8.5 服务网格的产品与生态

Buoyant 公司在 2016 年发布了第一代服务网格 Linkerd,同一时期,离开 Twitter 的工程师 Matt Klein 加入了 Lyft,并开启了 Envoy 项目。第一代服务网格稳步推进的过程中,世界的另一角落,Google 和 IBM 两个巨头开始握手合作,它们联合 Lyft 启动了 Istio 项目。

2017 年 5 月,Google、IBM 和 Lyft 开源新一代的服务网格 Istio,有巨头背书以及新增控制平面的设计理念让 Istio 得到极大关注和发展,并迅速成为第二代服务网格的代表项目。

8.5.1 Linkerd2 出击

Istio 被争相追捧的同时,作为服务网格概念的创造者 William Morgan 自然不甘心出局。

公司生死存亡之际,William Morgan 瞄准 Istio 的缺陷(过于复杂)并借鉴 Istio 的设计理念(新增控制平面),开始重新设计它们的服务网格产品。

Buoyant 公司的第二代服务网格使用 Rust 构建数据平面 linkerd2-proxy ,使用 Go 开发了控制平面 Conduit,主打轻量化,目标是世界上最轻、最简单、最安全的 Kubernetes 专用服务网格。该产品最初以 Conduit 命名,Conduit 加入 CNCF 后不久,宣布与原有的 Linkerd 项目合并,被重新命名为 Linkerd 2[1]

Linkerd2 的架构如图 8-13 所示,增加了控制平面,但整体相对简单:

  • 控制层面组件只有 destination(类似 Istio 中的 Pilot 组件)、identity(类似 Istio 中的 Citadel)和 proxy injector(代理注入器,自动将 Linkerd 代理作为 Sidecar 容器注入到匹配的 Pod 中,无需手动修改应用程序的部署配置)。
  • 数据平面中 linkerd-init 设置 iptables 规则拦截 Pod 中的 TCP 连接,linkerd-proxy 实现对所有的流量管控(负载均衡、熔断..)。


图 8-13 Linkerd2 架构及各个组件

8.5.2 其他参与者

除了头部的 Linkerd2、Istio 玩家外,明显能影响微服务格局的新兴领域,又怎少得了传统的 Proxy 玩家。

先是远古玩家 Nginx 祭出自己新一代的产品 Nginx ServiceMesh,理念是简化版的服务网格。接着,F5 Networks 公司顺势推出商业化产品 Aspen Mesh,定位企业级服务网格项目。随后,API 网关独角兽 Kong 推出了 Kuma,主打通用型的服务网格。有意思的是,Kong 选择了 Envoy 作为数据平面,而非它自己的核心内核 OpenResty。

与 William Morgan 死磕 Istio 策略不同,绝大部分在 Proxy 领域根基深厚玩家,从一开始就没有想过做一套完整服务网格方案,而是选择实现 xDS 协议或基于 Istio 扩展,作为 Istio 的数据平面出现。

至 2023 年,服务网格经过 8 年的发展,产品生态如图 8-14 所示。虽然有众多的选手,但就社区活跃度而言,Istio 和 Linkerd 还是牢牢占据了头部地位。


图 8-14 CNCF 下 服务网格领域生态

8.5.3 Istio 与 Linkerd2 性能对比

2019 年,云原生技术公司 Kinvolk 发布了一份 Linkerd2 与 Istio 的性能对比报告。报告显示,Linkerd 在延迟和资源消耗方面明显优于 Istio[2]

两年之后,Linkerd 与 Istio 都发布了多个更成熟的版本,两者的性能表现如何?笔者引用 William Morgan 文章《Benchmarking Linkerd and Istio》[3]中的数据,向读者介绍 Linkerd v2.11.1、Istio v1.12.0 两个项目之间延迟与资源消耗的表现。

首先是网络延迟层面的对比。如图 8-15 所示,中位数(P50)延迟的表现 Linkerd 在 6ms 的基准延迟上增加了 6ms 额外延迟,而 Istio 的额外延迟为 15ms。值得注意的是,P90 以后两者开始出现显著差异,最极端的 Max 数据表现上,Linkerd 在 25ms 的基准延迟上增加了 25 ms 额外延迟,而 Istio 则增大了 5 倍,高达 253 ms 的额外延迟。


图 8-15 Linkerd 与 Istio 的延迟对比

接着是资源消耗层面的对比。如图 8-16 所示,Linkerd 代理消耗的内存最大 26 Mb,Istio 的 Envoy 代理消耗的内存最大 156.2 Mb,是 Linkerd 的 6倍。同样,Linkerd 的最大代理 CPU 时间记录为 36ms,而 Istio 的代理 CPU 时间记录为 67ms,比前者多出 85%。


图 8-16 Istio 与 Linkerd 资源消耗对比

Linkerd 和 Istio 在性能和资源成本上的显著差异,要归因于 Linkerd2-proxy,该代理为 Linkerd 的整个数据平面提供动力。因此。上述基准测试很大程度上反映了 Linkerd2-proxy 与 Envoy 之间的性能和资源消耗对比。

虽然 Linkerd2-proxy 性能卓越,但由于其使用编程语言 Rust 相对小众,开源社区的贡献者数量稀少。截至 2024 年 6 月,Linkerd2-proxy 的贡献者仅有 53 人,而 Envoy 的贡献者则多达 1,104 人。此外,Linkerd2-proxy 不支持服务网格领域的 xDS 控制协议,其未来发展将高度依赖于 Linkerd 本身的进展。


  1. 参见 https://github.com/linkerd/linkerd2 ↩︎

  2. 这项测试工作还诞生服务网格基准测试工具 service-mesh-benchmark,以便任何人都可以复核结果。https://github.com/kinvolk/service-mesh-benchmark,以便任何人都可以复核结果。 ↩︎

  3. 基于 Kinvolk 模仿现实场景,延迟数据从客户端的角度测量,而不是内部的代理时间。详见 https://linkerd.io/2021/05/27/linkerd-vs-istio-benchmarks/ ↩︎

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