Gateways mit Istio APIs installieren und aktualisieren

Dieser Leitfaden unterstützt nicht nur Google Cloud Service APIs und Cloud Service APIs:

Weitere Informationen finden Sie unter Cloud Service Mesh – Übersicht.

Cloud Service Mesh bietet Ihnen die Möglichkeit, Gateways als Teil Ihres Service Mesh bereitzustellen und zu verwalten. Ein Gateway beschreibt einen Load Balancer, der am Rand des Mesh-Netzwerks ausgeführt wird und eingehende oder ausgehende HTTP/TCP-Verbindungen empfängt. Gateways werden hauptsächlich zum Verwalten des eingehenden Traffics verwendet. Sie können jedoch auch Gateways konfigurieren, um andere Arten von Traffic zu verwalten.

• Gateways für ausgehenden Traffic: Mit einem Gateway für ausgehenden Traffic können Sie einen dedizierten Ausgangsknoten für den Traffic konfigurieren, der das Mesh-Netzwerk verlässt, und einschränken, welche Dienste auf externe Netzwerke zugreifen können. Außerdem können Sie damit den ausgehenden Traffic sicher steuern, um Ihrem Mesh beispielsweise mehr Sicherheit hinzuzufügen.

• Ingress-Gateways: Mit einem Ingress-Gateway können Sie einen speziellen Eingangsknoten für den Empfang eingehender HTTP/TCP-Verbindungen konfigurieren.

• East-West-Gateways: Ein Proxy für East-West-Traffic, damit Dienstarbeitslasten über Clustergrenzen hinweg in einem Multi-Primary-Mesh in verschiedenen Netzwerken kommunizieren können. Standardmäßig ist dieses Gateway im Internet öffentlich zugänglich.

Auf dieser Seite finden Sie Best Practices zum Bereitstellen und Aktualisieren der Gateway-Proxys sowie Beispiele zum Konfigurieren Ihrer eigenen Gateway-Proxys istio-ingressgateway und istio-egressgateway.

Sie können Gateways auf verschiedene Arten bereitstellen und festlegen, dass mehrere Topologien innerhalb desselben Clusters verwendet werden. Weitere Informationen zu diesen Topologien finden Sie in der Istio-Dokumentation unter Topologien für die Bereitstellung von Gateways.

Best Practices für die Bereitstellung von Gateways

Die Best Practices für die Bereitstellung von Gateways hängen davon ab, ob Sie die verwaltete Datenebene oder die nicht verwaltete Datenebene verwenden.

Best Practices für verwaltete Datenebenen

1. Aktivieren Sie die verwaltete Datenebene.
2. Fügen Sie einem Namespace ein verwaltetes Überarbeitungslabel hinzu.
3. Steuerungsebene und Gateways separat bereitstellen und verwalten.
4. Als Best Practice für die Sicherheit empfehlen wir, dass Sie Gateways in einem anderen Namespace über die Steuerungsebene bereitstellen.
5. Verwenden Sie die automatische Sidecar-Datei-Einfügung (automatische Einfügung), um die Proxykonfiguration für die Gateways ähnlich wie die Sidecar-Proxys für Ihre Dienste einzufügen.

Diese Best Practices:

• Achten Sie darauf, dass Ihre verwalteten Gateways automatisch mit den neuesten Verbesserungen und Sicherheitsupdates auf dem neuesten Stand sind.
• Verlagerung der Verwaltung und Wartung von Gatewayinstanzen auf von Cloud Service Mesh verwaltete Datenebenen.

Best Practices für nicht verwaltete Datenebenen

1. Steuerungsebene und Gateways separat bereitstellen und verwalten.
2. Als Best Practice für die Sicherheit empfehlen wir, dass Sie Gateways in einem anderen Namespace über die Steuerungsebene bereitstellen.
3. Verwenden Sie die automatische Sidecar-Datei-Einfügung (automatische Einfügung), um die Proxykonfiguration für die Gateways ähnlich wie die Sidecar-Proxys für Ihre Dienste einzufügen.

Diese Best Practices:

• Lassen Sie Gateways von Ihren Namespace-Administratoren verwalten, ohne erweiterte Berechtigungen für Ihren gesamten Cluster zu benötigen.
• Administratoren können dieselben Bereitstellungstools oder Mechanismen verwenden, die sie zum Verwalten von Kubernetes-Anwendungen für die Bereitstellung und Verwaltung von Gateways verwenden.
• Geben Sie Administratoren die volle Kontrolle über die Gatewaybereitstellung und vereinfachen Sie auch die Vorgänge. Wenn ein neues Upgrade verfügbar ist oder sich eine Konfiguration geändert hat, starten Administratoren Gateway-Pods einfach neu, um sie zu aktualisieren. Das Ausführen einer Gateway-Bereitstellung entspricht somit dem Ausführen von Sidecar-Proxys für Ihre Dienste.

Beispiel-Gateway bereitstellen

Um Nutzer mit vorhandenen Bereitstellungstools zu unterstützen, unterstützt Cloud Service Mesh die Bereitstellung eines Gateways auf dieselbe Weise wie Istio: IstioOperator, Helm und Kubernetes YAML. Jede Methode führt zu demselben Ergebnis. Sie können zwar die Methode auswählen, die Sie am häufigsten verwenden, wir empfehlen jedoch, die YAML-Methode von Kubernetes zu verwenden, da sie einfacher zu ändern ist und hydrierte Manifeste in der Versionsverwaltung speichern kann.

In den folgenden Schritten wird gezeigt, wie Sie ein Beispiel-Gateway bereitstellen.

1. Erstellen Sie einen Namespace für das Gateway, falls Sie noch keinen haben. Ersetzen Sie GATEWAY_NAMESPACE durch den Namen Ihres Namespace.

   kubectl create namespace GATEWAY_NAMESPACE
   

2. Aktivieren Sie den Namespace für die Injection: Die Schritte hängen von Ihrer Implementierung der Steuerungsebene ab.

   Verwaltet (TD)

   1. Wenden Sie das Standard-Injektionslabel auf den Namespace an:

   kubectl label namespace GATEWAY_NAMESPACE \
       istio.io/rev- istio-injection=enabled --overwrite
   

   Verwaltet (Istiod)

   Empfohlen:Führen Sie den folgenden Befehl aus, um das Standard-Injektionslabel auf den Namespace anzuwenden:

     kubectl label namespace GATEWAY_NAMESPACE \
         istio.io/rev- istio-injection=enabled --overwrite
   

   Bereits bestehende Nutzer der verwalteten Istio-Steuerungsebene:Wir empfehlen die Standard-Injection, aber auch die revisionsbasierte Injection wird unterstützt. Gehen Sie dazu so vor:

   1. Führen Sie den folgenden Befehl aus, um die verfügbaren Release-Kanäle zu finden:

      kubectl -n istio-system get controlplanerevision
      

      Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

      NAME                AGE
      asm-managed-rapid   6d7h
      

      HINWEIS: Wenn in der Liste oben zwei Überarbeitungen der Steuerungsebene angezeigt werden, entfernen Sie eine. Mehrere Steuerungsebenenkanäle im Cluster werden nicht unterstützt.

      In der Ausgabe ist der Wert in der NAME-Spalte das Überarbeitungslabel, das dem verfügbaren Release-Kanal für die Cloud Service Mesh-Version entspricht.

   2. Wenden Sie das Überarbeitungslabel auf den Namespace an.

      kubectl label namespace GATEWAY_NAMESPACE \
          istio-injection- istio.io/rev=REVISION_LABEL --overwrite
      

   Clusterintern

   Empfohlen:Führen Sie den folgenden Befehl aus, um das Standard-Injektionslabel auf den Namespace anzuwenden:

     kubectl label namespace GATEWAY_NAMESPACE \
         istio.io/rev- istio-injection=enabled --overwrite
   

   Wir empfehlen die Verwendung der Standard-Injection, aber auch die revisionsbasierte Injection wird unterstützt: Folgen Sie dazu dieser Anleitung:

   1. Verwenden Sie den folgenden Befehl, um das Überarbeitungslabel für istiod zu finden:

      kubectl get deploy -n istio-system -l app=istiod -o \
         jsonpath={.items[*].metadata.labels.'istio\.io\/rev'}'{"\n"}'
      

   2. Wenden Sie das Überarbeitungslabel auf den Namespace an. Im folgenden Befehl ist REVISION_LABEL der Wert des Überarbeitungslabels istiod, den Sie im vorherigen Schritt notiert haben.

      kubectl label namespace GATEWAY_NAMESPACE \
          istio-injection- istio.io/rev=REVISION_LABEL --overwrite
      

3. Kopieren Sie die Konfigurationsdateien für die Beispiel-Gateways aus dem anthos-service-mesh-Repository.

4. Wechseln Sie in das Verzeichnis samples. Um sicherzustellen, dass Sie sich im richtigen Verzeichnis befinden, führen Sie den Befehl ls aus. Dadurch werden alle Verzeichnisinhalte aufgerufen und Sie können nachsehen, ob es ein Verzeichnis gateways (auf das Sie im nächsten Schritt zugreifen) und online-boutique gibt.

5. Stellen Sie ein Ingress- oder Egress-Gateway bereit. Sie können die Beispiel-Gateway-Konfiguration im Verzeichnis samples/gateways/ unverändert bereitstellen oder nach Bedarf ändern.

   Eingehender Traffic

   kubectl apply -n GATEWAY_NAMESPACE -f samples/gateways/istio-ingressgateway
   

   Ausgehender Traffic

   kubectl apply -n GATEWAY_NAMESPACE -f samples/gateways/istio-egressgateway
   

6. Prüfen Sie nach dem Ausführen der Bereitstellung, ob die neuen Dienste ordnungsgemäß funktionieren:

   kubectl get pod,service -n GATEWAY_NAMESPACE
   

   Überprüfen Sie, ob die Ausgabe in etwa so aussieht:

   NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   pod/istio-ingressgateway-856b7c77-bdb77   1/1     Running   0          3s
   
   NAME                           TYPE           CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP      PORT(S)        AGE
   service/istio-ingressgateway   LoadBalancer   10.24.5.129    34.82.157.6      80:31904/TCP   3s

Gateway-Ressourcen wie jede andere Kubernetes-Anwendung verwalten. Die Beispiele im Repository anthos-service-mesh-packages dienen als Orientierungshilfe und als Kurzanleitung. Sie können sie nach Bedarf anpassen.

Gateway-Selektoren

Sie wenden eine Gateway-Konfiguration auf die Proxys istio-ingressgateway und istio-egressgateway an, um eingehenden und ausgehenden Traffic für Ihr Mesh zu verwalten. Dadurch können Sie angeben, welcher Traffic in das Mesh ein- und ausgehen darf. Die Labels in den Pods einer Gateway-Bereitstellung werden von den Gateway-Konfigurationsressourcen verwendet. Daher ist es wichtig, dass Ihre Gateway-Auswahl mit diesen Labels übereinstimmt.

In den obigen Bereitstellungen ist das Label istio=ingressgateway beispielsweise auf den Gateway-Pods festgelegt. Wenn Sie eine Gateway-Konfiguration auf diese Bereitstellungen anwenden möchten, müssen Sie dasselbe Label auswählen:

apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: Gateway
metadata:
  name: gateway
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway
...

Ein Beispiel für eine Gateway-Konfiguration und einen virtuellen Dienst finden Sie in der Beispielanwendung „Online Boutique“ unter frontend.yaml.

Upgrade für Gateways durchführen

Direkte Upgrades

In den meisten Anwendungsfällen sollten Sie ein Upgrade Ihrer Gateways nach dem Muster für direkte Upgrades ausführen. Da Gateways die Pod-Injektion verwenden, werden neu erstellte Gateway-Pods automatisch mit der neuesten Konfiguration eingefügt, die die Version enthält.

Wenn Sie die vom Gateway verwendete Überarbeitung der Steuerungsebene ändern möchten, können Sie das Label istio.io/rev in der Gateway-Bereitstellung festlegen. Dadurch wird auch ein rollierender Neustart ausgelöst.

Verwaltete Steuerungsebene

Da Google die Upgrades der Steuerungsebene für die verwaltete Steuerungsebene verwaltet, können Sie die Gateway-Bereitstellung einfach neu starten. Die neuen Pods werden automatisch mit der neuesten Konfiguration und Version eingefügt.

kubectl rollout restart deployment istio-ingressgateway \
  -n GATEWAY_NAMESPACE

Clusterinterne Steuerungsebene

Wenn Sie dasselbe Muster auf Ihre Gateways anwenden möchten, wenn die Steuerungsebene clusterintern ist, müssen Sie die vom Gateway verwendete Überarbeitung der Steuerungsebene ändern. Legen Sie das Label istio.io/rev auf die Gateway-Bereitstellung fest, um einen rollierenden Neustart auszulösen. Welche Schritte erforderlich sind, hängt davon ab, ob Sie das Überarbeitungslabel im Namespace und/oder im Gateway-Pod aktualisieren müssen.

• Wenn Sie den Namespace zur Injektion mit Labels versehen haben, setzen Sie das Label istio.io/rev im Namespace auf den neuen Überarbeitungswert:

    kubectl label namespace GATEWAY_NAMESPACE \
      istio-injection- istio.io/rev=REVISION \
      --overwrite
  

• Wenn Sie die Injection nur für den Gateway-Pod aktiviert haben, legen Sie das Label istio.io/rev in der Bereitstellung auf den neuen Überarbeitungswert fest, wie in der folgenden Kubernetes-YAML-Datei:

  cat <<EOF > gateway-deployment.yaml
  apiVersion: apps/v1
  kind: Deployment
  metadata:
    name: istio-ingressgateway
    namespace: GATEWAY_NAMESPACE
  spec:
    selector:
      matchLabels:
        istio: ingressgateway
    template:
      metadata:
        annotations:
          # This is required to tell Cloud Service Mesh to inject the gateway with the
          # required configuration.
          inject.istio.io/templates: gateway
        labels:
          istio: ingressgateway
          istio.io/rev: REVISION
      spec:
        containers:
        - name: istio-proxy
          image: auto # The image will automatically update each time the pod starts.
  EOF
  
  kubectl apply -f gateway-deployment.yaml
  

  Hinweis :Wenn die image nicht automatisch mit dem tatsächlichen Cloud Service Mesh-Proxy-Image aktualisiert wird, wird der Container nicht gefunden und es tritt ein Fehler auf. Weitere Schritte finden Sie unter Fehlerbehebung bei Gateways.

Canary-Upgrades (erweitert)

Wenn Sie die Steuerungsebene im Cluster verwenden und die Einführung einer neuen Überarbeitung der Steuerungsebene langsamer steuern möchten, können Sie das Canary-Upgrade-Muster verwenden. Sie können mehrere Versionen einer Gateway-Bereitstellung ausführen und dafür sorgen, dass bei einem Teil Ihres Traffics alles wie erwartet funktioniert. Wenn Sie beispielsweise eine neue Überarbeitung (Canary) einführen möchten, erstellen Sie eine Kopie der Gateway-Bereitstellung. Geben Sie dabei für die neue Überarbeitung das Label istio.io/rev=REVISION an und legen Sie einen neuen Namen fest. istio-ingressgateway-canary:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: istio-ingressgateway-canary
  namespace: GATEWAY_NAMESPACE
spec:
  selector:
    matchLabels:
      istio: ingressgateway
  template:
    metadata:
      annotations:
        inject.istio.io/templates: gateway
      labels:
        istio: ingressgateway
        istio.io/rev: REVISION # Set to the control plane revision you want to deploy
    spec:
      containers:
      - name: istio-proxy
        image: auto

Hinweis :Wenn image nicht automatisch mit dem tatsächlichen Cloud Service Mesh-Proxy-Image aktualisiert wird, wird der Container nicht gefunden und es tritt ein Fehler auf. Weitere Schritte finden Sie unter Fehlerbehebung bei Gateways.

Mit dieser Bereitstellung haben Sie zwei Versionen des Gateways, die beide vom selben Dienst ausgewählt werden:

kubectl get endpoints -o "custom-columns=NAME:.metadata.name,PODS:.subsets[*].addresses[*].targetRef.name"

NAME                   PODS
istio-ingressgateway   istio-ingressgateway-788854c955-8gv96,istio-ingressgateway-canary-b78944cbd-mq2qf

Hinweis: Im Gegensatz zu Anwendungsdiensten, die innerhalb des Mesh-Netzwerks bereitgestellt werden, können Sie die Trafficverteilung auf Istio nicht zur Verteilung des Traffics zwischen den Gateway-Versionen verwenden, da der Traffic direkt von externen Clients stammt, die von Istio nicht gesteuert werden. Stattdessen können Sie die Verteilung des Traffics durch die Anzahl der Replikate jedes Deployments steuern. Wenn Sie einen anderen Load Balancer vor Istio verwenden, können Sie damit auch die Trafficverteilung steuern.

Wenn Sie sicher sind, dass Ihre Anwendungen wie erwartet funktionieren, führen Sie den folgenden Befehl aus, um zur neuen Version zu wechseln. Löschen Sie dazu die Bereitstellung mit dem alten istio.io/rev-Labelsatz:

kubectl delete deploy/istio-ingressgateway -n GATEWAY_NAMESPACE

Wenn beim Testen Ihrer Anwendung mit der neuen Version des Gateways ein Problem aufgetreten ist, führen Sie diesen Befehl aus, um zur alten Version zurückzukehren. Löschen Sie dazu die Bereitstellung mit dem neuen istio.io/rev-Labelsatz:

kubectl delete deploy/istio-ingressgateway-canary -n GATEWAY_NAMESPACE

Erweiterte Konfiguration

TLS-Mindestversion für das Gateway konfigurieren

Für Cloud Service Mesh ist die Standard-TLS-Mindestversion für Gateway-Server 1.2. Sie können die Mindest-TLS-Version mit dem Feld minProtocolVersion konfigurieren. Weitere Informationen finden Sie unter ServerTLSSettings.

Nicht unterstützte Funktionen

Wenn Sie eine TRAFFIC_DIRECTOR-Steuerungsebene haben, werden die folgenden Felder oder Werte in Gateway nicht unterstützt:

• ServerTLSSettings.TLSmode mit dem Wert AUTO_PASSTHROUGH
• ServerTLSSettings.verifyCertificateSpki
• ServerTLSSettings.verifyCertificateHash

Fehlerbehebung bei Gateways

Aktualisierung des Gateway-Images von auto fehlgeschlagen

Wenn Sie ein Gateway bereitstellen oder aktualisieren, fügt Cloud Service Mesh auto als Platzhalter in das Feld image ein. Nach dem Aufruf des Webhooks zum Ändern ersetzt Cloud Service Mesh diesen Platzhalter automatisch durch das tatsächliche Cloud Service Mesh-Proxy-Image. Wenn der Aufruf des Webhooks zum Ändern fehlschlägt, bleibt der Platzhalter auto erhalten und der Container wird nicht gefunden. Dies wird in der Regel durch ein falsches Namespace-Label verursacht. Prüfen Sie, ob Sie den richtigen Namespace konfiguriert haben, und stellen Sie das Gateway dann noch einmal bereit oder führen Sie ein Upgrade durch.