sample get pods

    Quando l'applicazione è pronta, l'output è simile al seguente:

    NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
accounts-db-0                        2/2     Running   0          2m16s
balancereader-5c695f78f5-x4wlz       2/2     Running   0          3m8s
contacts-557fc79c5-5d7fg             2/2     Running   0          3m7s
frontend-7dd589c5d7-b4cgq            2/2     Running   0          3m7s
ledger-db-0                          2/2     Running   0          3m6s
ledgerwriter-6497f5cf9b-25c6x        2/2     Running   0          3m5s
loadgenerator-57f6896fd6-lx5df       2/2     Running   0          3m5s
transactionhistory-6c498965f-tl2sk   2/2     Running   0          3m4s
userservice-95f44b65b-mlk2p          2/2     Running   0          3m4s

  5. Crea le risorse Istio Gateway e VirtualService per esporre l'applicazione dietro il gateway di ingresso:

    kubectl apply -n bank-sample -f bank-of-anthos/extras/istio/frontend-ingress.yaml

  6. Ottieni un link all'applicazione di esempio:

    INGRESS_HOST=$(kubectl -n bank-gateways get service istio-ingressgateway \
    -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
echo "http://$INGRESS_HOST"

  7. In un browser, segui il link per aprire l'applicazione di esempio. Accedi con il nome utente e la password predefiniti per visualizzare l'applicazione.

Applicare TLS reciproco

Assicurati che la modalità TLS reciproca (mTLS) RISTRICTIVA sia attivata. Applica un criterio PeerAuthentication predefinito per il mesh nello spazio dei nomi istio-system.

  1. Salva il seguente manifest come mesh-peer-authn.yaml:

    apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
kind: "PeerAuthentication"
metadata:
  name: "default"
  namespace: "istio-system"
spec:
  mtls:
    mode: STRICT

  2. Applica il manifest al cluster:

    kubectl apply -f mesh-peer-authn.yaml

Puoi eseguire l'override di questa configurazione creando risorse PeerAuthentication in spazi dei nomi specifici.

Esplorare le dashboard di Cloud Service Mesh

  1. Nella console Google Cloud, vai a Cloud Service Mesh per visualizzare le dashboard per il tuo mesh:

    Vai a Cloud Service Mesh

  2. Seleziona il progetto dall'elenco a discesa nella barra dei menu.

    Viene visualizzata una tabella di panoramica con tutti i microservizi del tuo mesh e una visualizzazione grafica delle connessioni tra i microservizi. Per ogni microservizio, la tabella mostra tre dei "segnali d'oro" della SRE:

    • Traffico: richieste al secondo
    • Tasso di errore: una percentuale
    • Latenza - millisecondi

    Queste metriche si basano sul traffico effettivo gestito dai microservizi. Il traffico di test costante viene inviato automaticamente al servizio frontend da un client loadgenerator di cui è stato eseguito il deployment nell'ambito dell'applicazione di esempio. Cloud Service Mesh invia automaticamente metriche, log e (facoltativamente) tracce a Google Cloud Observability.

  3. Fai clic sul servizio frontend nella tabella per visualizzare una dashboard di panoramica del servizio. Vengono visualizzate altre metriche per il servizio e una visualizzazione delle connessioni in entrata e in uscita. Puoi anche creare un scopo del livello di servizio (SLO) per il monitoraggio e l'invio di avvisi sul servizio.

Verificare che mTLS sia abilitato

Fai clic sul link alla sicurezza nel riquadro per visualizzare una panoramica della sicurezza per il servizio frontend. La tabella e la visualizzazione mostrano un'icona lucchetto verde per ciascuna delle connessioni in entrata e in uscita tra i microservizi. Questa icona indica che la connessione utilizza mTLS per l'autenticazione e la crittografia.

Esegui la pulizia

Per evitare che al tuo account Google Cloud vengano addebitati costi relativi alle risorse utilizzate in questo tutorial, elimina il progetto che contiene le risorse oppure mantieni il progetto ed elimina le singole risorse.

Per evitare che al tuo account Google Cloud vengano addebitati costi relativi alle risorse utilizzate in questo tutorial:

Elimina il progetto

    Delete a Google Cloud project:

    gcloud projects delete PROJECT_ID

Elimina le singole risorse

Se hai utilizzato un progetto esistente e non vuoi eliminarlo, elimina le singole risorse.

gcloud

  1. Elimina l'applicazione di esempio e i gateway:

    kubectl delete namespace bank-sample
kubectl delete namespace bank-gateways

  2. Segui le istruzioni per disinstallare Cloud Service Mesh

  3. Elimina il cluster GKE:

    gcloud container clusters delete --region us-central1 asm-cluster --quiet

Terraform

Elimina le risorse che hai creato con Terraform:

  terraform destroy

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