基于运营商视角的服务网格技术评测与集成方案

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020154

电信科学 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (6): 144-153.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2020154

基于运营商视角的服务网格技术评测与集成方案

严丽云¹,杨新章¹,何震苇¹,林园致¹,侯韶新²

¹ 中国电信股份有限公司研究院，广东广州 510630
² 中国移动通信集团南方基地，广东广州 510640

修回日期:2020-05-10 出版日期:2020-06-20 发布日期:2020-06-18
作者简介:严丽云（1985- ），女，现就职于中国电信股份有限公司研究院，主要研究方向为云计算、容器技术|杨新章（1972- ），男，博士，中国电信股份有限公司研究院高级工程师，主要从事业务平台、云计算技术、移动互联网方面的工作|何震苇（1976- ），男，中国电信股份有限公司研究院工程师，主要从事容器、PaaS、分布式架构、NFV等方面的研发工作|林园致（1996- ），女，中国电信股份有限公司研究院研究员，主要从事容器技术、CICD方面的工作|侯韶新（1987- ），男，现就职于中国移动通信集团南方基地，主要从事云数据中心的维护工作

Service mesh technology evaluation and integration scheme based on telecom operator perspective

Liyun YAN¹,Xinzhang YANG¹,Zhenwei HE¹,Yuanzhi LIN¹,Shaoxin HOU²

¹ Research Institute of China Telecom Co.,Ltd.,Guangzhou 510630,China
² China Mobile Communication Group Southern Base,Guangzhou 510640,China

Revised:2020-05-10 Online:2020-06-20 Published:2020-06-18

摘要/Abstract

摘要：

微服务架构随着企业软件架构的变革而变革，从嵌入式、一体化的微服务架构逐步向非侵入、解耦式的服务网格发展，微服务的各种技术架构也不断涌现，运营商如何选型和集成成为微服务布局的重要环节。根据运营商业务特性，侧重于对服务网格（非侵入式架构）技术的评测和集成范畴。评测中从多个维度对比分析开源、主流的服务网格技术以及云服务提供商的微服务解决方案，得出微服务技术、架构的发展趋势。集成范畴重点介绍了两大领域主流技术-Istio技术与Kubernetes集群的集成实践心得，并创新性地提出了支持复杂场景的异构微服务框架及发展思路。最后结合运营商5G SBA业务差异化需求，进行了运营商服务网格技术的重点研究及优化方向的探讨。

关键词: 微服务架构, 服务网格, 容器

Abstract:

Microservice architecture has evolved along with the changes in enterprise software architecture,from the embedded and integrated micro-service architecture to the non-intrusive and decoupled service mesh.The various of micro-service architectures have sprung up.Choose which microservice architecture to integrate has become an important part of the layout of microservices for the telecom operators.The evaluation and integration of service mesh (non-intrusive architecture) technologies based on the operator’s business characteristics was focused on.In the evaluation,choose the open source,mainstream service mesh technologies and cloud service provider’s microservice solutions were compared and analyzed from multiple dimensions,and the development trend of microservice technology and architecture was obtained.The integration category focused on the integration of Istio technology and Kubernetes which were mainstream technologies in their respective fields,and a heterogeneous microservice framework and development ideas that supported complex scenarios was innovatively proposed.Finally,combined with the differentiated needs of operators’ 5G SBA services,the key research and optimization directions of the operator’s service mesh technology were probed.

Key words: micro-service architecture, service mesh, container

中图分类号:

TP399

严丽云,杨新章,何震苇,林园致,侯韶新. 基于运营商视角的服务网格技术评测与集成方案[J]. 电信科学, 2020, 36(6): 144-153.

Liyun YAN,Xinzhang YANG,Zhenwei HE,Yuanzhi LIN,Shaoxin HOU. Service mesh technology evaluation and integration scheme based on telecom operator perspective[J]. Telecommunications Science, 2020, 36(6): 144-153.

图/表 6

图1

表1

表2

表3

图2

表4

参考文献 6

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	对比项	Linkerd1.0	Linkerd2.x（Conduit）	Istio	ServiceComb
架构及设计	架构	一体化	控制面和数据面分离	控制面和数据面分离	控制面和数据面分离
	数据面组件	Linkerd	Linkerd-proxy\Envoy	Envoy \Linkerd\Nginmesh	Mesher
	控制面组件	—	Web组件、控制组件、度量组件	流量治理组件、安全认证组件、度量组件	服务发现、分布式事务处理、配置中心
	开发语言	Scala	GO	GO	—
	数据面部署模式	主机、DaemonSet	Sidecar、DaemonSet	Sidecar	Sidecar、Edgeservice
扩展性和易用性	平台支持	Kubernetes、AWS ECS、DC/OS和Docker	Kubernetes	Kubernetes、Consul、Eureka（旧版本）、Cloud Foundry	Kubernetes、DockerDocker、虚拟机、裸机
	协议支持	HTTP1.1、HTTP2、gRPC，不支持TCP	HTTP1.1、HTTP2、gRPC、TCP	HTTP1.1、HTTP2、gRPC TCP	gRPC、HTTP
	外挂注入	手动	手动、自动	手动、自动	手动
	控制台	支持，Web控制台	支持，Web控制台	不支持	支持，Web控制台
功能和性能	服务治理	较不全面	较不全面	全面	较不全面
	监控	集成Prometheus、Zipkin	集成 Prometheus、Grafana，不支持分布式跟踪	集成Prometheus、Jaeger、Kiali	Zipkin、Prometheus、Skywalking
	安全性	TSL 支持，不支持主机间的身份验证	TSL支持，不支持主机间的身份验证	支持TSL、Citadel密钥和证书管理、Pilot分发身份验证	支持 TLS，服务间RSA认证
	高可用	试验阶段	试验阶段	有条件下支持（k8多副本模式、PodAntiAffinity开启）	支持
	性能	开销多，性能好	开销少、性能好	开销少、性能差	开销多、性能好

对比项	华为云 ASM	阿里云Istio on ACK	腾讯云TSF	Rancher+Istio
部署Istio	一键部署	一键部署	一键部署	自行准备 helm 环境后一键部署
服务治理 GUI支持	较全面	较全面	较不全面	不支持，基于 Istioctl命令行管理
服务治理管理	灰度发布（基于流量、基于请求内容）、负载均衡、连接池管理、熔断、故障注入	灰度发布（基于流量）、负载均衡、连接池管理、熔断、故障注入、服务网关	服务限流、灰度发布	—
安全GUI支持	支持mutualTLS	不支持	不支持	不支持
承载方式	容器集群（Kubernetes）	容器集群（Kubernetes）	容器、虚拟机、裸金属	容器集群（Kubernetes）
监控	精简（集成外部的 APM 框架对应用监控、资源监控、流量监控）	全面（分布式追踪 OpenTracing/Jaeger、遥测数据Prometheus、故障诊断与检测工具 Weave Scope、性分析服务Kiali）	服务拓扑、调用链跟踪、日志查询	全面（分布式追踪OpenTracing/Jaeger、遥测数据Prometheus、分析服务Kiali）
收费方式	按照实例数计费（Pod），根据实例规模不同分：基础版/专业版/企业版，其他资源另外收费	免费，集群资源等其他服务另外收费	按照实例数计费（Pod或云服务器），根据实例规模不同分：基础版/专业版/铂金，其他资源另外收费	免费
应用场景	公有云微服务开发集成	公有云微服务开发集成	混合编排，异构微服务架构	支持多云部署的场景（GKE、EKS、AKS、自定义k8集群）

对比项	基于Kubernetes	基于nomad＆Consul
控制面部署	Heml/CRD资源安装	Job方式/容器
服务发现	ETCD	Consul
认证方式	基于Kubernetes认证体系	Istio支持本地认证
注入Sidecar	自动、手动	手动、打包到任务组
Sidecar注入位置	Pod	任务组
Sidecar流量路由	系统自动修改iptables规则	需设置iptables 规则
应用部署	kubectl apply/create、helm	Docker-compose方式

对比项	互联网云原生应用	5G云原生应用
服务拆分	几乎适用于所有模块	只适合于控制面，不适合数据面
接口开放	基本采用REST API	需考虑接口性能，GRPC可能更常用
应用状态	应用无状态，状态保存在数据库中	原则上状态与业务分离，网络状态实时性对状态缓存性能要求更高
硬件解耦	软硬件完全解耦	可要求硬件提供特定功能，如高速存储、网络硬件加速等
弹性扩展	完全水平扩展	水平扩展与垂直扩展相结合
抗脆弱性	在3条9的设施上提供3条9服务	在3条9的设施上提供5条9服务
网络架构	容器组网方式	多网络平面支持，混合组网（虚拟机、容器、物理机）要求
应用属性	互联网公司内应用	跨多厂商、多专业的服务网元

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Service mesh technology evaluation and integration scheme based on telecom operator perspective

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