目录
1 什么是Istio
服务网格是一个独立的基础设施层，用来处理服务之间的通信。现代的云原生应用是由各种复杂技术构建的服务体系，服务网格负责在这些组成部分之间进行可靠的请求传递。目前典型的服务网格通常提供了一组轻量级的网络代理，这些代理会在应用无感知的情况下，同应用并行部署、运行。
前面提到，Istio出自名门，由Google、IBM和Lyft在2017年5月合作推出，它的初始设计目标是在Kubernetes的基础上，以非侵入的方式为运行在集群中的微服务提供流量管理、安全加固、服务监控和策略管理等功能。
Istio有助于降低部署的复杂性，并减轻开发团队的压力。它是一个完全开放源代码的服务网格，透明地分层到现有的分布式应用程序上。它也是一个平台，包括允许它集成到任何日志平台、遥测或策略系统中的api。Istio的多种功能集使我们能够成功、高效地运行分布式微服务体系结构，并提供一种统一的方式来保护、连接和监视微服务。
传统的spring cloud微服务项目
**基于Istio架构微服务项目 **
2 Istio特征
-
连接：对网格内部的服务之间的调用所产生的流量进行智能管理，并以此为基础，为微服务的部署、测试和升级等操作提供有力保障。
-
安全：为网格内部的服务之间的调用提供认证、加密和鉴权支持，在不侵入代码的情况下，加固现有服务，提高其安全性。
-
策略：在控制平面定制策略，并在服务中实施。
-
观察：对服务之间的调用进行跟踪和测量，获取服务的状态信息。
下面对这些特性展开详细描述。
2.1 连接
微服务错综复杂，要完成其业务目标，连接问题是首要问题。连接存在于所有服务的整个生命周期中，用于维持服务的运行，算得上重中之重。
相对于传统的单体应用，微服务的端点数量会急剧增加，现代的应用系统在部分或者全部生命周期中，都存在同一服务的不同版本，为不同的客户、场景或者业务提供不同的服务。同时，同一服务的不同版本也可能有不同的访问要求，甚至产生了在生产环境中进行测试的新方法论。错综复杂的服务关系对开发者来说都是很严峻的考验。
2.2 安全
安全也是一个常谈常新的话题，在过去私有基础设施结合单体应用的环境下，这一问题并不突出，然而进入容器云时代之后，以下问题出现了。
（1）有大量容器漂浮在容器云中，采用传统的网络策略应对这种浮动的应用是比较吃力的。
（2）在由不同的语言、平台所实现的微服务之间，实施一致的访问控制也经常会因为实现的不一致而困难重重。
（3）如果是共享集群，则服务的认证和加密变得尤为重要，例如：
◎ 服务之间的通信要防止被其他服务监听；
◎ 只有提供有效身份的客户端才可以访问指定的服务；
◎ 服务之间的相互访问应该提供更细粒度的控制功能。
总之，要提供网格内部的安全保障，就应具备服务通信加密、服务身份认证和服务访问控制（授权和鉴权）功能。
上述功能通常需要数字证书的支持，这就隐藏了对CA的需求，即需要完成证书的签发、传播和更新业务。
除了上述核心要求，还存在对认证失败的处理、外部证书（统一 CA）的接入等相关支撑内容。
2.3 策略
Istio 通过可动态插拔、可扩展的策略实现访问控制、速率限制、配额管理等功能使得资源在消费者之间公平分配
在Istio中使用Mixer作为策略的执行者，Envoy的每次调用，在逻辑上都会通过Mixer进行事先预检和事后报告，这样Mixer就拥有了对流量的部分控制能力；在Istio中还有为数众多的内部适配器及进程外适配器，可以和外部软件设施一起完成策略的制定和执行。
2.4 观察
随着服务数量的增加，监控和跟踪需求自然水涨船高。在很多情况下，可观察的保障都是系统功能的重要组成部分，是系统运维功能的重要保障。
随着廉价服务器（相对于传统小型机）的数量越来越多，服务器发生故障的频率也越来越高，人们开始产生争论：我们应该将服务器视为家畜还是宠物？家畜的特点：是有功能、无个性、可替换；而宠物的特点：是有功能、有个性、难替换。
我们越来越倾向于将服务器视为无个性、可替换的基础设施，如果主机发生故障，那么直接将其替换即可；并且，我们更加关注的是服务的总体质量。因此，微服务系统监控，除了有传统的主机监控，还更加重视高层次的服务健康监控。
服务的健康情况往往不是非黑即白的离散值，而是一系列连续状态，例如我们经常需要关注服务的调用成功率、响应时间、调用量、传输量等表现。
而且，面对数量众多的服务，我们应该能对各种级别和层次的指标进行采样、采集及汇总，获取较为精密、翔实的运行数据，最终通过一定的方法进行归纳总结和展示。
与此同时，服务网格还应提供分布式跟踪功能，对服务的调用链路进行跟踪。
观察性：动态获取服务运行数据和输出，提供强大的调用链、监控和调用日志收集输出的能力。配合可视化工具，可方便运维人员了解服务的运行状况，发现并解决问题。
3 Istio与服务治理
Istio是一个服务治理平台，治理的是服务间的访问，只要有访问就可以治理，不在乎这个服务是不是是所谓的微服务，也不要求跑的代码是微服务化的。单体应用不满足微服务用Istio治理也是完全可以的。提起“服务治理”，大家最先想到的一定是“微服务的服务治理”，就让我们从微服务的服务治理说起。
3.1服务治理的三种形态
服务治理的演变至少经过了以下三种形态。
第1种形态：在应用程序中包含治理逻辑
在微服务化的过程中，将服务拆分后会发现一堆麻烦事儿，连基本的业务连通都成了问题。在处理一些治理逻辑，比如怎么找到对端的服务实例，怎么选择一个对端实例发出请求，都需要自己写代码来实现。这种方式简单，对外部依赖少，但会导致存在大量的重复代码。所以，微服务越多，重复的代码越多，维护越难；而且，业务代码和治理逻辑耦合，不管是对治理逻辑的全局升级，还是对业务的升级，都要改同一段代码。
如下图所示
第2种形态：治理逻辑独立的代码
在解决第1种形态的问题时，我们很容易想到把治理的公共逻辑抽象成一个公共库，让所有微服务都使用这个公共库。在将这些治理能力包含在开发框架中后，只要是用这种开发框架开发的代码，就包含这种能力，非常典型的这种服务治理框架就是Spring Cloud。这种形态的治理工具在过去一段时间里得到了非常广泛的应用。
SDK模式虽然在代码上解耦了业务和治理逻辑，但业务代码和 SDK还是要一起编译的，业务代码和治理逻辑还在一个进程内。这就导致几个问题：业务代码必须和 SDK 基于同一种语言，即语言绑定。例如，Spring Cloud等大部分治理框架都基于Java，因此也只适用于 Java 语言开发的服务。经常有客户抱怨自己基于其他语言编写的服务没有对应的治理框架；在治理逻辑升级时，还需要用户的整个服务升级，即使业务逻辑没有改变，这对用户来说是非常不方便的。
如下图所示
第3种形态：治理逻辑独立的进程
SDK模式仍旧侵入了用户的代码，那就再解耦一层，把治理逻辑彻底从用户的业务代码中剥离出来，这就是前面提过的Sidecar模式。显然，在这种形态下，用户的业务代码和治理逻辑都以独立的进程存在，两者的代码和运行都无耦合，这样可以做到与开发语言无关，升级也相互独立。在对已存在的系统进行微服务治理时，只需搭配 Sidecar 即可，对原服务无须做任何修改，并且可以对老系统渐进式升级改造，先对部分服务进行微服务化。
如下图所示
总结
比较以上三种服务治理形态，我们可以看到服务治理组件的位置在持续下沉，对应用的侵入逐渐减少。
微服务作为一种架构风格，更是一种敏捷的软件工程实践，说到底是一套方法论；与之对应的 Istio 等服务网格则是一种完整的实践，Istio 更是一款设计良好的具有较好集成及可扩展能力的可落地的服务治理工具和平台。
所以，微服务是一套理论，Istio是一种实践。
4 Istio与Kubernetes
4.1 Kubernetes介绍
Kubernetes是一款用于管理容器化工作的负载和服务的可移植、可扩展的开源平台，拥有庞大、快速发展的生态系统，它面向基础设施，将计算、网络、存储等资源进行紧密整合，为容器提供最佳运行环境，并面向应用提供封装好的、易用的工作负载与服务编排接口，以及运维所需的资源规格、弹性、运行参数、调度等配置管理接口，是新一代的云原生基础设施平台。
从平台架构而言，Kubernetes的设计围绕平台化理念，强调插件化设计与易扩展性，这是它与其他同类系统的最大区别之一，保障了对各种不同客户应用场景的普遍适应性。另外，Kubernetes与其他容器编排系统的显著区别是Kubernetes并不把无状态化、微服务化等条件作为可运行的工作负载的约束。
如今，容器技术已经进入产业落地期，而Kubernetes作为容器平台的标准已经得到了广泛应用。
4.2 Istio是Kubernetes的好帮手
从场景来看，Kubernetes已经提供了非常强大的应用负载的部署、升级、扩容等运行管理能力。Kubernetes 中的 Service 机制也已经可以做服务注册、服务发现和负载均衡，支持通过服务名访问到服务实例。
从微服务的工具集观点来看，Kubernetes本身是支持微服务的架构，在Pod中部署微服务很合适，也已经解决了微服务的互访互通问题，但对服务间访问的管理如服务的熔断、限流、动态路由、调用链追踪等都不在Kubernetes的能力范围内。那么，如何提供一套从底层的负载部署运行到上层的服务访问治理端到端的解决方案？
目前，最完美的答案就是在Kubernetes上叠加Istio这个好帮手
4.3 Kubernetes是Istio的好基座
总结
Kubernetes在容器编排领域已经成为无可争辩的事实标准；微服务化的服务与容器在轻量、敏捷、快速部署运维等特征上匹配，这类服务在容器中的运行也正日益流行；随着Istio 的成熟和服务网格技术的流行，使用 Istio 进行服务治理的实践也越来越多，正成为服务治理的趋势；而 Istio 与 Kubernetes 的天然融合且基于 Kubernetes 构建，也补齐了Kubernetes的治理能力，提供了端到端的服务运行治理平台。这都使得Istio、微服务、容器及Kubernetes形成一个完美的闭环。
云原生应用采用 Kubernetes 构建应用编排能力，采用 Istio 构建服务治理能力，将逐渐成为企业技术转型的标准配置。
5 Istio与服务网格
5.1 时代选择服务网格
5.2 服务网格选择Istio
istio原理图
总结
时代选择服务网格是因为架构的发展
服务网格选择istio是因为提供一套开箱即用的容器应用运行治理的全栈服务
