Istio如何使用相同的端口访问网格外服务

Vecloud

1.1、背景
写这篇文章的目的是为了说明以下问题：如何使用TCP协议相同的端口访问网格外多个服务？ 这是最近直播的时候有一个同学提出的，当时我没有完全明白，“访问多集群” 的意思。后来仔细思考了一下，问题应该就是Istio服务网格内如何通过相同的协议，端口访问不同的服务。
1.2、使用场景
肯定会有人回答，既然相同的端口不能使用，何不换一个端口呢，这样做也是一种解决方法。我在想有一些场景一定没法或者不方便绕过去。
1) 假如同一个网格内部署了生产，测试，开发三套环境，都需要通过3306端口访问对应环境的mysql数据库。
2) 假如同一个网格内部署了生产，测试，开发三套环境，都需要通过6379端口访问对应环境的redis。
在微服务盛行的今天，往往需要团队之间协作，没办法保证所有的微服务都运行在同一服务网格内。尤其是中间件服务，作为公司公共服务，一定是业务共享的。既然我们不可避免的需要使用相同的端口，访问外部服务，接下来告诉大家两种方案解决以上问题。
1.3、解决方案
通过相同的端口443访问 github.com 和 www.huaweicloud.com，从网格内访问外部服务，需要分别创建对应的ServiceEntentry：
1)  www.huaweicloud.com
cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: ServiceEntry
metadata:
name: hwcloud
spec:
hosts:
www.huaweicloud.com
ports:
number: 443
name: tcp
protocol: TCP
resolution: DNS
location: MESH_EXTERNAL
EOF
2)  github.com
cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: ServiceEntry
metadata:
name: github
spec:
hosts:
github.com
ports:
number: 443
name: tcp
protocol: TCP
resolution: DNS
location: MESH_EXTERNAL
EOF
两条规则建好之后，等待pilot将新的配置下发到所有的proxy，我们通过sleep pod验证连通性
$ kubectl exec sleep-754684654f-trpt2 -- curl -sL -o /dev/null www.huaweicloud.com –v
…
< HTTP/1.1 200 OK
< Server: NWSs
< Date: Fri, 21 Dec 2018 02:23:11 GMT
< Content-Type: text/html;charset=utf-8
< Content-Length: 703122
< Connection: keep-alive
< Cache-Control: public, max-age=600
< Expires: Fri, 21 Dec 2018 02:33:10 GMT
< Last-Modified: Thu, 20 Dec 2018 10:30:00 GMT
< X-NWS-LOG-UUID: 0d13017f-8767-4399-a509-6c11b2a9f3d0
< Access-Control-Allow-Origin: *
< dl-from: qcloud
< X-Cache-Lookup: Hit From Disktank3
< X-Via: LIANTONG-HENAN_171(200:hit)
<
{ [15930 bytes data]
Connection #0 to host www.huaweicloud.com left intactkubectl exec sleep-754684654f-trpt2 -- curl -sL -o /dev/null github.com –v -k
…
< HTTP/1.1 404 Not Found
< Server: NWSs
< Date: Fri, 21 Dec 2018 02:29:26 GMT
< Content-Type: text/html
< Content-Length: 52
< Connection: keep-alive
< X-NWS-LOG-UUID: b283fee3-89e0-48bc-8d6e-0c3a68ecc4bf
< X-Via: LIANTONG-HENAN_25(404:hit)
<
{ [52 bytes data]
Connection #0 to host github.com left intact由此可见可以在网格内部访问www.huaweicloud.com，但是不可以访问github.com. 这里有一个原因是istio会将ServiceEntry规则按照创建时间排序，创建时间较早的优先级高，所以先创建的 hwcloud ServiceEntry生效。
可以查看sleep pod上的配置来确认：listener配置只有到华为云的cluster"outbound|443||www.huaweicloud.com"
$ istioctl pc listener sleep-754684654f-trpt2  --address=0.0.0.0 --port=443 -ojson
[
{    "name": "0.0.0.0_443",    "address": {        "socketAddress": {            "address": "0.0.0.0",            "portValue": 443        }    },    "filterChains": [        {            "filters": [                {                    "name": "mixer",                     …                },                {                    "name": "envoy.tcp_proxy",                    "config": {                        "access_log": [                            {                              …                            }                        ],                        "cluster": "outbound|443||www.huaweicloud.com",                        "stat_prefix": "outbound|443||www.huaweicloud.com"                    }                }            ]        }    ],    …}]
为了同时访问两者，这里我提供两种方法：
1.3.1创建ServiceEntry时指定Address
查询www.huaweicloud.com域名绑定的ip地址，选择一个或者多个更新hwcloud ServiceEntry

同样的方法更新 github

验证www.huaweicloud.com和github.com均可以从网格内访问，因为指定了spec.addresses 后，pilot生成listener使就会使用指定的ip地址代替‘0.0.0.0’的全匹配方式。

虽然着这种方式一定程度上可以解决同一端口访问外部服务的需求。但是由于需要提前设置ip地址，所以在ip经常变动的场景下缺少灵活性。下面提供一种更灵活的方法。
1.3.2   指定ServiceEntry的作用域
Istio社区最近实现了网络的配置作用域特性：github.com/istio/istio/pull/10287, 允许用户设置相应规则的作用域范围。
目前 ServiceEntry，VirtualService，Gateway， DestinationRule等都可以通过spec.configScope设置作用范围。ConfigScope 可以设置为"PUBLIC"，"PRIVATE"类型。
"PUBLIC" 表示规则对网格内所有的工作负载可见，这也是默认值。
"PRIVATE" 表示规则仅对同一namespace下面的工作负载可见。
因此可以利用ConfigScope将github以及hwcloud都设置成PRIVATE，分别创建在两个不同的namespace下面。这样也可以做到ns1内的工作负载访问github.com, ns2内的工作负载访问www.huaweicloud.com .
cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: ServiceEntry
metadata:
name: github
namespace： ns1
spec:
hosts:
github.com
ports:
number: 443
name: tcp
protocol: TCP
resolution: DNS
location: MESH_EXTERNAL
configScope: PRIVATE
EOF
cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: ServiceEntry
metadata:
name: hwcloud
namespace： ns2
spec:
hosts:
www.huaweicloud.com
ports:
number: 443
name: tcp
protocol: TCP
resolution