Istio 網路彈性 實踐 之 故障注入 和 呼叫超時
阿新 • • 發佈：2020-08-21
## 網路彈性介紹
網路彈性也稱為運維彈性，是指網路在遇到災難事件時快速恢復和繼續執行的能力。災難事件的範疇很廣泛，比如長時間停電、網路裝置故障、惡意入侵等。
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## 超時時間
工作中常常會碰到這樣的開發、測試場景，比如：“對方處理請求時間過長，沒有及時響應，我們的程式要怎麼處理來確保不會無限期地等待”。常見的處理方式是被呼叫方使用 sleep 語句模擬響應時間過長，呼叫方設定請求超時時間過短，來造成請求超時的結果。但是這種處理方法有很多的弊端，第一：本屬於網路彈性層的東西，卻需要在程式碼中體現；第二：超時時間設定過長可能導致過多的延遲、設定過短可能導致不必要的失敗，因此超時時間需要動態調整。基於上面兩個弊端，Istio 使用虛擬服務來優雅實現超時處理。
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## Istio 超時例項
本例項需要結合 Istio 故障注入模擬被呼叫方響應請求慢的場景，有關 Istio 失敗注入之延遲請參考本人的另外一篇[博文](https://blog.51cto.com/14625168/2496878)，簡單到讓你分分鐘輕鬆完爆。
該例項的架構圖如下：
架構說明如下，本例項就是模擬客戶端呼叫 nginx，nginx 將請求轉發給 tomcat 的常見功能。tomcat 響應請求設定為 5s（通過故障注入實現，相當於 sleep 5s 邏輯），nginx 設定 client 的請求超時時間為 2s。因為 nginx 需要在 2s 內返回給 client，而 nginx 請求 tomcat 卻需要 5s，因此模擬 client 呼叫 nginx 超時的情景。
該例項資原始檔一共有 4 個，分別如下：
> client.yaml # 客戶端資源
>
> deploy.yaml # nginx、tomcat 的 deployment 資源
>
> svc.yaml # nginx、tomcat 的 service 資源
>
> vs.yaml # Istio 虛擬資源
### client.yaml 檔案
資源內容如下圖所示：
```yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: client
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: client
template:
metadata:
labels:
app: client
spec:
containers:
- name: busybox
image: busybox
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 3600"]
```
### deploy.yaml
資源內容如下圖所示：
```yml
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
labels:
server: nginx
app: web
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
server: nginx
app: web
template:
metadata:
name: nginx
labels:
server: nginx
app: web
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.14-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: tomcat
labels:
server: tomcat
app: web
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
server: tomcat
app: web
template:
metadata:
name: tomcat
labels:
server: tomcat
app: web
spec:
containers:
- name: tomcat
image: docker.io/kubeguide/tomcat-app:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
```
### svc.yaml
資源內容如下圖所示：
```yml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-svc
spec:
selector:
server: nginx
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: tomcat-svc
spec:
selector:
server: tomcat
ports:
- name: http
port: 8080
targetPort: 8080
protocol: TCP
```
### vs.yaml
Istio 虛擬服務資源內容如下所示：
```yml
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
name: jiuxi-nginx-vs
spec:
hosts:
- nginx-svc
http:
- route:
- destination:
host: nginx-svc
timeout: 2s
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
name: jiuxi-tomcat-vs
spec:
hosts:
- tomcat-svc
http:
- fault:
delay:
percentage:
value: 100
fixedDelay: 5s
route:
- destination:
host: tomcat-svc
```
此虛擬服務有兩個知識點。
第一：故障注入：
> ```
> http:
> - fault:
> delay:
> percentage:
> value: 100
> fixedDelay: 5s
> ```
>
> 該設定說明每次呼叫 tomcat-svc 的 k8s service，都會延遲 5s 才會呼叫。
第二：呼叫超時：
> ```
> hosts:
> - nginx-svc
> http:
> - route:
> - destination:
> host: nginx-svc
> timeout: 2s
> ```
>
> 該設定說明呼叫 nginx-svc 的 k8s service，請求超時時間是 2s。
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## 超時例項部署
在上面我們編寫完樣例，下面準備部署。
### Istio 注入
需要對 client 和 deploy 資原始檔進行 Istio 注入，將 client、nginx、tomcat 都放入到網格中。本人是手工注入 Istio 方式，如果你設定了自動 Istio 注入不會影響，一樣可以輕鬆完爆。
> istioctl kube-inject -f client.yaml | kubectl apply -f -
>
> istioctl kube-inject -f deploy.yaml | kubectl apply -f -
執行成功後，通過 kubectl get pods 檢視 Istio 注入情況：
### 部署 k8s service
部署 svc.yaml：
> kubectl apply -f svc.yaml
### 部署 Istio 虛擬服務
部署 vs.yaml:
> kubectl apply -f vs.yaml
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## 超時例項設定
因為要用到 nginx 對 tomcat 的轉發功能，因此需要對 nginx 做一些設定：
登入 nginx pod：
> kubectl exec -it nginx-7559f7d487-djzbb -- sh
編輯 nginx 配置檔案：
> vi /etc/nginx/conf.d/default.conf
新增和修改如下內容：
編輯完後，再執行如下語句驗證配置和讓配置生效：
自此，整個樣例配置和部署完畢。
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## 超時例項驗證
登入 client，執行如下語句：
> kubectl exec -it client-5b77d5949f-nzdtl -- sh
執行如下語句：
> wget -q -O - [http://nginx-svc](http://nginx-svc/)
執行結果如下所示：
```
/ # time wget -q -O - http://nginx-svc
wget: server returned error: HTTP/1.1 504 Gateway Timeout
Command exited with non-zero status 1
real 0m 2.02s
user 0m 0.00s
sys 0m 0.00s
```
說明 timeout 樣例執行成功。
也可以同樣驗證故障注入效果，執行如下語句：
```
/ # time wget -q -O - http://tomcat-svc
...