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Descomplicando Istio

Day 2

Estratégias de gerenciamento de tráfego (traffic management):

  • traffic request => roteamento baseado nas configurações das requisições (requests), como por exemplo campos do header.

  • traffic shifting => roteamento baseado no peso (valor ou percentual) das requisições. É útil para canary deploy.

  • fault injection => roteamento baseado em cenários de falhas das requisições para testar a resiliência das aplicações e microsserviços.

  • request timeout => roteamento baseado em cenários em que ocorre timeout das requisições para testar a resiliência das aplicações e microsserviços.

  • circuit breaking => roteamento baseado em cenários em que ocorre problemas de conectividade ou falha de um ou mais microsserviços que formam uma ou mais aplicações.

  • mirroring => espelhamento de tráfego, bem útil para testes de uma versão nova de um aplicação sem impactar a versão em uso no ambiente de produção. Necessário ter o ambiente de produção replicado (duplica o custo). Necessário ter o ambiente de produção replicado (duplica o custo).O Istio descarta as requisições espelhadas após chegarem nas aplicações para evitar duplicidade no processamento para o usuário final.

Mais informações sobre os conceitos do Istio, podem ser encontrados nos links a seguir.

Traffic management

Para mais informações sobre este assunto, acesse a página: https://istio.io/v1.24/docs/concepts/traffic-management/

Crie variáveis de ambiente uteis para baixar os arquivos complementares

export ISTIO_RELEASE=1.24
export ISTIO_BASE_URL="https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-$ISTIO_RELEASE/samples/"
export ISTIO_BOOKINFO_URL="$ISTIO_BASE_URL/bookinfo/"
export ISTIO_ADDONS_URL="$ISTIO_BASE_URL/addons"
export ISTIO_HTTPBIN_URL="$ISTIO_BASE_URL/httpbin/"

Crie um port-forward para acessar a página do produto Bookinfo por meio do gateway que acabou de provisionar.

MY_NAMESPACE='myapp'
kubectl -n $MY_NAMESPACE port-forward svc/bookinfo-gateway-istio 8080:80

Usando o navegador, acesse a página http://localhost:8080/productpage.

Envie tráfego para o aplicativo Bookinfo, para que o Kiali gere o gráfico de tráfego:

for i in $(seq 1 10000); do curl -sSI -o /dev/null http://localhost:8080/productpage; done

Request routing

Para mais informações sobre esta atividade, acesse a página: https://istio.io/v1.24/docs/tasks/traffic-management/request-routing/#about-this-task

O Istio usa virtualservices para definir regras de rota. Execute o comando a seguir para aplicar serviços virtuais que roteiam todo o tráfego para v1 de cada microsserviço:

kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$ISTIO_BOOKINFO_URL/networking/virtual-service-all-v1.yaml"

Obtenha informações sobre o status dos virtualservices e destinationrules.

kubectl -n $MY_NAMESPACE get virtualservices
kubectl -n $MY_NAMESPACE get virtualservices -o yaml

Conforme mostra a figura abaixo, todo o tráfego entre as aplicações é destinado apenas para a v1.

Bookinfo productpage

O resultado esperado é explicado na página: https://istio.io/v1.24/docs/tasks/traffic-management/request-routing/#test-the-new-routing-configuration

Route based on user identity

Para mais informações sobre esta atividade, acesse a página: https://istio.io/v1.24/docs/tasks/traffic-management/request-routing/#route-based-on-user-identity

Altere a configuração da rota para que todo o tráfego de um usuário específico seja roteado para uma versão de serviço específica. Nesse caso, todo o tráfego de um usuário chamado Jason será roteado para o serviço reviews:v2.

Este exemplo é habilitado pelo fato de que o serviço productpage adiciona um cabeçalho de usuário final personalizado a todas as solicitações HTTP de saída para o serviço reviews. O Istio também oferece suporte ao roteamento com base em JWT fortemente autenticado no gateway de entrada.

kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$ISTIO_BOOKINFO_URL/networking/virtual-service-reviews-test-v2.yaml"

Na página /productpage do Bookinfo, faça login como usuário jason.

Atualize o navegador. O que você vê? As classificações por estrelas aparecem ao lado de cada avaliação.

Faça login como outro usuário (escolha qualquer nome que desejar).

Atualize o navegador. Agora as estrelas sumiram. Isso ocorre porque o tráfego é roteado para reviews:v1 para todos os usuários, exceto Jason.

Agora execute o seguinte comando para remover as configurações anteriores.

kubectl -n $MY_NAMESPACE delete -f "$ISTIO_BOOKINFO_URL/networking/virtual-service-all-v1.yaml"
kubectl -n $MY_NAMESPACE delete -f "$ISTIO_BOOKINFO_URL/networking/virtual-service-reviews-test-v2.yaml"

Traffic shifting

Para mais informações sobre esta atividade, acesse a página: https://istio.io/v1.24/docs/tasks/traffic-management/traffic-shifting/

Nesta tarefa, você enviará 50% do tráfego para reviews:v1 e 50% para reviews:v3. Então, você concluirá a migração enviando 100% do tráfego para reviews:v3.

O Istio usa virtualservices para definir regras de rota. Execute o comando a seguir para aplicar serviços virtuais que roteiam todo o tráfego para v1 de cada microsserviço:

kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$ISTIO_BOOKINFO_URL/networking/virtual-service-all-v1.yaml"

Obtenha informações sobre o status dos virtualservices.

kubectl -n $MY_NAMESPACE get virtualservices
kubectl -n $MY_NAMESPACE get virtualservices -o yaml

Transfira 50% do tráfego de reviews:v1 para reviews:v3 com o seguinte comando:

kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$ISTIO_BOOKINFO_URL/networking/virtual-service-reviews-50-v3.yaml"

Supondo que você decida que o microsserviço reviews:v3 é estável, você pode rotear 100% do tráfego para reviews:v3 aplicando este comando:

kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$ISTIO_BOOKINFO_URL/networking/virtual-service-reviews-v3.yaml"

Agora execute o seguinte comando para remover as configurações anteriores.

kubectl -n $MY_NAMESPACE delete -f "$ISTIO_BOOKINFO_URL/networking/virtual-service-all-v1.yaml"

Fault injection

Para mais informações sobre esta atividade, acesse a página: https://istio.io/v1.24/docs/tasks/traffic-management/fault-injection/

Nesta tarefa, você enviará 50% do tráfego para reviews:v1 e 50% para reviews:v3. Então, você concluirá a migração enviando 100% do tráfego para reviews:v3.

O Istio usa virtualservices para definir regras de rota. Execute o comando a seguir para aplicar serviços virtuais que roteiam todo o tráfego para v1 de cada microsserviço:

kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$ISTIO_BOOKINFO_URL/networking/virtual-service-all-v1.yaml"
kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$ISTIO_BOOKINFO_URL/networking/virtual-service-reviews-test-v2.yaml"

Com a execução dos comandos anteriores temos o seguinte cenário de tráfego entre os microsserviços:

  • productpage → reviews:v2 → ratings (somente para o usuário jason)
  • productpage → reviews:v1 (para todos os outros)

Obtenha informações sobre o status dos virtualservices.

kubectl -n $MY_NAMESPACE get virtualservices
kubectl -n $MY_NAMESPACE get virtualservices -o yaml

Para testar a resiliência dos microsserviços do aplicativo Bookinfo, injete um atraso de 7s entre os microsserviços reviews:v2 e ratings para o usuário jason. Este teste revelará um bug que foi introduzido intencionalmente no aplicativo Bookinfo.

Observe que o serviço reviews:v2 tem um tempo limite de conexão codificado de 10s para chamadas ao serviço ratings. Mesmo com o atraso de 7s que você introduziu, você ainda espera que o fluxo de ponta a ponta continue sem erros.

kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$ISTIO_BOOKINFO_URL/networking/virtual-service-ratings-test-delay.yaml"

Abra o aplicativo da web Bookinfo no seu navegador.

Na página da web /productpage, faça login como usuário jason.

Você espera que a página inicial do Bookinfo carregue sem erros em aproximadamente 7 segundos. No entanto, há um problema: a seção Reviews exibe uma mensagem de erro:

Sorry, product reviews are currently unavailable for this book.

Veja os tempos de resposta da página da web:

Abra o menu Ferramentas do desenvolvedor no seu navegador. Abra a guia Rede.

Recarregue a página da web /productpage. Você verá que a página realmente carrega em cerca de 6 segundos.

O resultado é explicado na página: https://istio.io/v1.24/docs/tasks/traffic-management/fault-injection/#understanding-what-happened

Agora execute o seguinte comando para remover as configurações anteriores.

kubectl -n $MY_NAMESPACE delete -f "$ISTIO_BOOKINFO_URL/networking/virtual-service-all-v1.yaml"

Mirroring

Para mais informações sobre esta atividade, acesse a página: https://istio.io/v1.24/docs/tasks/traffic-management/mirroring/

Esta tarefa demonstra os recursos de espelhamento de tráfego do Istio.

O espelhamento de tráfego, também chamado de shadowing, é um conceito que permite que equipes de recursos tragam mudanças para a produção com o mínimo de risco possível. O espelhamento envia uma cópia do tráfego ativo para um serviço espelhado. O tráfego espelhado acontece fora da banda do caminho de solicitação crítica para o serviço primário.

Nesta tarefa, você primeiro forçará todo o tráfego para a v1 de um serviço de teste. Em seguida, você aplicará uma regra para espelhar uma parte do tráfego para a v2.

Faça deploy do httpbin com os comandos a seguir.

export LEARNING_ISTIO_TAG_REPOSITORY=v2.0.0
export LEARNING_ISTIO_BASE_URL="https://raw.githubusercontent.com/aeciopires/learning-istio/refs/tags/$LEARNING_ISTIO_TAG_REPOSITORY/"
kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$LEARNING_ISTIO_BASE_URL/files/mirroring/deployment-httpbin-v1.yaml"
kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$LEARNING_ISTIO_BASE_URL/files/mirroring/deployment-httpbin-v2.yaml"
kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$LEARNING_ISTIO_BASE_URL/files/mirroring/deployment-curl-sleep.yaml"
kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$LEARNING_ISTIO_BASE_URL/files/mirroring/service-httpbin.yaml"

Crie uma regra de rota padrão para rotear todo o tráfego para a v1 do serviço HTTPBin:

kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$LEARNING_ISTIO_BASE_URL/files/mirroring/destination-rule-httpbin.yaml"

Agora, com todo o tráfego direcionado para httpbin:v1, envie requisições ao serviço com o seguinte comando.

kubectl -n $MY_NAMESPACE exec deploy/curl -c curl -- curl -sS http://httpbin:8000/headers

Verifique os logs dos pods httpbin-v1 e httpbin-v2. Você deve ver entradas de log de acesso para v1 e nenhuma para v2:

kubectl -n $MY_NAMESPACE logs deploy/httpbin-v1 -c httpbin
kubectl -n $MY_NAMESPACE logs deploy/httpbin-v2 -c httpbin

Altere a regra de rota para espelhar o tráfego para httpbin-v2:

kubectl -n $MY_NAMESPACE apply -f "$LEARNING_ISTIO_BASE_URL/files/mirroring/mirroring-httpbin.yaml"

Envie o tráfego novamente:

Agora, você deve ver o registro de acesso para v1 e v2. Os registros de acesso criados em v2 são as solicitações espelhadas que estão realmente indo para v1.

Agora execute os seguintes comandos para remover as configurações anteriores.

kubectl -n $MY_NAMESPACE delete virtualservice httpbin
kubectl -n $MY_NAMESPACE delete destinationrule httpbin
kubectl -n $MY_NAMESPACE delete deploy httpbin-v1 httpbin-v2 curl
kubectl -n $MY_NAMESPACE delete svc httpbin