Panoramica delle API di routing del servizio Cloud Service Mesh

Nota: questa guida supporta solo Cloud Service Mesh con le API Google Cloud e non supporta le API Istio. Per maggiori informazioni, consulta la panoramica di Cloud Service Mesh.

Questo documento è rivolto agli amministratori di mesh o di piattaforme e agli sviluppatori di servizi che hanno un livello di familiarità intermedio e avanzato con i concetti di mesh di servizi e mesh di servizi Cloud 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 funzionalità di networking di servizi alle applicazioni, tra cui gestione avanzata del traffico, osservabilità e sicurezza. Tuttavia, configurare e gestire un mesh di servizi è un'attività complessa per amministratori di mesh e 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 generale di configurazione del mesh.

Il modello di routing dei servizi utilizza risorse API chiamate Mesh, Gateway e Route. Queste risorse forniscono un'esperienza di configurazione pertinente in base al contesto quando definisci il piano di controllo del networking di servizi.

Questo documento introduce i seguenti modelli e risorse dell'API Service routing.

• Mesh risorse
  • Gestione e configurazione della sicurezza del traffico service-to-service (est-ovest) per proxy collaterali Envoy e client gRPC senza proxy.

• Gateway

  • Configurazione della sicurezza e della gestione del traffico per i proxy Envoy che agiscono come gateway in entrata, consentendo ai client esterni di connettersi al mesh di servizi (nord-sud).

• Route risorse con i seguenti tipi:

  • HTTPRoute
  • GRPCRoute
  • TCPRoute
  • TLSRoute

La console Google Cloud non fornisce supporto 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 consentono di configurare Cloud Service Mesh per i deployment proxy sia di gRPC senza proxy che di Envoy. Il modello API di routing dei servizi offre diversi vantaggi chiave.

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

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

La progettazione delle API orientata ai ruoli consente una chiara separazione delle responsabilità

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

• Gli amministratori di mesh possono definire il mesh logico e l'infrastruttura con gateway in entrata.
• I proprietari dei servizi (sviluppatori di applicazioni) possono definire in modo indipendente i pattern di accesso per i loro servizi. Possono inoltre definire e applicare criteri di gestione del traffico per i propri servizi.

Nel diagramma seguente, Cloud Load Balancing e una risorsa Gateway forniscono un gateway in entrata per il traffico che entra nel mesh da un client che non si trova nel mesh. L'amministratore di 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-sud nel mesh tramite un gateway (fai clic per ingrandire)

Affidabilità migliorata con il modello self-service

Le API di routing dei servizi utilizzano risorse per protocollo e per route che possono essere configurate e possedute da proprietari di servizi indipendenti. Questo approccio presenta diversi vantaggi.

• I proprietari dei servizi hanno autonomia per configurare i criteri 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 piccole configurazioni.
• Il proprietario del servizio responsabile del servizio o dell'host di destinazione è proprietario di ogni risorsa Route.
• I proprietari dei servizi non devono dipendere dagli amministratori del mesh per aggiornare il routing.

Abilita un mesh di servizi che comprende più progetti in ambienti VPC condiviso

Il modello API di routing dei servizi consente ai proprietari di servizi di partecipare a un'infrastruttura mesh condivisa utilizzando il 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 del servizio le autorizzazioni IAM per collegare le proprie risorse Route a un elemento Mesh o Gateway condiviso. Il seguente diagramma mostra un esempio con un VPC condiviso.

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

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

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

La risorsa TLSRoute consente di instradare il traffico criptato TLS in base all'indicazione dei nomi 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 instradano solo il traffico e la sessione TLS viene terminata nellistanza di backend di destinazione.

La risorsa TLSRoute è supportata solo con i proxy Envoy il cui deployment viene eseguito come proxy o gateway collaterale.

Risorsa TLSRoute collegata a una risorsa Mesh

Il deployment mostrato nel diagramma seguente instrada qualsiasi traffico del 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 (fai clic per ingrandire)

Risorsa TLSRoute collegata a una risorsa Gateway

Il deployment mostrato nel diagramma seguente instrada tutto il traffico in entrata alla risorsa Gateway in cui l'estensione SNI ha il valore serviceA al servizio di servizio di backend serviceA. Inoltre, tutto il 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 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 sul proxy Envoy di Gateway. ma la connessione TLS viene terminata in corrispondenza del servizio di backend corrispondente. Gateway non può esaminare alcuna informazione criptata nel livello TLS, ad eccezione di ClientHello, che contiene un'estensione SNI in testo normale. L'Gateway esegue il passthrough TLS in questa modalità. Tieni presente che il valore ClientHello criptato non è supportato.

Risorsa TLSRoute e risorsa Gateway (fai clic per ingrandire)

Supporto gRPC principale

Puoi configurare i client gRPC senza proxy utilizzando gli attributi gRPC principali, 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. Puoi configurare pattern come le implementazioni canary (blu-verde) quando aggiorni il servizio. La suddivisione del traffico consente inoltre di eseguire la migrazione del traffico in modo controllato senza tempi di inattività.

Intercettazione del traffico

Quando utilizzi l'API di routing dei servizi Mesh e le risorse Gateway, tutto il traffico viene intercettato automaticamente. Per maggiori 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 Service routing e le relative risorse e aiuta a capire come funzionano insieme le risorse dell'API Service routing.

Mesh risorsa

La risorsa Mesh rappresenta un'istanza di un mesh di servizi. Puoi utilizzarlo 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.

MeshRisorsa API con deployment collaterali Envoy e gRPC senza proxy (fai clic per ingrandire)

Nella risorsa Route viene fatto riferimento alla risorsa Mesh per aggiungere route per i servizi che fanno parte del mesh.

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

• Envoy in esecuzione insieme all'applicazione come proxy collaterale
• Client gRPC senza proxy
• Mix di client gRPC proxy e collaterali Envoy

Route risorsa

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

• HTTPRoute
• GRPCRoute
• TCPRoute
• TLSRoute

L'API non contiene parola per l'API Route. 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 le route che fanno parte della configurazione Mesh o Gateway corrispondente. Una risorsa Route può fare riferimento sia alle risorse Gateway sia Mesh.

La risorsa Route fa anche riferimento a una o più risorse di servizio di backend. I servizi sono configurati utilizzando l'API del servizio di backend. Crea una risorsa del servizio di backend che punta 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.

Route Risorse API (fai clic per ingrandire)

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

Suddivisione del traffico in base alla ponderazione (fai clic per ingrandire)

Per semplificare l'amministrazione del tuo 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 della negoziazione del protocollo a livello di applicazione (ALPN). La configurazione di TLSRoute 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 le route che fanno parte della configurazione mesh o gateway corrispondente.

La risorsa TLSRoute fa anche riferimento a una o più risorse di servizio di backend. I servizi sono 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 insieme a un parametro scope. Il proxy Envoy che agisce come gateway in entrata si associa alle porte specificate e a 0.0.0.0, che rappresenta tutti gli indirizzi IP sulla VM locale. Il seguente schema mostra i proxy Envoy di cui è stato eseguito il deployment come servizio in entrata e configurati dalla risorsa Gateway. In questo particolare esempio, i proxy Envoy sono configurati per ascoltare sulla porta 80 le connessioni in entrata dai client.

La risorsa API Gateway supporta solo il piano dati del proxy Envoy. Non supporta gRPC senza proxy. gRPCRoutes è supportato nella risorsa Gateway, ma il traffico gRPC viene instradato dal proxy Envoy, fungendo da proxy intermedio.

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

Gateway risorsa (fai clic per ingrandire)

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

Un'istanza di 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 traffico HTTP e HTTPS, crei due risorse Gateway. Configurare una risorsa Gateway con la porta 80 per il traffico HTTP e l'altra con 443 per il traffico HTTPS. Assegna al campo scope lo stesso valore per ogni campo. Cloud Service Mesh unisce dinamicamente le singole configurazioni di tutti i gateway che hanno lo stesso ambito. Sul lato del piano dati, anche i proxy Envoy in esecuzione in modalità gateway in entrata devono presentare lo stesso parametro di ambito al mesh di servizi Cloud per ricevere la configurazione Gateway. Tieni presente che devi specificare l'ambito al momento della creazione della risorsa Gateway e lo stesso ambito del parametro di bootstrap per i proxy.

Gateway comportamento di unione delle risorse (fai clic per ingrandire)

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

• Il parametro di ambito Gateway è obbligatorio. Specifica l'ambito nella risorsa Gateway e nella configurazione di bootstrap dei proxy Envoy anche quando ne 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 in entrata. 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 misti e piani dati

Puoi avere un deployment di un piano dati misto, con proxy Envoy e gRPC senza proxy nello stesso mesh. Quando crei deployment di questo tipo, considera quanto segue.

• I deployment collaterali Envoy supportano tutte le route (HTTPRoute, GRPCRoute, TCPRoute e TLSRoute).
• I deployment gRPC senza proxy supportano solo GRPCRoute.
• GRPCRoute è limitato alle funzionalità supportate solo dai deployment senza proxy gRPC.

Topologie supportate in 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 centralizzato. I proprietari dei servizi autorizzati possono aggiungere direttamente le proprie configurazioni di routing a Mesh o Gateway.

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

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

Il progetto di amministrazione Mesh può essere qualsiasi progetto che scegli e la configurazione funziona purché i progetti sottostanti abbiano la connettività di rete VPC, tramite VPC condiviso o peering di rete VPC.

Autorizzazioni e ruoli 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 di autorizzazioni networkservices.mesh.*.
• Gli amministratori del gateway devono disporre di autorizzazioni networkservices.gateways.*.
• I proprietari del servizio devono disporre delle autorizzazioni networkservices.grpcRoutes.*, networkservices.httpRoutes.* o networkservices.tcpRoutes.*.

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

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

Non sono necessari ruoli predefiniti aggiuntivi. Il ruolo predefinito esistente Amministratore rete Compute (roles/compute.networkAdmin) ha le autorizzazioni networkservices.* per impostazione predefinita. Potrebbe essere necessario aggiungere ai ruoli personalizzati le autorizzazioni descritte in precedenza.

Considerazioni e limitazioni

• La console Google Cloud non supporta le API di routing dei servizi.
• Utilizza l'API xDS versione 3 o successive.
  • Versione minima di Envoy della versione 1.20.0 (poiché le API di routing dei servizi sono supportate solo su xDS versione 3)
  • Versione minima del generatore di bootstrap gRPC della v0.14.0
• La risorsa TLSRoute è supportata solo con i proxy Envoy di cui viene eseguito il deployment come proxy o gateway collaterali.
• Sono supportate solo le VM Compute Engine con deployment Envoy automatico e i pod GKE con inserimento Envoy automatico. Non puoi utilizzare il deployment manuale con le API di routing dei servizi.
• Terraform non è supportato.
• Le API di routing dei servizi non sono compatibili con le versioni precedenti delle API.
• Quando una risorsa TCPRoute è collegata a una risorsa Mesh, la porta utilizzata per corrispondere al traffico TCP può essere utilizzata per gestire altri elementi ad eccezione del traffico descritto da questo 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 instradato dalla risorsa HTTPRoute non può utilizzare la porta 8000 anche se gli indirizzi IP sottostanti sono diversi. Questo limite deriva dall'implementazione del proxy Envoy, che assegna prima la route corrispondente 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 automaticamente che fungono da gateway in entrata non devono avere l'argomento serving_ports per il flag --service-proxy.
• Il deployment automatico di Envoy non supporta la fornitura di un numero di progetto diverso da quello della VM.

Passaggi successivi

• Per informazioni sull'elenco delle risorse di route associate a una risorsa Mesh o Gateway, consulta Elenco delle risorse Route. Questa funzionalità è in anteprima.
• Per informazioni sulle API di routing dei servizi, leggi la documentazione relativa alle API dei servizi di rete.