如何使用Rancher 2.0在Kubernetes叢集上部署Istio
Service mesh旨在解決雲原生應用之間服務拓撲的連線問題。如果你想要構建雲原生應用，那麼就需要Service mesh。Istio是Service mesh中的一個明星專案，在Istio文件中對其有非常全面的介紹：https://istio.io/docs/concepts/what-is-istio/。Istio基於Envoy Proxy，是一個極其有前景的Service mesh解決方案，有多家科技巨頭對其進行聯合開發。
目前，Istio最適合Kubernetes，但未來也會支援其他平臺。因此，為了部署Istio並且展示其功能，首先需要一個Kubernetes叢集。滿足這一條件之後，使用Rancher 2.0將十分容易。
前期準備
為了能夠順利demo，你需要做如下準備：
- 一個Google Cloud賬號，免費的即可
- 一個Ubuntu 16.04例項（這將是Rancher例項的執行環境）
- 一個部署於Google Cloud Platform並且使用GKE服務的Kubernetes叢集。本次demo使用的是1.10.5-gke.2版本
- Istio 0.8.0（這是本文成稿時使用的版本，現在Istio 1.0已釋出）
一般情況下，本教程中的步驟對於更新的版本也適用。
啟動Rancher 2.0
首先，啟動一個Rancher 2.0例項。關於如何啟動Rancher 2.0，可以參考Rancher官網上的入門教程，非常簡潔直觀（https://rancher.com/quick-start/）。必要的步驟也會在下文中列出。
本文示例將使用Google Cloud Platform，所以我們首先啟動一個Ubuntu例項並且通過Console 或者CLI（https://cloud.google.com/compute/docs/instances/create-start-instance）。使用HTTP和HTTPs協議與其通訊。實現上述目的的命令如下：
請確保Rancher 例項至少有1 vCPU和大約4GB的RAM可用。
接著，通過ssh登入到Ubuntu例項並且安裝Docker（https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/ubuntu/）。Docker安裝完成之後，即可啟動Rancher驗證其是否正在執行。
獲得Ubuntu例項的公共IP地址，並用你的瀏覽器訪問它。
接著頁面會重新跳轉到Rancher的HTTPs協議頁面上，並且你將看到瀏覽器的警告。因為Rancher使用的是自簽名證書。不需要理會這些警告，因為你已經啟動了例項（千萬不要在不受信任的網站上進行這項操作），接下來開始設定管理員密碼和伺服器URL來啟動Rancher 2.0。下面就可以開始啟動Kubernetes叢集了。
啟動一個Kubernetes叢集
首先，你需要一個附加以下角色的Google雲服務賬號：Compute Viewer，Kubernetes Engine Admin, Service Account User, Project Viewer。接著，你需要生成服務賬戶金鑰，具體步驟請參考：https://cloud.google.com/iam/docs/creating-managing-service-account-keys
現在你可以用你的服務賬戶金鑰來使用Rancher 2.0啟動一個Kubernetes叢集（使用預設的Compute Engine服務帳戶是安全的）：
請留意<SA-NAME>@developer.gserviceaccount.com值，你稍後還會用到它。
現在，你已經做好啟動叢集的準備工作了。開啟Rancher的面板，然後點選【新增叢集／Add Cluster】。你需要執行以下操作：
- 在選擇Kubernetes託管服務提供商時，選擇GCE；
- 為你的叢集起一個名字，比如rancher-demo；
- 將服務金鑰詳細資訊從上述步驟中生成的key.json檔案匯出或複製貼上到Service Account欄位中。
接著去【配置節點／Configure Nodes】選項並按如下選擇：
- Kubernetes版本的選擇，你可以選擇最新版本，不過本測試是在1.10.5-gke.2版本上進行的；
- 區域的選擇，選擇離你最近的區域；
- 機器型別的選擇，至少需要 n1-standard-1；
- 至於節點數，對於Istio Demo來說，至少需要4個節點。
當上述內容設定完成之後，你的設定頁面如下圖所示：
毫不猶豫地點選【建立／Create】吧。
幾分鐘之後，你可以在Rancher的面板上看到叢集處於活躍狀態。還記得上文提到的<SA-NAME>@developer.gserviceaccount.com值嗎？現在它要派上用場了。你需要用它來授予當前使用者群集管理員許可權（需要管理員許可權才能為Istio建立必要的RBAC規則）。為此，你需要點選Rancher面板上rancher-demo的叢集名字，然後進入rancher-demo的叢集面板。
現在啟動kubectl，這將開啟這個特定群集的kubectl命令列。你還可以匯出Kubeconfig檔案，與本地安裝的kubectl一起使用。基於本次例項的目的，使用Rancher提供的命令列就可以了。你打開了命令列之後，執行下列命令：
在Rancher上部署Istio
Istio有一個Helm包，Rancher可以用它安裝Istio。想要獲得官方的Istio Helm包，需要將Istio的庫新增到Rancher的應用目錄裡。為此，首先要訪問Rancher Global View，進入目錄選項，並選擇【新增目錄】，名字填寫istio-github，目錄URL為https://github.com/istio/istio.git（Rancher可以處理git clone處理的任何事情），在Branch的部分，你可以寫branch名字，並將其設定為master。設定完成後，應該如下截圖所示：
點選【建立／Create】。
在這一步，你將開始使用Rancher Catalog部署Istio。首先，訪問rancher-demo叢集的預設專案，並且選擇目錄應用。當你點選【啟動／Launch】之後，你將看到許多預設可用的應用。由於此demo是關於Istio的，在【所有目錄／All Catalogs】中選擇istio-github目錄，也就是你剛剛自行建立的那個。這將為您提供兩個選項：istio和istio-remote。選擇istio並點選【檢視詳情／View Details】，你將看到部署Istio的選項，按如下選擇：
- 設定名字為istio-demo；
- 讓模板版本保持為0.8.0；
- 預設的istio的名稱空間是istio-system，因此這裡就將名稱空間設定為istio-system；
- 在預設情況下，Istio不會加密元件之間的訪問，但加密功能挺重要的，因此我們需要把加密這一功能加上，；
- Istio的helm chart預設不新增Grafana，我們也應該把它加上。
點選Add Answer，將global.controlPlaneSecurityEnabled和grafana.enabled的值設定為true。即可新增上述功能。
完成上述操作之後，介面應該如下圖所示：
點選【啟動／Launch】。
如果你現在看到工作負載的標籤，那麼你應該能看到Istio的所有元件正在你的叢集裡執行，同時請確保所有的工作負載都是綠色的。此外，還需要檢查負載均衡標籤，istio-ingress和istio-ingressgateway都應該處於活躍狀態。
如果istio-ingressgateway處於待定（Pending）狀態，那麼你需要再次申請istio-ingressgateway服務。具體步驟是：點選Import Yaml；對於Import Mode，選擇【叢集：將任何資源直接匯入此叢集】Cluster: Direct import of any resources into this cluster；將 istio-demo-ingressgateway.yaml 服務複製/貼上到 Import Yaml 編輯器並點選匯入：
這一步驟將解決 istio-ingressgateway待定狀態的問題。
現在，你需要在Rancher的面板上檢查Istio所有的工作負載、負載均衡以及服務發現均處於良好狀態。
最後還有一樣東西需要新增：在你的預設名稱空間裡新增一個istio-injected標籤，Istio sidecar容器會自動注入你的節點，執行下方的kubectl命令（如上文所述，你可以從Rancher內部啟動kubectl）。
這一標籤將使得Istio-Sidecar-Injector自動將Envoy容器注入您的應用程式節點。
部署Bookinfo示例應用
現在，你可以開始部署一個測試應用並且測試Istio的強大功能。首先，部署Bookinfo示例應用。這個應用有趣的部分在於它有三個版本的reviews程式同時執行。我們可-以在這三個版本的程式中體驗到Istio的一些功能。接著，訪問rancher-demo的預設專案中的工作負載來部署Bookinfo app，具體的操作是：
- 點選Import Yaml；下載bookinfo.yaml（https://info.rancher.com/hubfs/bookinfo.yaml）到本地；
- 當你進入Import Yaml選單之後，通過從檔案讀取，將其上傳至Rancher；
- 對於 Import Mode，選擇【叢集：將任何資源直接匯入此叢集】Cluster: Direct import of any resources into this cluster；
- 點選【匯入/Import】。
這應該為您的rancher-demo Default專案增加6個工作負載。如下圖：
現在，通過Istio暴露Bookinfo app，你需要應用此bookinfo-gateway.yaml(https://info.rancher.com/hubfs/bookinfo-gateway.yaml)，操作方式與bookinfo.yaml相同。此時，你可以用瀏覽器訪問bookinfo app。你有兩種方式可以獲取istio-ingressgateway負載均衡器的外部IP地址：
第一，從Rancher中獲取。訪問負載均衡，從右手邊的選單欄選擇View in API。它將開啟一個新的瀏覽器頁面，在那搜尋publicEndpoints -> addresses，你就可以看到公共IP地址了。
第二，通過kubectl獲取:
用你的瀏覽器訪問： http://${INGRESS_HOST}/productpage，然後你應該看到Bookinfo app。多次重新整理頁面時，你應該看到 Book Reviews部分有三個不同版本：第一個版本沒有星星；第二個版本有黑星星；第三個版本有紅星星。
使用Istio，您可以限制您的應用僅路由到應用的第一個版本。具體操作為：匯入 route-rule-all-v1.yaml（ https://info.rancher.com/hubfs/route-rule-all-v1.yaml）到Rancher，幾秒之後再重新整理頁面，你將不會在reviews上看到任何星星。
除此之外，你也可以僅將流量路由到一組使用者。當你匯入route-rule-reviews-test-v2.yaml到Rancher之後，使用jason這個使用者名稱（無需密碼）登入Bookinfo app，你應該只能看到版本2的reviews（即有黑星星的版本）。但登出之後，你僅能看到版本1reviews的app。
至此，你已經體會了Istio的強大功能。當然，這並非全部，Istio還有很多其他功能。建立此設定後，您可以完成Istio文件中的任務。
Istio的遙感
現在是時候深入瞭解Istio另一個更有用的功能 ：預設情況下提供指標。
讓我們從Grafana開始。當我們部署Istio時，值設定為true的grafana.enabled建立了一個grafana例項，並配置為收集Istio的指標以幾個面板中顯示它們。預設情況下，Grafana的服務不會公開顯示，因此想要檢視指標，首先需要將Grafana的服務暴露給公共IP地址。當然，還有另一個選項也可以暴露服務：NodePort（https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/#nodeport），但是這要求你在Google Cloud Platform防火牆的所有節點上開放Nodeport，這不止有一項任務，因此通過公共IP地址暴露服務更為簡單。
為此，在rancher-demo的預設專案中訪問工作負載並選擇【服務發現】標籤。當所有在叢集上的工作都完成之後，應該有5項服務在預設的名稱空間內，有12項服務在istio-system名稱空間內，並且所有這些服務都處於活躍狀態。接著，選擇grafana服務，並且從右邊的選單欄內選擇 View/Edit YAML。
找到包含type: ClusterIP的那行，將其改為type: LoadBalancer，並點選【儲存/Save】。然後它應該開始在Google Cloud Platform中配置負載均衡器，並在其預設埠3000上暴露Grafana。如果想要獲取Grafana的公共IP地址的話，只需重複bookinfo示例中獲取IP地址的步驟即可，即在API中檢視grafana服務，你可以在其中找到IP地址，或通過kubectl獲取它：
用你的瀏覽器訪問：http://${GRAFANA_HOST}:3000/，選擇其中一個面板，比如 Istio Service。通過此前應用的配置，我們限制了流量，僅顯示版本1的reveiws應用。從服務的下拉選單中選擇 reviews.default.svc.cluster.local，就可以從圖表中檢視。現在使用以下命令從Rancher的kubectl生成一些流量：
需要等待約5分鐘，為Grafana生成的流量將會顯示在如下面板上：
如果你滾動面板，在SERVICE WORKLOADS下你將看到Incoming Requests by Destination And Response Code的圖表，它要求Reviews應用程式只在v1端點結束。如果你使用以下命令，生成對版本2的應用的請求（請記得使用者jason可以訪問版本2的reviews 應用）：
你應該也可以看到顯示在版本2的應用上的請求：
用同樣的方式，也可能可以暴露並且看到Istio其他預設的指標，比如Prometheus, Tracing 和ServiceGraph。
總結與思考
正如你所看到的，Istio是一個具有強大功能並且十分實用的service mesh平臺。在未來，它一定會成為雲原生生態中一個核心工具。但目前， Istio仍暫不建議進入生產環境。引用Kelsey Hightower的一句話：“不要只消耗它，將它部署到生產環境中。你將成為新聞焦點”。無論如何，請你堅信，在不久的將來，Istio一定會被部署到生產環境中。
至於Rancher 2.0，它對於檢視Kubernetes叢集狀態、所有的工作負載、服務以及節點都十分實用。它通過WebUI提供了一種簡易的方式來管理叢集並通過Helm Charts部署應用，即便對於不太熟悉Kubernetes的人來說，Rancher也十分容易上手。使用Rancher 2.0，你會擁有管理Kubernetes叢集所需的一切，並對其狀態有一個很好的概覽。我相信，Rancher的小夥伴們之後會繼續新增越來越多實用的功能來不斷完善Rancher。