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首頁 服務網格 操作指南 集群與工作負載管理 多集群管理 基于多集群實現跨地域容災和流量負載均衡

基于多集群實現跨地域容災和流量負載均衡

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服務網格ASM為應用服務提供了跨地域流量分布和跨地域故障轉移能力。跨地域流量分布功能可以將流量按照設定的權重路由至多個集群，實現多地域負載均衡。跨地域故障轉移功能可以在某地域服務發生故障時，將該地域流量轉移至其他地域，實現跨地域容災。以Bookinfo應用為例，本文介紹如何使用跨地域故障轉移和流量分布能力實現跨地域容災和流量負載均衡。

網絡規劃

在進行操作前，您需要對vSwitch、VPC和集群的網段、名稱等信息進行規劃，本文規劃如下：

說明

關于數據平面多集群地址規劃的詳細介紹，請參見多集群網絡規劃。

  • vSwich和VPC的網絡規劃

    • vSwitch網絡規劃

      重要

      為了避免使用CEN打通VPC網絡后產生路由沖突，兩個vSwitch不能使用相同的網段。

      對象

      vSwitch名稱

      VPC

      IPv4網段

      集群

      vpc-hangzhou-switch-1

      vpc-hangzhou

      20.0.0.0/16

      vpc-shanghai-switch-1

      vpc-shanghai

      21.0.0.0/16

      服務網格

      vpc-hangzhou-switch-2

      vpc-hangzhou2

      192.168.0.0/24

    • VPC網絡規劃

      對象

      VPC名稱

      Region

      IPv4網段

      集群

      vpc-hangzhou

      cn-hangzhou

      20.0.0.0/8

      vpc-shanghai

      cn-shanghai

      21.0.0.0/8

      服務網格

      vpc-hangzhou2

      cn-hangzhou

      192.168.0.0/16

  • 集群的Pod和Service網絡規劃

    集群名稱

    Region

    VPC

    Pod CIDR

    Service CIDR

    ack-hangzhou

    cn-hangzhou

    vpc-hangzhou

    10.0.0.0/16

    172.16.0.0/16

    ack-shanghai

    cn-shanghai

    vpc-shanghai

    10.1.0.0/16

    172.17.0.0/16

步驟一：創建不同地域的集群

  1. 按照以上規劃創建2個杭州和上海地域的vSwitch，然后使用vSwitch創建VPC。具體操作，請參見創建交換機和創建專有網絡和交換機。

  2. 使用上文創建的VPC和網絡規劃創建杭州和上海地域的集群。具體操作，請參見創建ACK托管集群。

  3. 根據以上規劃創建1個杭州地域的ASM實例。具體操作，請參見創建ASM實例。

步驟二：使用CEN實現跨地域VPC網絡互通

使用CEN打通集群之間的VPC網絡，以及集群和服務網格之間的VPC網絡。

  1. 登錄云企業網控制臺，創建CEN實例。具體操作，請參見創建云企業網實例。

  2. 創建轉發路由器。

    1. 在云企業網實例頁面，單擊步驟1創建的云企業網實例名稱，然后在基本信息頁簽下方，單擊創建轉發路由器。

    2. 在創建轉發路由器對話框，選擇地域，輸入名稱，然后單擊確認。

    本示例配置了兩個轉發路由器：

    • 地域為華東2（上海），名稱為shanghai-router。

    • 地域為華東1（杭州），名稱為hangzhou-router。

  3. 將VPC添加到轉發路由器，為上海和杭州兩個轉發路由器重復下列步驟，將VPC連接到轉發路由器。

    1. 在云企業網實例頁面，單擊步驟1創建的云企業網實例名稱，然后在基本信息頁簽下方，單擊剛創建的轉發路由器ID，進入轉發路由器頁面。

    2. 單擊地域內連接管理頁簽，然后單擊創建網絡實例連接，實例類型選擇專有網絡（VPC），網絡實例選擇Region對應的VPC實例。

    3. 其他選項保持默認，單擊確定創建。

  4. 設置跨地域帶寬。

    1. 單擊步驟2創建的轉發路由器名稱，在頁面右側，單擊創建網絡實例連接。

    2. 在連接網絡實例對話框，配置相關信息，然后單擊確認創建。

      下圖為杭州到上海的示例。地域表示當前地域，對端地域表示目標地域。關于配置項的說明，請參見跨地域連接。2023-09-27_15-11-25.png

      創建完成后，您可以在跨地域連接管理頁簽，看到新創建的實例。

  5. 添加安全組規則。

    本文以Flannel網絡插件為例，在兩個集群的安全組內添加對方集群的Pod網絡CIDR，允許對方集群的Pod網段地址的入向通信。

    說明

    Terway網絡插件請使用集群vSwitch的CIDR。您可以登錄專有網絡管理控制臺，在交換機頁面的IPv4網段列，獲取vSwitch的CIDR。

    1. 登錄容器服務管理控制臺，在左側導航欄選擇集群。

    2. 在集群列表頁面，單擊ack-shanghai集群名稱，然后在集群信息頁面的基本信息頁簽，查看ack-shanghai集群的Pod網絡CIDR。

    3. 在集群列表頁面單擊ack-hangzhou集群右側操作列下的詳情。

    4. 在集群信息頁面單擊基本信息頁簽，然后單擊控制面安全組右側的安全組ID。

    5. 在安全組詳情頁簽入方向下單擊手動添加。

    6. 設置協議類型為全部，源為ack-shanghai集群的Pod網絡CIDR，其他為默認值，然后單擊操作列下的保存。

    7. 重復執行以上步驟，查看ack-hangzhou集群的Pod網絡CIDR，然后在ack-shanghai集群的安全組中，添加ack-hangzhou集群的Pod網絡CIDR。

    8. 登錄任意hangzhou集群的ECS， 使用ping命令測試與shanghai集群中的ECS是否連通。

步驟三：添加集群到ASM實例并創建托管式的入口網關

  1. 將杭州地域和上海地域的兩個集群添加到ASM實例。具體操作，請參見添加集群到ASM實例。

  2. 使用以下YAML，創建一個托管式的入口網關。具體操作，請參見創建入口網關。

    展開查看托管式的入口網關YAML

    apiVersion: istio.alibabacloud.com/v1beta1
kind: IstioGateway
metadata:
  annotations:
    asm.alibabacloud.com/managed-by-asm: 'true'
  name: ingressgateway
  namespace: istio-system
spec:
  gatewayType: ingress
  dnsPolicy: ClusterFirst
  externalTrafficPolicy: Local
  hostNetwork: false
  ports:
  - name: http
    port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  - name: https
    port: 443
    protocol: TCP
    targetPort: 443
  replicaCount: 1
  resources:
    limits:
      cpu: '2'
      memory: 2G
    requests:
      cpu: 200m
      memory: 256Mi
  rollingMaxSurge: 100%
  rollingMaxUnavailable: 25%
  runAsRoot: true
  serviceType: LoadBalancer

步驟四：部署演示應用Bookinfo

  1. 在ack-hangzhou集群部署Bookinfo應用。

    1. 使用kubectl連接到ack-hangzhou集群。具體操作，請參見獲取集群KubeConfig并通過kubectl工具連接集群。

    2. 使用以下內容，創建ack-hangzhou-k8s.yaml。

      展開查看ack-hangzhou-k8s.yaml

      # Details service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: details
  labels:
    app: details
    service: details
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: details
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: bookinfo-details
  labels:
    account: details
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: details-v1
  labels:
    app: details
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: details
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: details
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-details
      containers:
      - name: details
        image: docker.io/istio/examples-bookinfo-details-v1:1.16.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9080
        securityContext:
          runAsUser: 1000
---
# Ratings service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: ratings
  labels:
    app: ratings
    service: ratings
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: ratings
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: bookinfo-ratings
  labels:
    account: ratings
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: ratings-v1
  labels:
    app: ratings
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: ratings
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: ratings
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-ratings
      containers:
      - name: ratings
        image: docker.io/istio/examples-bookinfo-ratings-v1:1.16.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9080
        securityContext:
          runAsUser: 1000
---
# Reviews service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: reviews
  labels:
    app: reviews
    service: reviews
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: reviews
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: bookinfo-reviews
  labels:
    account: reviews
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: reviews-v1
  labels:
    app: reviews
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: reviews
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: reviews
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-reviews
      containers:
      - name: reviews
        image: docker.io/istio/examples-bookinfo-reviews-v1:1.16.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        env:
        - name: LOG_DIR
          value: "/tmp/logs"
        ports:
        - containerPort: 9080
        volumeMounts:
        - name: tmp
          mountPath: /tmp
        - name: wlp-output
          mountPath: /opt/ibm/wlp/output
        securityContext:
          runAsUser: 1000
      volumes:
      - name: wlp-output
        emptyDir: {}
      - name: tmp
        emptyDir: {}
---
# Productpage services
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: productpage
  labels:
    app: productpage
    service: productpage
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: productpage
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: bookinfo-productpage
  labels:
    account: productpage
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: productpage-v1
  labels:
    app: productpage
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: productpage
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: productpage
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-productpage
      containers:
      - name: productpage
        image: docker.io/istio/examples-bookinfo-productpage-v1:1.16.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9080
        volumeMounts:
        - name: tmp
          mountPath: /tmp
        securityContext:
          runAsUser: 1000
      volumes:
      - name: tmp
        emptyDir: {}
---

    3. 執行以下命令，在ack-hangzhou集群部署Bookinfo應用。

      kubectl apply -f ack-hangzhou-k8s.yaml

  2. 在ack-shanghai集群部署Bookinfo應用。

    1. 使用kubectl連接到ack-shanghai集群。具體操作，請參見獲取集群KubeConfig并通過kubectl工具連接集群。

      說明

      使用kubectl連接到ack-shanghai集群時，您需要將ack-hangzhou集群的kubeconfig切換成ack-shanghai集群的kubeconfig。

    2. 使用以下內容，創建ack-shanghai.yaml。

      展開查看ack-shanghai.yaml

      # Details service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: details
  labels:
    app: details
    service: details
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: details
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: bookinfo-details
  labels:
    account: details
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: details-v1
  labels:
    app: details
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: details
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: details
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-details
      containers:
      - name: details
        image: docker.io/istio/examples-bookinfo-details-v1:1.16.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9080
        securityContext:
          runAsUser: 1000
---
# Ratings service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: ratings
  labels:
    app: ratings
    service: ratings
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: ratings
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: bookinfo-ratings
  labels:
    account: ratings
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: ratings-v1
  labels:
    app: ratings
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: ratings
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: ratings
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-ratings
      containers:
      - name: ratings
        image: docker.io/istio/examples-bookinfo-ratings-v1:1.16.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9080
        securityContext:
          runAsUser: 1000
---
# Reviews service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: reviews
  labels:
    app: reviews
    service: reviews
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: reviews
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: bookinfo-reviews
  labels:
    account: reviews
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: reviews-v2
  labels:
    app: reviews
    version: v2
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: reviews
      version: v2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: reviews
        version: v2
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-reviews
      containers:
      - name: reviews
        image: docker.io/istio/examples-bookinfo-reviews-v2:1.16.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        env:
        - name: LOG_DIR
          value: "/tmp/logs"
        ports:
        - containerPort: 9080
        volumeMounts:
        - name: tmp
          mountPath: /tmp
        - name: wlp-output
          mountPath: /opt/ibm/wlp/output
        securityContext:
          runAsUser: 1000
      volumes:
      - name: wlp-output
        emptyDir: {}
      - name: tmp
        emptyDir: {}
---
# Productpage services
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: productpage
  labels:
    app: productpage
    service: productpage
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: productpage
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: bookinfo-productpage
  labels:
    account: productpage
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: productpage-v1
  labels:
    app: productpage
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: productpage
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: productpage
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-productpage
      containers:
      - name: productpage
        image: docker.io/istio/examples-bookinfo-productpage-v1:1.16.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9080
        volumeMounts:
        - name: tmp
          mountPath: /tmp
        securityContext:
          runAsUser: 1000
      volumes:
      - name: tmp
        emptyDir: {}
---

    3. 執行以下命令，在ack-shanghai集群部署Bookinfo應用。

      kubectl apply -f ack-shanghai.yaml

    4. 使用kubectl連接到ASM。具體操作，請參見通過控制面kubectl訪問Istio資源。

      說明

      使用kubectl連接到ASM時，您需要將ack-shanghai集群的kubeconfig切換成ASM的kubeconfig。

  3. 在ASM中創建路由規則。

    1. 使用以下內容，創建asm.yaml。

      展開查看asm.yaml

      apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: Gateway
metadata:
  name: bookinfo-gateway
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway # use istio default controller
  servers:
  - port:
      number: 80
      name: http
      protocol: HTTP
    hosts:
    - "*"
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: bookinfo
spec:
  hosts:
  - "*"
  gateways:
  - bookinfo-gateway
  http:
  - match:
    - uri:
        exact: /productpage
    - uri:
        prefix: /static
    - uri:
        exact: /login
    - uri:
        exact: /logout
    - uri:
        prefix: /api/v1/products
    route:
    - destination:
        host: productpage
        port:
          number: 9080
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: productpage
spec:
  host: productpage
  subsets:
  - name: v1
    labels:
      version: v1
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: reviews
spec:
  host: reviews
  subsets:
  - name: v1
    labels:
      version: v1
  - name: v2
    labels:
      version: v2
  - name: v3
    labels:
      version: v3
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: ratings
spec:
  host: ratings
  subsets:
  - name: v1
    labels:
      version: v1
  - name: v2
    labels:
      version: v2
  - name: v2-mysql
    labels:
      version: v2-mysql
  - name: v2-mysql-vm
    labels:
      version: v2-mysql-vm
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: details
spec:
  host: details
  subsets:
  - name: v1
    labels:
      version: v1
  - name: v2
    labels:
      version: v2
---

    2. 執行以下命令，創建路由規則。

      kubectl apply -f asm.yaml

  4. 驗證Bookinfo應用是否部署成功。

    1. 登錄容器服務管理控制臺。

    2. 在控制臺左側導航欄，單擊集群。

    3. 在集群列表頁面單擊ack-hangzhou集群右側操作列下的詳情。

    4. 在集群管理頁左側導航欄，選擇網絡 > 服務。

    5. 在服務頁面頂部設置命名空間為Istio-system，查看istio-ingressgateway右側External IP下端口為80的IP地址。

    6. 在瀏覽器地址欄中輸入入口網關IP地址/productpage。

      多次刷新頁面，可以看到以下圖片輪流出現。review1review1

步驟五：使用跨地域流量分布和跨地域故障轉移

設置跨地域流量分布

  1. 登錄ASM控制臺，在左側導航欄，選擇服務網格 > 網格管理。

  2. 在網格管理頁面，單擊目標實例名稱，然后在左側導航欄，選擇網格實例 > 基本信息。

  3. 在基本信息頁面，單擊跨地域負載均衡右側的啟用跨地域流量分布。

    說明

    如果您已經啟用跨地域故障轉移，您需要禁用跨地域故障轉移后，才能啟用跨地域流量分布。

  4. 在跨地域流量分布對話框設置策略為cn-hangzhou，然后單擊新建策略。

  5. 單擊展開圖標，然后單擊添加圖標，設置目標為cn-hangzhou，權重為90%。

  6. 單擊添加圖標，設置目標為cn-shanghai，權重為10%，單擊確認。

  7. 執行以下命令，循環請求10次Bookinfo應用，驗證跨地域流量分布是否成功。

    for ((i=1;i<=10;i++));do curl http://<ack-hangzhou集群中80端口的入口網關地址>/productpage 2>&1|grep full.stars;done

    預期輸出：

    <!-- full stars: -->
<!-- full stars: -->

    可以看到訪問10次，輸出2行full stars，說明10次請求中9次路由到了ack-hangzhou集群的v1版本reviews服務，1次路由到了ack-shanghai集群的v2版本reviews服務，流量按照權重路由到多個集群成功。

設置跨地域故障轉移

  1. 停用ack-hangzhou集群的review。

    1. 登錄容器服務管理控制臺。

    2. 在控制臺左側導航欄，單擊集群。

    3. 在集群管理頁左側導航欄，選擇工作負載 > 無狀態。

    4. 在無狀態頁面設置命名空間為default，單擊reviews-v1右側操作列下的伸縮。

    5. 在伸縮頁面設置所需容器組數量為0，然后單擊確定。

  2. 配置DestinationRule。

    配置DestinationRule，當1s內無法請求到reviews服務，該reviews服務將被移除1min。

    1. 登錄ASM控制臺。

    2. 在左側導航欄，選擇服務網格 > 網格管理。

    3. 在網格管理頁面，找到待配置的實例，單擊實例的名稱或在操作列中單擊管理。

    4. 在網格詳情頁面左側導航欄，選擇流量管理中心 > 目標規則。

    5. 在目標規則頁面單擊reviews右側操作列下的YAML。

    6. 在編輯面板增加以下內容，然后單擊確定。

      spec:
  ......
  trafficPolicy:
    connectionPool:
      http:
        maxRequestsPerConnection: 1
    outlierDetection:
      baseEjectionTime: 1m
      consecutive5xxErrors: 1
      interval: 1s

      • maxRequestsPerConnection：最大連接數量。

      • baseEjectionTime：最小的移除時間長度。

      • consecutive5xxErrors：連續錯誤數量。

      • interval：移除檢測的時間間隔。

  3. 啟用跨地域故障轉移。

    1. 在網格詳情頁面左側導航欄，選擇網格實例 > 基本信息。

    2. 在基本信息頁面單擊跨地域負載均衡右側的啟用跨地域故障轉移。

      說明

      如果您已經啟用跨地域流量分布，您需要禁用跨地域流量分布后，才能啟用跨地域故障轉移。

    3. 在跨地域故障轉移對話框中設置當策略源是cn-shanghai，源故障轉移至cn-hangzhou，當策略源是cn-hangzhou，源故障轉移至cn-shanghai，然后單擊確認。

  4. 執行以下命令，循環請求10次Bookinfo應用，并對路由到v2版本reviews服務的結果數量進行統計。

    for ((i=1;i<=10;i++));do curl http://<ack-hangzhou集群中80端口的入口網關地址>/productpage 2>&1|grep full.stars;done|wc -l

    預期輸出：

    20

    可以看到訪問10次，返回20（每次路由到v2版本reviews服務會返回兩行包含full stars的結果），說明10次請求全部路由到了ack-shanghai集群的v2版本reviews服務，跨地域故障轉移成功。

FAQ

為什么通過云企業網CEN打通了集群VPC網絡，在ASM中加入K8s集群仍然提示失敗？

當您的集群處于不同地域，在打通集群VPC網絡時，您若未購買跨地域流量包，或者未正確設置跨地域流量，ASM控制平面將無法連接到數據平面集群，導致ASM添加集群失敗。

針對以上這個問題，您需要重新在云企業網CEN中設置跨地域流量打通集群VPC網絡，具體操作，請參見步驟二：使用CEN實現跨地域VPC網絡互通。