在 Azure Kubernetes 服务 (AKS) 中安装和使用 Istio

项目
06/02/2023

Istio 是跨 Kubernetes 群集中的微服务提供关键功能集的开源服务网格。这些功能包括流量管理、服务标识和安全性、策略执行以及可观察性。有关 Istio 的详细信息，请参阅官方文档什么是 Istio？。

本文介绍如何安装 Istio。 Istio istioctl 客户端二进制文件已安装到客户端计算机上，Istio 组件将安装到 AKS 上的 Kubernetes 群集中。

注意

以下说明引用 Istio 版本 1.7.3。

Istio 团队已针对 Kubernetes 版本 1.16+ 测试了 Istio 1.7.x 发行版。可以在 GitHub - Istio 版本中找到其他 Istio 版本，在 Istio 新闻中找到有关每个版本的信息，在一般的 Istio 常见问题解答中找到支持的 Kubernetes 版本。

在本文中，学习如何：

下载并安装 Istio istioctl 客户端二进制文件
在 AKS 上安装 Istio
验证 Istio 安装
访问加载项
从 AKS 中卸载 Istio

准备阶段

本文中详述的步骤假设你已创建 AKS 群集（已启用 Kubernetes RBAC 的 Kubernetes 1.16 及更高版本）并已与该群集建立 kubectl 连接。如果需要帮助完成这些项目，请参阅 AKS 快速入门。

确保你已阅读 Istio 性能和可伸缩性文档，以了解在 AKS 群集中运行 Istio 时的其他资源要求。核心和内存要求将因特定工作负荷而异。选择适当数量的节点和 VM 大小以适合你的设置。

本文将 Istio 安装指南分为多个独立步骤。最终结果的结构与官方 Istio 安装指南相同。

下载并安装 Istio istioctl 客户端二进制文件

在 Linux 或适用于 Linux 的 Windows 子系统上的基于 bash 的 shell 中，使用 curl 下载 Istio 发行版，然后使用 tar 进行解压缩，如下所示：

# Specify the Istio version that will be leveraged throughout these instructions
ISTIO_VERSION=1.7.3

curl -sL "https://github.com/istio/istio/releases/download/$ISTIO_VERSION/istioctl-$ISTIO_VERSION-linux-amd64.tar.gz" | tar xz

istioctl 客户端二进制文件在客户端计算机上运行，这使你可以在 AKS 群集中安装并管理 Istio。使用以下命令在 Linux 或适用于 Linux 的 Windows 子系统上的基于 bash 的 shell 中安装 Istio istioctl 客户端二进制文件。这些命令可将 istioctl 客户端二进制文件复制到 PATH 中的标准用户程序位置。

sudo mv ./istioctl /usr/local/bin/istioctl
sudo chmod +x /usr/local/bin/istioctl

如果想要通过命令行完成 istioctl 客户端二进制文件，则按如下所示进行设置：

# Generate the bash completion file and source it in your current shell
mkdir -p ~/completions && istioctl collateral --bash -o ~/completions
source ~/completions/istioctl.bash

# Source the bash completion file in your .bashrc so that the command-line completions
# are permanently available in your shell
echo "source ~/completions/istioctl.bash" >> ~/.bashrc

下载并安装 Istio istioctl 客户端二进制文件

在 MacOS 上基于 bash 的 shell 中，使用 curl 下载 Istio 发行版，然后使用 tar 进行解压缩，如下所示：

# Specify the Istio version that will be leveraged throughout these instructions
ISTIO_VERSION=1.7.3

curl -sL "https://github.com/istio/istio/releases/download/$ISTIO_VERSION/istioctl-$ISTIO_VERSION-osx.tar.gz" | tar xz

istioctl 客户端二进制文件在客户端计算机上运行，这使你可以安装并管理 AKS 群集中的 Istio。在 MacOS 上基于 bash 的 shell 中使用以下命令安装 Istio istioctl 客户端二进制文件。这些命令可将 istioctl 客户端二进制文件复制到 PATH 中的标准用户程序位置。

sudo mv ./istioctl /usr/local/bin/istioctl
sudo chmod +x /usr/local/bin/istioctl

如果想要通过命令行完成 istioctl 客户端二进制文件，则按如下所示进行设置：

# Generate the bash completion file and source it in your current shell
mkdir -p ~/completions && istioctl collateral --bash -o ~/completions
source ~/completions/istioctl.bash

# Source the bash completion file in your .bashrc so that the command-line completions
# are permanently available in your shell
echo "source ~/completions/istioctl.bash" >> ~/.bashrc

下载并安装 Istio istioctl 客户端二进制文件

在 Windows 上基于 PowerShell 的 shell 中，使用 Invoke-WebRequest 下载 Istio 发行版，然后使用 Expand-Archive 进行解压缩，如下所示：

# Specify the Istio version that will be leveraged throughout these instructions
$ISTIO_VERSION="1.7.3"

[Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol = "tls12"
$ProgressPreference = 'SilentlyContinue'; Invoke-WebRequest -URI "https://github.com/istio/istio/releases/download/$ISTIO_VERSION/istioctl-$ISTIO_VERSION-win.zip" -OutFile "istioctl-$ISTIO_VERSION.zip"
Expand-Archive -Path "istioctl-$ISTIO_VERSION.zip" -DestinationPath .

istioctl 客户端二进制文件在客户端计算机上运行，这使你可以在 AKS 群集中安装并管理 Istio。在 Windows 上基于 PowerShell 的 shell 中使用以下命令安装 Istio istioctl 客户端二进制文件。这些命令可将 istioctl 客户端二进制文件复制到某个 Istio 文件夹，然后你就可以通过 PATH 将其设置为立即可用（在当前 shell 中）或永久可用（跨 shell 重启）。不需要提升的（管理员）特权即可运行这些命令，不需重启 shell。

# Copy istioctl.exe to C:\Istio
New-Item -ItemType Directory -Force -Path "C:\Istio"
Move-Item -Path .\istioctl.exe -Destination "C:\Istio\"

# Add C:\Istio to PATH. 
# Make the new PATH permanently available for the current User
$USER_PATH = [environment]::GetEnvironmentVariable("PATH", "User") + ";C:\Istio\"
[environment]::SetEnvironmentVariable("PATH", $USER_PATH, "User")
# Make the new PATH immediately available in the current shell
$env:PATH += ";C:\Istio\"

在 AKS 上安装 Istio Operator

Istio 提供了一个 Operator，用于管理 AKS 群集中 Istio 组件的安装和更新。我们将使用 istioctl 客户端二进制文件来安装 Istio Operator。

istioctl operator init

你应该会看到类似于以下输出的内容，从而可以确认已经安装了 Istio Operator。

Using operator Deployment image: dockerhub.azk8s.cn/istio/operator:1.7.3
✔ Istio operator installed
✔ Installation complete

Istio Operator 会安装到 istio-operator 命名空间中。请查询该命名空间。

kubectl get all -n istio-operator

你应该会看到已经部署了以下组件。

NAME                                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/istio-operator-6d7958b7bf-wxgdc   1/1     Running   0          2m43s

NAME                     TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
service/istio-operator   ClusterIP   10.0.8.57    <none>        8383/TCP   2m43s

NAME                             READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/istio-operator   1/1     1            1           2m43s

NAME                                        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/istio-operator-6d7958b7bf   1         1         1       2m43s

可以通过 kubernetes.io 来详细了解 Operator 模式以及该模式如何帮助自动执行复杂任务。

安装 Istio 组件

我们已经在 AKS 群集中成功安装了 Istio Operator，现在来安装 Istio 组件。

我们将利用 defaultIstio 配置文件来构建 Istio Operator 规范。

可以运行下面的 istioctl 命令来查看 default Istio 配置文件的配置。

istioctl profile dump default

注意

Istio 目前必须计划在 Linux 节点上运行。如果群集中有 Windows Server 节点，则必须确保 Istio Pod 仅计划在 Linux 节点上运行。我们将使用节点选择器来确保将 Pod 安排到正确的节点。

注意

Istio CNI Istio 功能目前以 Alpha 版提供，因此，在启用这些功能之前应该谨慎。

使用以下内容创建名为 istio.aks.yaml 的文件。此文件将保留 Istio Operator 规范以用于配置 Istio。

apiVersion: install.istio.io/v1alpha1
kind: IstioOperator
metadata:
  namespace: istio-system
  name: istio-control-plane
spec:
  # Use the default profile as the base
  # More details at: https://istio.io/docs/setup/additional-setup/config-profiles/
  profile: default
  # Enable the addons that we will want to use
  addonComponents:
    grafana:
      enabled: true
    prometheus:
      enabled: true
    tracing:
      enabled: true
    kiali:
      enabled: true
  values:
    global:
      # Ensure that the Istio pods are only scheduled to run on Linux nodes
      defaultNodeSelector:
        beta.kubernetes.io/os: linux
    kiali:
      dashboard:
        auth:
          strategy: anonymous

请创建 istio-system 命名空间，并将 Istio Operator 规范部署到该命名空间。 Istio Operator 将会监视 Istio Operator 规范，并且将会使用该规范在 AKS 群集中安装和配置 Istio。

kubectl create ns istio-system

kubectl apply -f istio.aks.yaml

此时，已将 Istio 部署到 AKS 群集。为确保成功部署 Istio，让我们转到验证 Istio 安装部分。

验证 Istio 安装

请查询 istio-system 命名空间，Istio Operator 已在其中安装了 Istio 和附加产品组件：

kubectl get all -n istio-system

你应该会看到以下组件：

istio* - Istio 组件
jaeger-*、tracing 和 zipkin - 用于跟踪的附加产品
prometheus - 指标附加产品
grafana - 分析和监视仪表板附加产品
kiali - 服务网格仪表板附加产品

NAME                                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/grafana-7cf9794c74-mpfbp                1/1     Running   0          5m53s
pod/istio-ingressgateway-86b5dbdcb9-ndrp5   1/1     Running   0          5m57s
pod/istio-tracing-c98f4b8fc-zqklg           1/1     Running   0          82s
pod/istiod-6965c56995-4ph9h                 1/1     Running   0          6m15s
pod/kiali-7b44985d68-p87zh                  1/1     Running   0          81s
pod/prometheus-6868989549-5ghzz             1/1     Running   0          81s

NAME                                TYPE           CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP    PORT(S)                                                      AGE
service/grafana                     ClusterIP      10.0.226.39    <none>         3000/TCP                                                     5m54s
service/istio-ingressgateway        LoadBalancer   10.0.143.56    20.53.72.254   15021:32166/TCP,80:31684/TCP,443:31302/TCP,15443:30863/TCP   5m57s
service/istiod                      ClusterIP      10.0.211.228   <none>         15010/TCP,15012/TCP,443/TCP,15014/TCP,853/TCP                6m16s
service/jaeger-agent                ClusterIP      None           <none>         5775/UDP,6831/UDP,6832/UDP                                   82s
service/jaeger-collector            ClusterIP      10.0.7.62      <none>         14267/TCP,14268/TCP,14250/TCP                                82s
service/jaeger-collector-headless   ClusterIP      None           <none>         14250/TCP                                                    82s
service/jaeger-query                ClusterIP      10.0.52.172    <none>         16686/TCP                                                    82s
service/kiali                       ClusterIP      10.0.71.179    <none>         20001/TCP                                                    82s
service/prometheus                  ClusterIP      10.0.171.151   <none>         9090/TCP                                                     82s
service/tracing                     ClusterIP      10.0.195.137   <none>         80/TCP                                                       82s
service/zipkin                      ClusterIP      10.0.136.111   <none>         9411/TCP                                                     82s

NAME                                   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/grafana                1/1     1            1           5m54s
deployment.apps/istio-ingressgateway   1/1     1            1           5m58s
deployment.apps/istio-tracing          1/1     1            1           83s
deployment.apps/istiod                 1/1     1            1           6m16s
deployment.apps/kiali                  1/1     1            1           83s
deployment.apps/prometheus             1/1     1            1           82s

NAME                                              DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/grafana-7cf9794c74                1         1         1       5m54s
replicaset.apps/istio-ingressgateway-86b5dbdcb9   1         1         1       5m58s
replicaset.apps/istio-tracing-c98f4b8fc           1         1         1       83s
replicaset.apps/istiod-6965c56995                 1         1         1       6m16s
replicaset.apps/kiali-7b44985d68                  1         1         1       82s
replicaset.apps/prometheus-6868989549             1         1         1       82s

NAME                                                       REFERENCE                         TARGETS   MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
horizontalpodautoscaler.autoscaling/istio-ingressgateway   Deployment/istio-ingressgateway   7%/80%    1         5         1          5m57s
horizontalpodautoscaler.autoscaling/istiod                 Deployment/istiod                 1%/80%    1         5         1          6m16s

也可以通过监视 Istio Operator 的日志来进一步了解安装情况。

kubectl logs -n istio-operator -l name=istio-operator -f

如果 istio-ingressgateway 显示 <pending> 的外部 IP，请在 Azure 网络分配 IP 地址之前等待几分钟。

所有 pod 应显示 Running 状态。如果 Pod 没有这些状态，请在运行之前等待一两分钟。如果任何 Pod 报告问题，请使用 kubectl describe pod 命令查看其输出和状态。

访问加载项

Istio Operator 安装了多种提供附加功能的附加产品。加载项 Web 应用程序不通过外部 IP 地址公开。

若要访问加载项用户界面，请使用 istioctl dashboard 命令。此命令使用 kubectl port-forward 和一个随机端口在客户端计算机与 AKS 群集中的相关 Pod 之间建立安全连接。然后，它会在默认浏览器中自动打开加载项 Web 应用程序。

Grafana

Istio 的分析和监视仪表板由 Grafana 提供。出现提示时，请记得使用前面通过 Grafana 机密创建的凭据。以安全方式打开 Grafana 仪表板，如下所示：

istioctl dashboard grafana

Prometheus

Istio 的指标由 Prometheus 提供。以安全方式打开 Prometheus 仪表板，如下所示：

istioctl dashboard prometheus

Jaeger

Istio 中的跟踪由 Jaeger 提供。以安全方式打开 Jaeger 仪表板，如下所示：

istioctl dashboard jaeger

Kiali

服务网格可观察性仪表板由 Kiali 提供。出现提示时，请记得使用前面通过 Kiali 机密创建的凭据。以安全方式打开 Kiali 仪表板，如下所示：

istioctl dashboard kiali

Envoy

提供一个简单的连接 Envoy 代理的接口。它提供 Envoy 代理在指定 Pod 中运行所需的配置信息和指标。以安全方式打开 Envoy 接口，如下所示：

istioctl dashboard envoy <pod-name>.<namespace>

从 AKS 中卸载 Istio

警告

从正在运行的系统中删除 Istio 可能会导致服务之间出现流量相关的问题。在继续之前，请确保对系统进行预配，以便在没有 Istio 的情况下系统仍可正常运行。

删除 Istio

若要从 AKS 群集中删除 Istio，请删除我们在之前的操作中添加的名为 istio-control-plane 的 IstioOperator 资源。 Istio Operator 将会识别出 Istio Operator 规范已删除，然后会删除所有关联的 Istio 组件。

kubectl delete istiooperator istio-control-plane -n istio-system

删除了所有 Istio 组件后，可运行以下命令进行检查。

kubectl get all -n istio-system

删除 Istio Operator

成功卸载了 Istio 之后，还可以删除 Istio Operator。

istioctl operator remove

最后，请删除 istio- 命名空间。

kubectl delete ns istio-system
kubectl delete ns istio-operator

后续步骤

若要了解 Istio 的更多安装和配置选项，请参阅以下官方 Istio 指南：

Istio - 安装指南

也可以使用以下示例应用程序按照其他方案操作：

Istio Bookinfo 应用程序示例