Panoramica delle API di routing dei servizi di Cloud Service Mesh

Nota: questa guida supporta solo Cloud Service Mesh con le API Google Cloud e non supporta le API Istio. Per saperne di più, consulta la panoramica di Cloud Service Mesh.

Questo documento è destinato agli amministratori di mesh o piattaforme e agli sviluppatori di servizi che hanno una familiarità di livello intermedio o avanzato con Cloud Service Mesh e i concetti di mesh di servizi e che stanno eseguendo il deployment di Cloud Service Mesh su Compute Engine con istanze VM. Questo documento si applica alle implementazioni che utilizzano client Envoy e gRPC. Per saperne di più sui concetti di Cloud Service Mesh, consulta la panoramica generale.

Cloud Service Mesh fornisce funzionalità di networking dei servizi alle applicazioni, tra cui gestione del traffico, osservabilità e sicurezza avanzate. Tuttavia, configurare e gestire un mesh di servizi è un'attività complessa per gli amministratori di mesh e gli sviluppatori di servizi.

Questo documento descrive le API di routing dei servizi per la configurazione di Cloud Service Mesh. Queste API sono progettate per semplificare e migliorare l'esperienza complessiva di configurazione del mesh.

Il modello di routing dei servizi utilizza risorse API chiamate Mesh, Gateway e Route. Queste risorse forniscono un'esperienza di configurazione pertinente al contesto quando definisci il control plane del networking dei servizi.

Questo documento introduce il seguente modello e le seguenti risorse dell'API di routing dei servizi.

• Meshrisorsa
  • Configurazione della gestione e della sicurezza del traffico da servizio a servizio (est-ovest) per i proxy sidecar Envoy e i client gRPC senza proxy.

• Gatewayresource

  • Configurazione della gestione del traffico e della sicurezza per i proxy Envoy che fungono da gateway di ingresso, consentendo ai client esterni di connettersi al mesh di servizi (nord-sud).

• Risorse Route con i seguenti tipi:

  • HTTPRoute
  • GRPCRoute
  • TCPRoute
  • TLSRoute

La console Google Cloud non fornisce supporto per le API di routing dei servizi. Devi implementare queste risorse API utilizzando Google Cloud CLI o le API REST.

Casi d'uso e vantaggi

Le API di routing dei servizi consentono di configurare Cloud Service Mesh per i deployment dei proxy Envoy e di gRPC senza proxy. Il modello API di routing dei servizi offre diversi vantaggi chiave.

Nel seguente diagramma, due servizi nel mesh di servizi sono collegati da una risorsa Mesh. Le due risorse HTTPRoute configurano il routing. L'amministratore del mesh o della piattaforma gestisce la risorsa Mesh e i due proprietari del servizio creano la configurazione di routing per i loro servizi.

Traffico da servizio a servizio est-ovest in un mesh di servizi (fai clic per ingrandire)

La progettazione di API orientata ai ruoli consente una chiara separazione delle responsabilità

Le API di routing dei servizi ti consentono di separare le responsabilità di configurazione del mesh in base ai ruoli organizzativi:

• Gli amministratori del mesh possono definire il mesh logico e l'infrastruttura del gateway in entrata.
• I proprietari del servizio (sviluppatori di applicazioni) possono definire in modo indipendente i pattern di accesso per i propri servizi. Possono anche definire e applicare criteri di gestione del traffico per i propri servizi.

Nel seguente diagramma, Cloud Load Balancing e una risorsa Gateway forniscono un gateway in entrata per il traffico che entra nella mesh da un client che non si trova nella mesh. L'amministratore del mesh configura e gestisce la risorsa Gateway, mentre i proprietari dei servizi configurano e gestiscono i propri servizi e il routing del traffico.

Traffico nord-sud nel mesh tramite un gateway (fai clic per ingrandire)

Maggiore affidabilità con il modello self-service

Le API di routing dei servizi utilizzano risorse per protocollo e per route che possono essere configurate e di proprietà di proprietari di servizi indipendenti. Questo approccio presenta diversi vantaggi.

• I proprietari dei servizi hanno autonomia su come configurare le norme e la gestione del traffico per i servizi di loro proprietà.
• L'aggiornamento di una risorsa Route non influisce sulle altre risorse Route nel mesh. Il processo di aggiornamento è più affidabile perché i proprietari dei servizi gestiscono piccole configurazioni.
• Il proprietario del servizio responsabile del servizio di destinazione o del nome host è proprietario di ogni risorsa Route.
• I proprietari dei servizi non devono dipendere dagli amministratori del mesh per aggiornare il routing.

Abilita un mesh di servizi che si estende su più progetti negli ambienti VPC condiviso

Il modello di API di routing dei servizi consente ai proprietari dei servizi di partecipare a un'infrastruttura mesh condivisa utilizzando il VPC condiviso e altri mezzi di connettività, mantenendo il controllo indipendente sui propri servizi. Ad esempio, i proprietari del servizio possono definire le risorse Route nei propri progetti. Gli amministratori della piattaforma possono definire un Mesh in un progetto host gestito centralmente, quindi concedere ai proprietari dei servizi le autorizzazioni IAM per collegare le risorse Route a un Mesh o a un Gateway condiviso. Il seguente diagramma mostra un esempio con VPC condiviso.

Riferimento tra progetti con VPC condiviso (fai clic per ingrandire)

Le API di routing dei servizi consentono inoltre di connettere i client di mesh di servizi a reti diverse utilizzando il peering di rete VPC.

Indirizza il traffico in base all'indicatore del nome del server

La risorsa TLSRoute consente di instradare il traffico criptato con TLS in base all'indicazione del nome del server (SNI) nell'handshake TLS. Puoi configurare il traffico TLS in modo che venga instradato ai servizi di backend appropriati configurando la corrispondenza SNI nella risorsa TLSRoute. In questi deployment, i proxy instradano solo il traffico e la sessione TLS viene terminata nell'istanza di backend di destinazione.

La risorsa TLSRoute è supportata solo con i proxy Envoy di cui è stato eseguito il deployment come proxy sidecar o gateway.

Risorsa TLSRoute allegata a una risorsa Mesh

Il deployment mostrato nel seguente diagramma instrada tutto il traffico di mesh di servizi in cui l'estensione SNI ha il valore service1 al servizio di backend service1. Inoltre, tutto il traffico del mesh di servizi in cui l'estensione SNI ha il valore service2 viene instradato al servizio di backend service2. Il valore dell'estensione SNI e il nome del servizio di backend sono indipendenti l'uno dall'altro.

Risorsa TLSRoute e risorsa Mesh (fai clic per ingrandire)

Risorsa TLSRoute allegata a una risorsa Gateway

Il deployment mostrato nel seguente diagramma indirizza tutto il traffico in entrata alla risorsa Gateway in cui l'estensione SNI ha il valore serviceA al servizio di backend serviceA. Inoltre, qualsiasi traffico in entrata verso Gateway in cui l'estensione SNI ha il valore serviceB viene instradato al servizio di backend serviceB. Il valore dell'estensione SNI e il nome del servizio di backend sono indipendenti l'uno dall'altro. Anche il valore dell'estensione SNI e l'intestazione nelle richieste HTTP sono indipendenti.

La risorsa Gateway non termina la connessione TLS nel proxy Envoy di Gateway. La connessione TLS viene invece terminata nel servizio di backend corrispondente. Gateway non può ispezionare alcuna informazione criptata nel livello TLS, se non visualizzare ClientHello, che contiene un'estensione SNI in testo normale. Gateway esegue il passthrough TLS in questa modalità. Tieni presente che ClientHello criptato non è supportato.

Risorsa TLSRoute e risorsa Gateway (fai clic per ingrandire)

Supporto di base di gRPC

Puoi configurare i client gRPC senza proxy utilizzando gli attributi gRPC di base, ad esempio la corrispondenza per metodo.

Suddivisione del traffico per il traffico TCP

Puoi implementare la suddivisione del traffico basata sul peso per il traffico TCP su più servizi di backend. Quando aggiorni il servizio, puoi configurare pattern come i rollout canary (blu/verde). La suddivisione del traffico ti consente anche di eseguire la migrazione del traffico in modo controllato senza tempi di inattività.

Intercettazione del traffico

Quando utilizzi le risorse Mesh e Gateway dell'API di routing dei servizi, tutto il traffico viene intercettato automaticamente. Per saperne di più, vedi Opzioni per la configurazione delle VM di Compute Engine con deployment Envoy automatico.

Architettura e risorse

Questa sezione descrive il modello API di routing dei servizi e le relative risorse e ti aiuta a capire come funzionano insieme le risorse API di routing dei servizi.

Mesh risorsa

La risorsa Mesh rappresenta un'istanza di un mesh di servizi. Lo utilizzi per creare un mesh di servizi logico nel tuo progetto. Ogni risorsa Mesh deve avere un nome univoco nel progetto. Una volta creata una risorsa Mesh, il nome non può essere modificato.

MeshRisorsa API con sidecar Envoy e deployment gRPC senza proxy (fai clic per ingrandire)

La risorsa Mesh viene citata nella risorsa Route per aggiungere route per i servizi che fanno parte della mesh.

I client proxy Envoy e gRPC senza proxy ricevono la configurazione da Cloud Service Mesh unendosi al mesh di servizi identificato dal nome della risorsa Mesh. La risorsa Mesh supporta i seguenti deployment del data plane:

• Envoy in esecuzione insieme all'applicazione come proxy sidecar
• Client gRPC senza proxy
• Mix di client gRPC senza proxy e sidecar Envoy

Route risorsa

La risorsa Route viene utilizzata per configurare il routing ai servizi. Esistono quattro tipi diversi di risorsa API Route. Definiscono il protocollo utilizzato per instradare il traffico a un servizio di backend.

• HTTPRoute
• GRPCRoute
• TCPRoute
• TLSRoute

L'API non contiene un'API Route letterale. Le uniche risorse API configurabili sono HTTPRoute, GRPCRoute, TCPRoute e TLSRoute.

La risorsa Route fa riferimento a una o più risorse Mesh e Gateway per aggiungere le route che fanno parte della configurazione Mesh o Gateway corrispondente. Una risorsa Route può fare riferimento sia alle risorse Gateway che a quelle Mesh.

La risorsa Route fa riferimento anche a una o più risorse servizio di backend. I servizi vengono configurati utilizzando l'API del servizio di backend. Crea una risorsa del servizio di backend che punta a uno o più backend MIG o NEG.

Il seguente diagramma mostra le relazioni tra le risorse Mesh, Gateway e Route e la risorsa servizio di backend e i relativi backend.

Risorse API Route (fai clic per ingrandire)

Definisci altre funzionalità di gestione del traffico, come routing, modifiche delle intestazioni, timeout e suddivisione del traffico basata sul peso nelle risorse Route. Ad esempio, nel seguente diagramma, una risorsa HTTPRoute definisce una suddivisione del traffico del 70% / 30% tra due servizi di backend.

Suddivisione del traffico in base al peso (fai clic per ingrandire)

Per semplificare l'amministrazione del mesh di servizi, puoi elencare tutte le risorse Route collegate a una risorsa Mesh o Gateway.

TLSRoute risorsa

Utilizza la risorsa TLSRoute per instradare il traffico TLS ai servizi di backend in base ai nomi host SNI e al nome ALPN (Application-Layer Protocol Negotiation). TLSRoute implica il passthrough TLS, in cui il proxy Envoy non termina il traffico TLS.

La risorsa TLSRoute fa riferimento a una o più risorse Mesh e Gateway per aggiungere le route che fanno parte della configurazione Mesh o Gateway corrispondente.

La risorsa TLSRoute fa riferimento anche a una o più risorse del servizio di backend. I servizi vengono configurati utilizzando la risorsa API del servizio di backend.

Gateway risorsa

La risorsa Gateway viene utilizzata per rappresentare i proxy Envoy che fungono da gateway in entrata, consentendo ai client esterni di connettersi al mesh di servizi (traffico nord-sud). Questa risorsa ha porte di ascolto insieme a un parametro scope. Il proxy Envoy che funge da gateway in entrata esegue il binding alle porte specificate e a 0.0.0.0, che rappresenta tutti gli indirizzi IP sulla VM locale. Il seguente diagramma mostra i proxy Envoy di cui è stato eseguito il deployment come servizio di ingresso e configurati dalla risorsa Gateway. In questo esempio specifico, i proxy Envoy sono configurati per ascoltare sulla porta 80 le connessioni in entrata dai client.

La risorsa API Gateway supporta solo il piano dati del proxy Envoy. Non supporta gRPC senza proxy. gRPCRoutes sono supportati nella risorsa Gateway, ma il traffico gRPC viene instradato dal proxy Envoy, che funge da proxy intermedio.

Ingresso del service mesh tramite una risorsa Gateway (fai clic per ingrandire)

Risorsa Gateway (fai clic per ingrandire)

Che cosa sono un ambito Gateway e una configurazione Gateway unita?

Un'istanza di risorsa Gateway rappresenta le porte e la configurazione specifiche per il traffico ricevuto su queste porte. La risorsa API Gateway ha un parametro, scope, che viene utilizzato per raggruppare e unire logicamente la configurazione di due o più risorse Gateway.

Ad esempio, se vuoi che i proxy Gateway siano in ascolto sulle porte 80 e 443 per ricevere rispettivamente il traffico HTTP e HTTPS, crea due risorse Gateway. Configura una risorsa Gateway con la porta 80 per il traffico HTTP e l'altra con la porta 443 per il traffico HTTPS. Assegna lo stesso valore al campo scope in ciascuno. Cloud Service Mesh unisce dinamicamente le singole configurazioni di tutti i gateway con lo stesso ambito. Sul lato del piano dati, i proxy Envoy che vengono eseguiti in modalità gateway in entrata devono presentare lo stesso parametro di ambito a Cloud Service Mesh per ricevere la configurazione Gateway. Tieni presente che devi specificare l'ambito quando crei la risorsa Gateway e devi specificare lo stesso ambito del parametro di bootstrap per i proxy.

Comportamento di unione delle risorse Gateway (fai clic per ingrandire)

Di seguito sono riportate le considerazioni chiave per la risorsa Gateway:

• Il parametro di ambito Gateway è obbligatorio. Specifica l'ambito nella risorsa Gateway e nella configurazione di bootstrap dei proxy Envoy anche quando esiste un solo Gateway.
• La creazione di una risorsa Gateway non comporta il deployment di un servizio con un proxy Envoy. Il deployment del proxy Envoy è un passaggio separato.
• La risorsa Gateway ha un type che rappresenta il tipo di deployment di ingresso. Questo campo è riservato per un uso futuro. L'unico valore attualmente supportato è OPEN_MESH, che è il valore predefinito e che non può essere modificato.

Deployment di mesh con protocolli e piani dati misti

Puoi avere un deployment del piano dati misto, con proxy Envoy e gRPC senza proxy nello stesso mesh. Quando crei questi deployment, considera quanto segue.

• I deployment di sidecar Envoy supportano tutte le route (HTTPRoute, GRPCRoute, TCPRoute e TLSRoute).
• I deployment gRPC senza proxy supportano solo GRPCRoute.
• GRPCRoute è limitato alle funzionalità supportate solo dai deployment gRPC senza proxy.

Topologie supportate negli ambienti VPC condiviso multiprogetto

Cloud Service Mesh supporta l'aggiunta di risorse Route definite in altri progetti a una risorsa Mesh o Gateway definita in un progetto di amministrazione centralizzata. I proprietari dei servizi autorizzati possono aggiungere direttamente le configurazioni di routing dei servizi a Mesh o Gateway.

Riferimento tra progetti tra le risorse Mesh e Route (fai clic per ingrandire)

In uno scenario tipico tra progetti, scegli un progetto (progetto host o progetto di amministrazione controllato centralmente) come progetto di amministrazione del mesh in cui creare una risorsa Mesh. Il proprietario del progetto di amministrazione del mesh autorizza le risorse Route di altri progetti a fare riferimento alla risorsa Mesh, consentendo alla configurazione del routing di altri progetti di far parte del mesh. Un piano dati mesh, Envoy o gRPC, richiede la configurazione dal progetto di amministrazione e riceve l'unione di tutte le route associate a Mesh. Per un Gateway, anche le route vengono unite in tutti i Gateways che utilizzano lo stesso ambito.

Il progetto di amministrazione Mesh può essere qualsiasi progetto tu scelga e la configurazione funziona a condizione che i progetti sottostanti abbiano la connettività di rete VPC, tramite VPC condiviso o peering di rete VPC.

Autorizzazioni e ruoli IAM

Di seguito sono riportate le autorizzazioni IAM necessarie per ottenere, creare, aggiornare, eliminare, elencare e utilizzare in modo sicuro le risorse Mesh e Route.

• Gli amministratori di Mesh devono disporre delle autorizzazioni networkservices.mesh.*.
• Gli amministratori del gateway devono disporre delle autorizzazioni networkservices.gateways.*.
• I proprietari del servizio devono disporre delle autorizzazioni networkservices.grpcRoutes.*, networkservices.httpRoutes.* o networkservices.tcpRoutes.*.

Gli amministratori di Mesh devono concedere l'autorizzazione networkservices.mesh.use ai proprietari dei servizi in modo che questi possano collegare le proprie risorse Route alla risorsa Mesh. Lo stesso modello si applica alle risorse Gateway.

Per visualizzare tutte le autorizzazioni IAM per le risorse Mesh, vai alla pagina di riferimento delle autorizzazioni IAM e cerca meshes.

Non sono necessari altri ruoli predefiniti. Il ruolo predefinito esistente Compute Network Admin (roles/compute.networkAdmin) dispone di networkservices.* autorizzazioni per impostazione predefinita. Potresti dover aggiungere le autorizzazioni descritte in precedenza ai tuoi ruoli personalizzati.

Considerazioni e limitazioni

• La console Google Cloud non supporta le API di routing dei servizi.
• Utilizza l'API xDS versione 3 o successive.
  • Versione minima di Envoy 1.20.0 (poiché le API di routing del servizio sono supportate solo nella versione 3 di xDS)
  • Versione minima del generatore di bootstrap gRPC v0.14.0
• La risorsa TLSRoute è supportata solo con i proxy Envoy distribuiti come proxy sidecar o gateway.
• Sono supportate solo le VM di Compute Engine con deployment automatico di Envoy e i pod GKE con inserimento automatico di Envoy. Non puoi utilizzare il deployment manuale con le API di routing del servizio.
• Le API di routing del servizio non sono compatibili con le versioni precedenti delle API.
• Quando una risorsa TCPRoute è collegata a una risorsa Mesh, la porta utilizzata per la corrispondenza del traffico TCP non può essere utilizzata per pubblicare nulla tranne il traffico descritto da questo TCPRoute.
  • Ad esempio, i tuoi deployment potrebbero includere una risorsa TCPRoute che corrisponde alla porta "8000" e una risorsa HttpRoute. Quando entrambi sono collegati alla stessa risorsa Mesh, il traffico instradato dalla risorsa HTTPRoute non può utilizzare la porta 8000 anche se gli indirizzi IP sottostanti sono diversi. Questa limitazione deriva dall'implementazione del proxy Envoy, che assegna la precedenza alla route corrispondente alla porta.
• La risorsa Gateway non esegue il provisioning di un bilanciatore del carico gestito e non crea dinamicamente un servizio Envoy.
• Gli Envoy di cui è stato eseguito il deployment automatico che fungono da gateway di ingresso non devono avere l'argomento serving_ports per il flag --service-proxy.
• Envoy di cui è stato eseguito il deployment automatico non supporta la fornitura di un numero di progetto diverso da quello della VM.

Passaggi successivi

• Per informazioni sull'elenco delle risorse di itinerario associate a una risorsa Mesh o Gateway, vedi Elenca le risorse Route.
• Per informazioni sulle API di routing dei servizi, leggi la documentazione delle API dei servizi di rete.