自问世以来，Istio因其使用Sidecar（可编程代理与应用容器一同部署）而备受认可。这种架构选择使Istio用户能够享受其好处，而无需对其应用进行 drast 改变。这些可编程代理，与应用容器紧密部署在一起，因其能够引入Istio的诸多好处而备受赞誉，同时又无需对应用进行重大更改。但总有改进的空间，现在Istio引入了环境化Mesh，这是其架构的重大演进。
Sidecar模型：优势和限制
传统Istio模型：Istio在工作负载的Pod中部署Envoy代理作为Sidecar。
Sidecar的优势：无需重构应用即可享受Istio的功能。
Sidecar的限制：
- 侵入性： Sidecar需要集成到应用中，影响其Kubernetes Pod规格并重定向Pod流量。这经常导致需要重启应用Pod。
- 资源利用不足： 由于每个Sidecar代理专门分配给其配对的工作负载，资源分配可能导致集群效率低下。
- 流量中断： Istio的Sidecar可能对一些应用的流量捕获和HTTP处理造成问题。
环境化Mesh：克服限制
环境化Mesh采用分层方法，分割了Istio的功能：
- 基础层： 一个安全的覆盖层，负责路由和确保流量的零信任安全。
- 上层： 当用户需要访问Istio的广泛功能时，可以启用L7处理，而无需改变应用Pod。
这种方法的优势包括：
- 允许逐步采用Istio：从无Mesh -> 安全覆盖层 -> 完整的L7处理。
- 在不同环境模式或带有Sidecar的工作负载之间实现兼容性。
环境化Mesh的工作原理
- 在Kubernetes集群的每个节点上都有一个共享代理（ztunnel），负责Mesh内的安全连接。
- Ztunnel仅处理L4流量，将Istio的数据平面与应用关注点分离。
- 当命名空间激活环境化模式时，将建立一个零信任覆盖层（具有mTLS、遥测、认证和L4授权）。
- 对于L7功能，命名空间可以部署一个或多个基于Envoy的Waypoint代理。这些代理可以根据实时流量需求进行自动缩放。
安装环境化Mesh
(1) 下载Istio的最新版本，其中包含对环境化Mesh的alpha支持。
(2) 安装Kubernetes网关CRDs，在大多数Kubernetes集群上默认未安装
kubectl get crd gateways.gateway.networking.k8s.io &> /dev/null ||
{ kubectl kustomize "github.com/kubernetes-sigs/gateway-api/config/crd/experimental?ref=v0.8.0" | kubectl apply -f -; }(3) ambient配置文件旨在帮助您开始使用环境化Mesh。使用上面下载的istioctl命令，在您的Kubernetes集群上安装带有ambient配置文件的Istio：
istioctl install --set profile=ambient --set "components.ingressGateways[0].enabled=true" --set "components.ingressGateways[0].name=istio-ingressgateway" --skip-confirmation- 安装了Istio核心
- 安装了Istiod
- 安装了CNI
- 安装了入口网关
- 安装了Ztunnel
- 安装完成
(4) 使用以下命令验证已安装的组件：
kubectl get pods -n istio-system
名称 就绪 状态 重启次数 年龄
istio-cni-node-n9tcd 1/1 运行中 0 57秒
istio-ingressgateway-5b79b5bb88-897lp 1/1 运行中 0 57秒
istiod-69d4d646cd-26cth 1/1 运行中 0 67秒
ztunnel-lr7lz 1/1 运行中 0 69秒
kubectl get daemonset -n istio-system
名称 预期 当前 就绪 最新 可用 节点选择器 年龄
istio-cni-node 1 1 1 1 1 kubernetes.io/os=linux 70秒
ztunnel 1 1 1 1 1 kubernetes.io/os=linux 82秒安全考虑
环境化Mesh将安全性放在首位：
Ztunnel：尽管是一个共享资源，但ztunnel将其密钥限制在其节点上的工作负载上，降低风险。
- Waypoint代理： 这些共享资源被限制在一个服务账户中，减少了来自受损代理的潜在伤害。
- Envoy的作用： 凭借其强大、经过考验的特性，Envoy被认为比它配对的许多应用更安全。
性能和资源影响
- 资源效率： 环境化Mesh的ztunnel减少了每个工作负载的预留资源。Waypoint代理的动态扩展也确保了资源优化。
- 延迟问题： 虽然有一种看法认为Waypoint代理可能引入延迟，但Istio认为这能够通过与传统Sidecar模型相比减少的L7处理来平衡。
Sidecar的未来
环境化Mesh的推出并不意味着Sidecar的结束。它们仍然适用于需要专用数据平面资源的情景，比如合规性或性能调整。Istio将继续支持Sidecar，确保它们与环境化Mesh和谐共存。
总之，环境化Mesh代表了服务网格架构迈出的一大步，解决了Sidecar模型的一些挑战，并为用户提供了更多的灵活性和效率。
