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《Service Mesh实战：用Istio软负载实现服务网格》为网格服务技术的实战详解图书。作者以初学者角度展示软负载在分布式架构中承担的角色，引入容器时代主角Kubernetes；再从路由层面全面展开对Service Mesh 与Istio 的系统介绍和深入剖析，包括其功能与特色；最后通过源码剖析从实现细节上分析Istio 的几大关键设计。不论你是刚开始接触软负载的初学者，还是有一定经验的架构师，都可以在这本细致入微的图书中找到想要的实用内容。

第1 章 分布式发展史 ............................................................................................... 1

1.1 单机小型机时期 ......................................................................................................... 1

1.1.1 互联网的诞生................................................................................................. 2

1.1.2 复杂应用拆分................................................................................................. 3

1.1.3 遭遇性能问题................................................................................................. 3

1.2 集群化时期 ................................................................................................................. 4

1.2.1 从高端设备到普通PC ................................................................................... 4

1.2.2 硬件负载均衡设备 ......................................................................................... 5

1.2.3 资源配置问题................................................................................................. 5

1.2.4 积少成多的优势 ............................................................................................. 6

1.2.5 集群化架构 .................................................................................................... 6

1.2.6 软件负载设备................................................................................................. 7

1.3 服务化时期 ................................................................................................................. 8

1.3.1 应用到服务 .................................................................................................... 8

1.3.2 远程调用 ........................................................................................................ 8

1.3.3 虚拟IP 地址 ................................................................................................... 9

1.3.4 复杂的调用关系 ........................................................................................... 10

1.3.5 服务治理 ...................................................................................................... 11

1.3.6 旁路负载 ...................................................................................................... 12

1.4 微服务时期 ............................................................................................................... 13

1.4.1 服务细化 ...................................................................................................... 13

1.4.2 架构轻量化 .................................................................................................. 14

1.5 服务网格（Service Mesh）新时期 ......................................................................... 15

1.5.1 多语言的困难............................................................................................... 15

1.5.2 指数级增加的系统复杂度 ........................................................................... 15

1.5.3 Linkerd 诞生 ................................................................................................ 16

1.5.4 第一代服务网格架构 ................................................................................... 17

1.5.5 第二代服务网格架构 ................................................................................... 18

1.5.6 生产应用情况............................................................................................... 19

1.6 本章小结 ................................................................................................................... 20

第2 章 Service Mesh：以Istio 为例 ...................................................................... 21

2.1 Istio 的设计理念 ...................................................................................................... 21

2.1.1 Istio 的诞生背景 ......................................................................................... 22

2.1.2 控制一切的两个平面 ................................................................................... 23

2.1.3 接口与平台化............................................................................................... 24

2.1.4 中心化与分散化的抉择 ............................................................................... 25

2.2 数据平面 ................................................................................................................... 27

2.2.1 xDS-API ........................................................................................................ 27

2.2.2 服务负载及流量控制 ................................................................................... 28

2.2.3 入口与出口网关 ........................................................................................... 31

2.2.4 故障应急机制............................................................................................... 32

2.2.5 故障注入 ...................................................................................................... 32

2.3 控制平面 ................................................................................................................... 33

2.3.1 Pilot 结构及功能 ......................................................................................... 33

2.3.2 Mixer 结构及功能 ....................................................................................... 34

2.3.3 稳定性与容灾能力 ....................................................................................... 37

2.3.4 请求属性（Attribute） ................................................................................ 37

2.3.5 操作配置（Operator Config） .................................................................... 38

2.4 安全控制 ................................................................................................................... 40

2.4.1 Citadel 结构及功能 ..................................................................................... 42

2.4.2 Istio 身份（Identity） ................................................................................. 42

2.4.3 认证（Authentication） ............................................................................... 43

2.4.4 鉴权（Authorization） ................................................................................ 44

2.5 Hello, Istio! ............................................................................................................... 45

2.5.1 安装 Docker ................................................................................................. 45

2.5.2 安装 Kubernetes .......................................................................................... 47

2.5.3 初始化 Master 节点 ................................................................................... 48

2.5.4 配置 weave 网络插件 ................................................................................ 49

2.5.5 安装 Istio ..................................................................................................... 49

2.5.6 向 Istio 部署第一个应用 ............................................................................ 50

2.5.7 部署 BookInfo 系统 ................................................................................... 51

2.6 动手体验Istio ........................................................................................................... 53

2.6.1 几个基本概念............................................................................................... 53

2.6.2 体验1：按版本路由 .................................................................................... 55

2.6.3 体验2：按权重分流 .................................................................................... 56

2.7 BookInfo 示例分析 ................................................................................................. 57

2.7.1 IngressGateway ............................................................................................. 57

2.7.2 IngressGateway 配置 .................................................................................... 58

2.7.3 Sidecar 路由配置 ......................................................................................... 59

2.8 本章小结 ................................................................................................................... 62

第3 章 理解Istio 服务网格 .................................................................................... 65

3.1 Kubernetes 服务组网原理 ....................................................................................... 65

3.1.1 四层服务部署结构 ....................................................................................... 66

3.1.2 Node 内部流量路由 .................................................................................... 67

3.1.3 Pause 容器 ................................................................................................... 69

3.1.4 节点间通信接口CNI ................................................................................... 72

3.1.5 服务发现与 DNS ......................................................................................... 74

3.2 Sidecar 流量接管原理 ............................................................................................. 76

3.2.1 Sidecar 注入方式 ......................................................................................... 76

3.2.2 优雅的容器调试方式 ................................................................................... 78

3.2.3 Sidecar 流量劫持配置 ................................................................................. 79

3.3 Istio 服务组网 ........................................................................................................... 81

3.3.1 链路优势总结............................................................................................... 81

3.3.2 服务传输路径全览 ....................................................................................... 82

3.4 组建零信任安全网络（Zero Trust Network） ....................................................... 83

3.4.1 点对点的安全传输 ....................................................................................... 84

3.4.2 身份认证（Authentication） ....................................................................... 86

3.4.3 安全命名（Secure Naming） ...................................................................... 89

3.4.4 服务鉴权（Authorization） ........................................................................ 89

3.4.5 启用Istio 服务网格安全 .............................................................................. 91

3.5 Istio 的扩展设计 ...................................................................................................... 96

3.5.1 Sidecar 对接适配 ......................................................................................... 96

3.5.2 平台适配 .................................................................................................... 100

3.5.3 扩展模板（Template） .............................................................................. 104

3.6 本章小结 ................................................................................................................. 108

第4 章 Istio 周边生态一览 ................................................................................... 109

4.1 链路跟踪 Jaeger/Zipkin ......................................................................................... 110

4.1.1 链路跟踪诞生的前因后果 ......................................................................... 110

4.1.2 Jaeger 能做什么 ........................................................................................ 110

4.1.3 如何在 Istio 中使用 Jaeger ..................................................................... 112

4.1.4 使用 Trace ID 来查询跟踪信息 ............................................................... 115

4.2 分布式监控 Prometheus ........................................................................................ 117

4.2.1 监控需求的由来及现状 ............................................................................. 117

4.2.2 Prometheus 的功能及特点 ........................................................................ 118

4.2.3 Prometheus 架构简介 ................................................................................ 118

4.2.4 如何在 Istio 中使用 Prometheus ............................................................. 120

4.2.5 配置监控报警来实时掌握应用状态 ......................................................... 124

4.3 监控大盘 Grafana .................................................................................................. 129

4.3.1 什么是 Grafana .......................................................................................... 129

4.3.2 如何在 Istio 中使用 Grafana ................................................................... 130

4.3.3 生成新的 Grafana 仪表盘 ........................................................................ 132

4.3.4 配置 Grafana 报警通道 ............................................................................ 135

4.4 分布式日志 Fluentd............................................................................................... 137

4.4.1 什么是 Fluentd .......................................................................................... 137

4.4.2 如何在 Istio 中使用 Fluentd ................................................................... 139

4.4.3 在 Kibana 中查看日志 ............................................................................. 147

4.4.4 Elasticsearch 映射配置 .............................................................................. 149

4.5 服务图谱 ................................................................................................................. 156

4.6 本章小结 ................................................................................................................. 157

第5 章 Istio 部分源码剖析 ................................................................................... 159

5.1 Sidecar（Envoy）源码分析 .................................................................................. 160

5.1.1 准备编辑器 ................................................................................................ 160

5.1.2 编译Envoy 调试版本 ................................................................................ 161

5.1.3 配置 Envoy 调试环境 .............................................................................. 162

5.1.4 整体架构 .................................................................................................... 168

5.1.5 过滤链与 HTTP 代理 ............................................................................... 171

5.1.6 xDS 相关逻辑 ............................................................................................ 182

5.2 Pilot 源码分析 ........................................................................................................ 187

5.2.1 Go 语言简介 .............................................................................................. 187

5.2.2 编译 Istio 调试版本 ................................................................................. 188

5.2.3 配置 Istio 调试环境 ................................................................................. 192

5.2.4 用单元测试快速调试 ................................................................................. 195

5.2.5 如何进行启动调试 ..................................................................................... 196

5.2.6 Pilot 初始化与平台对接 ........................................................................... 198

5.2.7 模型数据映射及CRD 监听 ..................................................................... 203

5.2.8 Envoy xDS 对接服务 ................................................................................ 206

5.3 Mixer 源码分析 ..................................................................................................... 211

5.3.1 Mixer 初始化逻辑 ..................................................................................... 213

5.3.2 前置检查逻辑详解 ..................................................................................... 217

5.3.3 适配器数据流及模板原理 ......................................................................... 223

5.3.4 缓存原理与实现 ......................................................................................... 233

5.4 本章小结 ................................................................................................................. 244

第6 章 服务网格企业实践 .................................................................................... 245

6.1 升级，值得吗 ......................................................................................................... 246

6.1.1 升级服务网格的基本要求 ......................................................................... 246

6.1.2 如何评估是否需要升级 ............................................................................. 247

6.2 从架构上考虑的问题 ............................................................................................. 248

6.2.1 当前系统所处的状态 ................................................................................. 248

6.2.2 迁移中需要考虑的几点 ............................................................................. 249

6.3 蚂蚁金服SOFAMesh 简介 .................................................................................... 251

6.3.1 项目组成 .................................................................................................... 251

6.3.2 特色功能 .................................................................................................... 252

6.4 蚂蚁金服渐近式迁移最佳实践 ............................................................................. 253

6.4.1 制定总体路线............................................................................................. 253

6.4.2 保证迁移前后服务网络互通 ..................................................................... 256

6.4.3 透明拦截带来的弹性升级 ......................................................................... 256

6.4.4 遗留架构在迁移过程中的问题 ................................................................. 257

6.5 本章小结 ................................................................................................................. 260

第7 章 结语及附录 .............................................................................................. 261

7.1 服务网格在整体架构中的定位 ............................................................................. 261

7.1.1 现代软负载应具备的功能 ......................................................................... 261

7.1.2 服务网格在系统技术栈中的定位 ............................................................. 262

7.2 软负载发展方向与未来 ......................................................................................... 263

7.2.1 技术发展的本质 ......................................................................................... 263

7.2.2 再谈软负载的发展 ..................................................................................... 264

7.3 附录——A-Mixer 所有的支持属性值 .................................................................. 266

7.4 引用目录 ................................................................................................................. 266

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从未来考虑，基础设施会更加健全。研发人员需要将更多的精力聚焦于网络末端，做出原创性应用。

书籍介绍

《Service Mesh实战：用Istio软负载实现服务网格》为网格服务技术的实战详解图书。作者以初学者角度展示软负载在分布式架构中承担的角色，引入容器时代主角Kubernetes；再从路由层面全面展开对Service Mesh 与Istio 的系统介绍和深入剖析，包括其功能与特色；最后通过源码剖析从实现细节上分析Istio 的几大关键设计。不论你是刚开始接触软负载的初学者，还是有一定经验的架构师，都可以在这本细致入微的图书中找到想要的实用内容。