Panoramica delle API di routing dei servizi Cloud Service Mesh

Questo documento è rivolto ad amministratori di mesh o piattaforme e sviluppatori di servizi che hanno un livello di familiarità intermedio o avanzato con i concetti di Cloud Service Mesh e mesh di servizi e che eseguono il deployment di Cloud Service Mesh su Compute Engine con istanze VM. Questo documento si applica ai deployment che utilizzano client Envoy e gRPC. Per ulteriori informazioni sui concetti di Cloud Service Mesh, consulta la panoramica generale.

Cloud Service Mesh fornisce alle tue applicazioni funzionalità di networking dei servizi, tra cui gestione avanzata del traffico, osservabilità e sicurezza. Tuttavia, la configurazione e il funzionamento di un mesh di servizi è un compito complesso per gli amministratori del mesh e gli sviluppatori di servizi.

Questo documento descrive le API di routing dei servizi per la configurazione di Cloud Service Mesh. Queste API sono progettate per semplificare e migliorare l'esperienza complessiva di configurazione del mesh.

Il modello di instradamento dei servizi utilizza risorse API denominate Mesh, Gateway e Route. Queste risorse forniscono un'esperienza di configurazione pertinente al contesto quando definisci il piano di controllo della rete di servizi.

Questo documento illustra il seguente modello e le seguenti risorse dell'API di routing dei servizi.

  • Meshresource
    • Gestione del traffico e configurazione della sicurezza tra servizi (est-ovest) per i proxy sidecar Envoy e i client gRPC proxyless.

  • Gatewayresource

    • Gestione del traffico e configurazione della sicurezza per i proxy Envoy che fungono da gateway di ingresso, consentendo ai client esterni di connettersi al mesh di servizi (nord-sud).

  • Risorse Route con i seguenti tipi:

La console Google Cloud non fornisce assistenza per le API di routing dei servizi. Devi implementare queste risorse API utilizzando Google Cloud CLI o le API REST.

Casi d'uso e vantaggi

Le API di routing dei servizi ti consentono di configurare Cloud Service Mesh sia per i deployment di gRPC senza proxy sia per i proxy Envoy. Il modello dell'API di routing dei servizi offre diversi vantaggi chiave.

Nel diagramma seguente, due servizi nel mesh di servizi sono collegati da una risorsa Mesh. Le due risorse HTTPRoute configurano il routing. L'amministratore della mesh o della piattaforma gestisce la risorsa Mesh e i due proprietari dei servizi creano la configurazione del routing per i loro servizi.

Traffico est-ovest tra servizi in un mesh di servizi
Traffico da servizio a servizio est-ovest in un mesh di servizi (fai clic per ingrandire)

La progettazione di API basate sui ruoli consente una separazione chiara delle responsabilità

Le API di routing dei servizi ti consentono di separare le responsabilità di configurazione del mesh in base ai ruoli dell'organizzazione:

  • Gli amministratori della mesh possono definire la mesh logica e l'infrastruttura del gateway di ingresso.
  • I proprietari di servizi (sviluppatori di applicazioni) possono definire in modo indipendente i pattern di accesso per i propri servizi. Possono anche definire e applicare criteri di gestione del traffico per i propri servizi.

Nel seguente diagramma, Cloud Load Balancing e una risorsa Gateway forniscono una gateway di ingresso per il traffico che entra nel mesh da un client che non fa parte del mesh. L'amministratore del mesh configura e gestisce la risorsa Gateway, mentre i proprietari dei servizi configurano e gestiscono i propri servizi e il routing del traffico.

Traffico da nord a sud nella rete mesh tramite un gateway
Traffico nord-sud nella mesh tramite un gateway (fai clic per ingrandire)

Affidabilità migliorata con il modello self-service

Le API di instradamento dei servizi utilizzano risorse per protocollo e per percorso che possono essere configurate e di proprietà di proprietari di servizi indipendenti. Questo approccio presenta diversi vantaggi.

  • I proprietari di servizi hanno autonomia su come configurare le norme e la gestione del traffico per i servizi di loro proprietà.
  • L'aggiornamento di una risorsa Route non influisce sulle altre risorse Route nel mesh. Il processo di aggiornamento è più affidabile perché i proprietari dei servizi gestiscono configurazioni di piccole dimensioni.
  • Il proprietario del servizio responsabile del servizio di destinazione o del nome host è proprietario di ogni risorsa Route.
  • I proprietari di servizi non devono dipendere dagli amministratori del mesh per aggiornare il routing.

Attivare un mesh di servizi che si estende su più progetti in ambienti VPC condiviso

Il modello dell'API di routing dei servizi consente ai proprietari di servizi di partecipare a un'infrastruttura mesh condivisa utilizzando VPC condiviso e altri mezzi di connettività, mantenendo al contempo il controllo indipendente sui propri servizi. Ad esempio, i proprietari del servizio possono definire le risorse Route nei propri progetti. Gli amministratori della piattaforma possono definire un Mesh in un progetto host amministrato centralmente, quindi concedere ai proprietari di servizi le autorizzazioni IAM per collegare le loro risorse Route a un Mesh o un Gateway condiviso. Il seguente diagramma mostra un esempio con VPC condiviso.

Riferimento tra progetti con VPC condiviso
Riferimento tra progetti con VPC condiviso (fai clic per ingrandire)

Le API di routing dei servizi ti consentono inoltre di avere client di mesh di servizi connessi a reti diverse utilizzando il peering di rete VPC.

Indirizza il traffico in base all'indicatore del nome del server

La risorsa TLSRoute ti consente di indirizzare il traffico criptato con TLS in base all'indicazione nome server (SNI) nell'handshake TLS. Puoi configurare il traffico TLS in modo che venga instradato ai servizi di backend appropriati configurando la corrispondenza SNI nella risorsa TLSRoute. In questi deployment, i proxy inoltrano solo il traffico e la sessione TLS viene terminata nell'istanza di backend di destinazione.

La risorsa TLSRoute è supportata solo con i proxy Envoy di cui è stato eseguito il deployment come proxy o gateway sidecar.

Risorsa TLSRoute collegata a una risorsa Mesh

Il deployment mostrato nel seguente diagramma instrada tutto il traffico mesh di servizi in cui l'estensione SNI ha il valore service1 al servizio di backend service1. Inoltre, qualsiasi traffico del mesh di servizi in cui l'estensione SNI ha il valore service2 viene instradato al servizio di backend service2. Il valore dell'estensione SNI e il nome del servizio di backend sono indipendenti l'uno dall'altro.

Risorsa TLSRoute e risorsa Mesh
Risorsa TLSRoute e risorsa Mesh (fai clic per ingrandire)

Risorsa TLSRoute collegata a una risorsa Gateway

Il deployment mostrato nel seguente diagramma instrada qualsiasi traffico in entrata alla risorsa Gateway in cui l'estensione SNI ha il valore serviceA al servizio serviceA di backend. Inoltre, qualsiasi traffico in entrata verso Gateway in cui l'estensione SNI ha il valore serviceB viene instradato al servizio di backend serviceB. Il valore dell'estensione SNI e il nome del servizio di backend sono indipendenti l'uno dall'altro. Anche il valore dell'estensione SNI e l'intestazione nelle richieste HTTP sono indipendenti.

La risorsa Gateway non termina la connessione TLS nel proxy Envoy di Gateway. La connessione TLS viene invece terminata nel servizio di backend corrispondente. Gateway non può ispezionare le informazioni criptate nel livello TLS, a parte il ClientHello, che contiene un'estensione SNI in testo normale. In questa modalità, Gateway esegue il passthrough TLS. Tieni presente cheClientHello criptato non è supportato.

Risorsa TLSRoute e risorsa Gateway
Risorsa TLSRoute e risorsa Gateway (fai clic per ingrandire)

Supporto di gRPC di base

Puoi configurare i client gRPC proxyless utilizzando gli attributi gRPC di base, come la corrispondenza per metodo.

Suddivisione del traffico per il traffico TCP

Puoi implementare la suddivisione del traffico in base al peso per il traffico TCP su più servizi di backend. Quando aggiorni il servizio, puoi configurare pattern come i rollout canary (blu-verde). La suddivisione del traffico ti consente inoltre di eseguire la migrazione del traffico in modo controllato senza tempi di inattività.

Intercettazione del traffico

Quando utilizzi l'API di routing del servizio Mesh e le risorse Gateway, tutto il traffico viene intercettato automaticamente. Per ulteriori informazioni, consulta Opzioni per la configurazione delle VM di Compute Engine con deployment Envoy automatico.

Architettura e risorse

Questa sezione descrive il modello dell'API di routing dei servizi e le relative risorse e ti aiuta a comprendere come le risorse dell'API di routing dei servizi interagiscono tra loro.

Mesh risorsa

La risorsa Mesh rappresenta un'istanza di un mesh di servizi. Lo utilizzi per creare un mesh di servizi logico nel tuo progetto. Ogni risorsa Mesh deve avere un nome univoco nel progetto. Una volta creata una risorsa Mesh, il nome non può essere modificato.

Risorsa API Mesh con deployment di sidecar Envoy e gRPC senza proxy
MeshRisorsa API con sidecar Envoy e implementazioni gRPC senza proxy (fai clic per ingrandire)

La risorsa Mesh viene richiamata nella risorsa Route per aggiungere route per i servizi che fanno parte della mesh.

I client gRPC proxyless e Envoy proxy ricevono la configurazione da Cloud Service Mesh unendosi al mesh di servizi identificato dal nome della risorsa Mesh. La risorsa Mesh supporta i seguenti implementazioni del piano dati:

  • Envoy in esecuzione insieme all'applicazione come proxy sidecar
  • Client gRPC senza proxy
  • Combinazione di client gRPC proxyless e sidecar Envoy

Route risorsa

La risorsa Route viene utilizzata per configurare il routing ai servizi. Esistono quattro tipi diversi di risorse dell'API Route. Definiscono il protocollo utilizzato per instradare il traffico a un servizio di backend.

  • HTTPRoute
  • GRPCRoute
  • TCPRoute
  • TLSRoute

L'API non contiene un'API Route verbatim. Le uniche risorse API configurabili sono HTTPRoute, GRPCRoute, TCPRoute e TLSRoute.

La risorsa Route fa riferimento a una o più risorse Mesh e Gateway per aggiungere i route che fanno parte della configurazione Mesh o Gateway corrispondente. Una risorsa Route può fare riferimento sia alle risorse Gateway che Mesh.

La risorsa Route fa riferimento anche a una o più risorse di servizio di backend. I servizi vengono configurati utilizzando l'API del servizio di backend. Crea una risorsa di servizio di backend che punti a uno o più backend MIG o NEG.

Il seguente diagramma mostra le relazioni tra le risorse Mesh, Gateway e Route e la risorsa del servizio di backend e i relativi backend.

Risorse API Route
Route Risorse API (fai clic per ingrandire)

Puoi definire altre funzionalità di gestione del traffico, come il routing, le modifiche dell'intestazione, i timeout e la suddivisione del traffico in base al peso nelle risorse Route. Ad esempio, nel diagramma seguente, una risorsa HTTPRoute definisce una suddivisione del traffico in misura del 70% / 30% tra due servizi di backend.

Suddivisione del traffico in base al peso
Suddivisione del traffico in base al peso (fai clic per ingrandire)

Per semplificare l'amministrazione della mesh di servizi, puoi elencare tutte le risorse Route collegate a una risorsa Mesh o Gateway.

TLSRoute risorsa

Utilizza la risorsa TLSRoute per instradare il traffico TLS ai servizi di backend in base ai nomi host SNI e al nome ALPN (Application-Layer Protocol Negotiation). TLSRoute la configurazione implica il passthrough TLS, in cui il proxy Envoy non termina il traffico TLS.

La risorsa TLSRoute fa riferimento a una o più risorse Mesh e Gateway per aggiungere i route che fanno parte della configurazione di Mesh o Gateway corrispondente.

La risorsa TLSRoute fa riferimento anche a una o più risorse di servizio di backend. I servizi vengono configurati utilizzando la risorsa API del servizio di backend.

Gateway risorsa

La risorsa Gateway viene utilizzata per rappresentare i proxy Envoy che agiscono come gateway di ingresso, consentendo ai client esterni di connettersi al mesh di servizi (traffico nord-sud). Questa risorsa ha porte di ascolto e un parametro scope. Il proxy Envoy che funge da gateway di ingresso si associa alle porte specificate e a 0.0.0.0, che rappresenta tutti gli indirizzi IP della VM locale. Il seguente diagramma mostra i proxy Envoy di cui è stato eseguito il deployment come servizio di ingresso e configurati dalla risorsa Gateway. In questo esempio specifico, i proxy Envoy sono configurati per ascoltare sulla porta 80 le connessioni in entrata dai client.

La risorsa API Gateway supporta solo il data plane del proxy Envoy. Non supporta gRPC senza proxy. gRPCRoutes sono supportati nella risorsa Gateway, ma il traffico gRPC viene indirizzato dal proxy Envoy, che funge da proxy intermedio.

Ingresso del mesh di servizi tramite una risorsa "Gateway"
Ingresso del mesh di servizi tramite una risorsa Gateway (fai clic per ingrandire)
Risorsa gateway
Risorsa Gateway (fai clic per ingrandire)

Che cosa sono un ambito Gateway e una configurazione Gateway unita?

Un'istanza della risorsa Gateway rappresenta le porte e la configurazione specifiche per il traffico ricevuto su queste porte. La risorsa API Gateway ha un parametro, scope, che viene utilizzato per raggruppare e unire logicamente la configurazione di due o più risorse Gateway.

Ad esempio, se vuoi che i proxy Gateway ascoltino sulle porte 80 e 443 per ricevere rispettivamente il traffico HTTP e HTTPS, crea due risorse Gateway. Configura una risorsa Gateway con la porta 80 per il traffico HTTP e l'altra con la porta 443 per il traffico HTTPS. Assegna lo stesso valore al campo scope in ogni riga. Cloud Service Mesh unisce dinamicamente le singole configurazioni di tutti i gateway che hanno lo stesso ambito. Sul lato del piano dati, i proxy Envoy che vengono eseguiti in modalità gateway di ingresso devono presentare anche lo stesso parametro di ambito a Cloud Service Mesh per ricevere la configurazione Gateway. Tieni presente che devi specificare l'ambito quando crei la risorsa Gateway e lo stesso ambito del parametro di bootstrap per i proxy.

Comportamento di unione delle risorse del gateway
Comportamento dell'unione delle risorse Gateway (fai clic per ingrandire)

Di seguito sono riportate le considerazioni chiave per la risorsa Gateway:

  • Il parametro ambito Gateway è obbligatorio. Specifica l'ambito nella risorsa Gateway e nella configurazione di bootstrap dei proxy Envoy anche se esiste un solo Gateway.
  • La creazione di una risorsa Gateway non esegue il deployment di un servizio con un proxy Envoy. Il deployment del proxy Envoy è un passaggio separato.
  • La risorsa Gateway ha un type che rappresenta il tipo di deployment di ingress. Questo campo è riservato per un uso futuro. L'unico valore attualmente supportato è OPEN_MESH, che è il valore predefinito e non può essere modificato.

Deployment di mesh con protocolli e piani dati misti

Puoi avere un deployment del piano dati misto, con proxy Envoy e gRPC senza proxy nello stesso mesh. Quando crei questi implementazioni, tieni presente quanto segue.

  • Gli implementazioni di Envoy sidecar supportano tutti i percorsi (HTTPRoute, GRPCRoute, TCPRoute e TLSRoute).
  • I deployment gRPC senza proxy supportano solo GRPCRoute.
  • GRPCRoute è limitato alle funzionalità supportate solo dalle implementazioni gRPC senza proxy.

Topologie supportate negli ambienti VPC condiviso multiprogetto

Cloud Service Mesh supporta l'aggiunta di risorse Route definite in altri progetti a una risorsa Mesh o Gateway definita in un progetto di amministrazione centralizzata. I proprietari di servizi autorizzati possono aggiungere direttamente le configurazioni di routing dei servizi a Mesh o Gateway.

Riferimenti tra progetti per le risorse Mesh e Route
Riferimento tra progetti tra risorse Mesh e Route (fai clic per ingrandire)

In uno scenario tipico tra progetti, scegli un progetto (progetto host o progetto di amministrazione controllato centralmente) come progetto di amministrazione del mesh in cui creare una risorsa Mesh. Il proprietario del progetto di amministrazione del mesh autorizza le risorse Route di altri progetti a fare riferimento alla risorsa Mesh, consentendo alla configurazione del routing di altri progetti di far parte del mesh. Un piano dati mesh, Envoy o gRPC, richiede la configurazione dal progetto di amministrazione e riceve l'unione di tutte le route associate al Mesh. Per un Gateway, i percorsi vengono uniti anche in tutti i Gateways che utilizzano lo stesso ambito.

Il progetto di amministrazione Mesh può essere qualsiasi progetto scelto e la configurazione funziona a condizione che i progetti sottostanti dispongano di connettività di rete VPC tramite VPC condiviso o peering di rete VPC.

Ruoli e autorizzazioni IAM

Di seguito sono riportate le autorizzazioni IAM necessarie per recuperare, creare, aggiornare, eliminare, elencare e utilizzare in modo sicuro le risorse Mesh e Route.

  • Gli amministratori di Mesh devono disporre delle autorizzazioni networkservices.mesh.*.
  • Gli amministratori del gateway devono disporre delle autorizzazioni networkservices.gateways.*.
  • I proprietari dei servizi devono disporre delle autorizzazioni networkservices.grpcRoutes.*, networkservices.httpRoutes.* o networkservices.tcpRoutes.*.

Gli amministratori di Mesh devono concedere l'autorizzazione networkservices.mesh.use ai proprietari di servizi in modo che possano collegare le proprie risorse Route alla risorsa Mesh. Lo stesso modello si applica alle risorse Gateway.

Per visualizzare tutte le autorizzazioni IAM per le risorse Mesh, vai alla pagina di riferimento sulle autorizzazioni IAM e cerca meshes.

Non sono richiesti altri ruoli predefiniti. Il ruolo predefinito esistente Amministratore rete Compute (roles/compute.networkAdmin) dispone di autorizzazioni networkservices.* per impostazione predefinita. Potresti dover aggiungere le autorizzazioni descritte in precedenza ai ruoli personalizzati.

Considerazioni e limitazioni

  • La console Google Cloud non supporta le API di routing dei servizi.
  • Utilizza la versione 3 dell'API xDS o successiva.
    • Versione minima di Envoy 1.20.0 (poiché le API di routing dei servizi sono supportate solo nella versione 3 di xDS)
    • Versione minima del generatore di bootstrap gRPC 0.14.0
  • La risorsa TLSRoute è supportata solo con i proxy Envoy di cui è stato eseguito il deployment come proxy o gateway sidecar.
  • Sono supportate solo le VM Compute Engine con deployment di Envoy automatico e i pod GKE con inserimento di Envoy automatico. Non puoi utilizzare il deployment manuale con le API di routing dei servizi.
  • Le API di routing dei servizi non sono compatibili con le API precedenti.
  • Quando una risorsa TCPRoute è collegata a una risorsa Mesh, la porta utilizzata per abbinare il traffico TCP non può essere utilizzata per pubblicare altro che il traffico descritto da questa TCPRoute.
    • Ad esempio, i tuoi deployment potrebbero includere una risorsa TCPRoute corrispondente alla porta "8000" e una risorsa HttpRoute. Quando entrambi sono collegati alla stessa risorsa Mesh, il traffico indirizzato dalla risorsa Mesh non può utilizzare la porta 8000 anche se gli indirizzi IP sottostanti sono diversi.HTTPRoute Questa limitazione deriva dall'implementazione del proxy Envoy, che assegna la precedenza alla route con corrispondenza alla porta.
  • La risorsa Gateway non esegue il provisioning di un bilanciatore del carico gestito e non crea dinamicamente un servizio Envoy.
  • Gli Envoy di cui è stato eseguito il deployment automatico e che fungono da gateway di ingresso non devono avere l'argomento serving_ports per il flag --service-proxy.
  • Envoy di cui è stato eseguito il deployment automatico non supporta la fornitura di un numero di progetto diverso da quello della VM.

Passaggi successivi

  • Per informazioni su come elencare le risorse di route associate a una risorsa Mesh o Gateway, consulta Elenca le risorse Route. Questa funzionalità è in anteprima.
  • Per informazioni sulle API di routing dei servizi, leggi la documentazione delle API di servizi di rete.