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我在之前的一篇博客中讲解过 Istio 中 sidecar 的注入、使用 iptables 进行透明流量拦截及流量路由的详细过程，并以 Bookinfo 示例中的 productpage 服务访问 reviews 服务，和 reviews 服务访问 ratings 服务为例绘制了透明流量劫持示意图。在那个示意图中仅展示了 reviews pod 接收流量和对外访问的路由，实际上 sidecar 内的流量远不止于此。
ISTIO_OUTPUT 规则
在所有的 iptables 调用链中最复杂的一个是 ISTIO_OUTPUT，其中共有 9 条规则如下：
| Rule | Target | In | Out | Source | Destination |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | RETURN | any | lo | 127.0.0.6 | anywhere |
| 2 | ISTIO_IN_REDIRECT | any | lo | anywhere | !localhost owner UID match 1337 |
| 3 | RETURN | any | lo | anywhere | anywhere !owner UID match 1337 |
| 4 | RETURN | any | any | anywhere | anywhere owner UID match 1337 |
| 5 | ISTIO_IN_REDIRECT | any | lo | anywhere | !localhost owner GID match 1337 |
| 6 | RETURN | any | lo | anywhere | anywhere !owner GID match 1337 |
| 7 | RETURN | any | any | anywhere | anywhere owner GID match 1337 |
| 8 | RETURN | any | any | anywhere | localhost |
| 9 | ISTIO_REDIRECT | any | any | anywhere | anywhere |
本文将向你展示 Istio sidecar 中的六种流量类型及其 iptables 规则，以示意图的形式带你一览其全貌，其中详细指出了路由具体使用的是 ISTIO_OUTPUT 中的哪一条规则。
Sidecar 中的 iptables 流量路由
Sidecar 中的流量可以划分为以下几类：
- 远程服务访问本地服务：Remote Pod -> Local Pod
- 本地服务访问远程服务：Local Pod -> Remote Pod
- Prometheus 抓取本地服务的 metrics：Prometheus -> Local Pod
- 本地 Pod 服务间的流量：Local Pod -> Local Pod
- Envoy 内部的进程间 TCP 流量
- Sidecar 到 Istiod 的流量
下面将依次解释每个场景下 Sidecar 内的 iptables 路由规则。
类型一：Remote Pod -> Local Pod
以下是远程服务、应用或客户端访问数据平面本地 Pod IP 的 iptables 规则。
Remote Pod -> RREROUTING -> ISTIO_INBOUND -> ISTIO_IN_REDIRECT -> Envoy 15006（Inbound）-> OUTPUT -> ISTIO_OUTPUT RULE 1 -> POSTROUTING -> Local Pod
我们看到流量只经过一次 Envoy 15006 Inbound 端口。这种场景下的 iptables 规则的示意图如下。
类型二：Local Pod -> Remote Pod
以下是本地 Pod IP 访问远程服务经过的 iptables 规则。
Local Pod-> OUTPUT -> ISTIO_OUTPUT RULE 9 -> ISTIO_REDIRECT -> Envoy 15001 (Outbound)-> OUTPUT -> ISTIO_OUTPUT RULE 4 -> POSTROUTING -> Remote Pod
我们看到流量只经过 Envoy 15001 Outbound 端口。
以上两种场景中的流量都只经过一次 Envoy，因为该 Pod 中只有发出或接受请求一种场景发生。
类型三：Prometheus -> Local Pod
Prometheus 抓取数据平面 metrics 的流量不会也无须经过 Envoy 代理。
这些流量通过的 iptables 规则如下。
Prometheus-> RREROUTING -> ISTIO_INBOUND（对目的地为 15020、15090 端口流量将转到 INPUT）-> INPUT -> Local Pod
这种场景下的 iptables 规则的示意图如下。
类型四：Local Pod -> Local Pod
一个 Pod 可能同时存在两个或多个服务，如果 Local Pod 访问的服务也在该当前 Pod 上，流量会依次经过 Envoy 15001 和 Envoy 15006 端口最后到达本地 Pod 的服务端口上。
这些流量通过的 iptables 规则如下。
Local Pod-> OUTPUT -> ISTIO_OUTPUT RULE 9 -> ISTIO_REDIRECT -> Envoy 15001（Outbound）-> OUTPUT -> ISTIO_OUTPUT RULE 2 -> ISTIO_IN_REDIRECT -> Envoy 15006（Inbound）-> OUTPUT -> ISTIO_OUTPUT RULE 1 -> POSTROUTING -> Local Pod
类型五：Envoy 内部的进程间 TCP 流量
Envoy 内部进程的 UID 和 GID 为 1337，它们之间的流量将使用 lo 网卡，使用 localhost 域名来通信。
这些流量通过的 iptables 规则如下。
Envoy 进程（Localhost） -> OUTPUT -> ISTIO_OUTPUT RULE 8 -> POSTROUTING -> Envoy 进程（Localhost）
类型六：Sidecar 到 Istiod 的流量
Sidecar 需要访问 Istiod 以同步配置，pilot-agent 进程会向 Istiod 发送请求，以同步配置。
这些流量通过的 iptables 规则如下。
pilot-agent 进程 -> OUTPUT -> Istio_OUTPUT RULE 9 -> Envoy 15001 (Outbound Handler) -> OUTPUT -> ISTIO_OUTPUT RULE 4 -> POSTROUTING -> Istiod
总结
Istio 注入在 Pod 内或虚拟机中安装的所有 sidecar 代理组成了服务网格的数据平面，也是 Istio 的主要工作负载所在地，通过 Istio 中的透明流量劫持 及这篇博客，相信你一定对 sidecar 代理中的流量有了一个深刻的了解，但这还只是管中窥豹，略见一斑，在我的下一篇博客中，我将带你了解 Envoy 中各个组件的端口及其功能，这样可以让我们对 Istio 中的流量有一个更全面的了解。
最后更新于 2024/11/21