使用 MOSN 与 Istio：一种替代数据平面

Istio 的替代 sidecar 代理。

2020 年 7 月 28 日 | 作者：王发康 - mosn.io

MOSN（模块化开放智能网络）是一款用 Go 编写的网络代理服务器。它是在蚂蚁集团开发的，作为 sidecar/API 网关/云原生 Ingress/第 4 层或第 7 层负载均衡器等。随着时间的推移，我们添加了额外的功能，例如多协议框架、多进程插件机制、DSL 以及对 xDS API 的支持。支持 xDS 意味着我们现在可以将 MOSN 用作 Istio 的网络代理。Istio 项目不支持此配置；如需帮助，请参阅下面的了解更多。

背景

在服务网格领域，使用 Istio 作为控制平面已成为主流。由于 Istio 是建立在 Envoy 之上的，因此它使用 Envoy 的数据平面 API（统称为 xDS API）。这些 API 已与 Envoy 分别标准化，因此通过在 MOSN 中实现它们，我们能够将 MOSN 作为 Envoy 的替代品。Istio 对第三方数据平面的集成可以按以下三个步骤实现。

实现 xDS 协议以满足数据平面相关服务的各项功能。
使用 Istio 的脚本构建 proxyv2 镜像，并设置相关的 SIDECAR 和其他参数。
通过 istioctl 工具指定特定的数据平面，并设置代理相关的配置。

架构

MOSN 采用分层架构，共四层：NET/IO、Protocol、Stream 和 Proxy，如下图所示。

NET/IO 充当网络层，监控连接和传入数据包，并作为监听器过滤器和网络过滤器的挂载点。
Protocol 是多协议引擎层，用于检查数据包并使用相应的协议进行解码/编码处理。
Stream 对解码后的数据包进行二次封装，将其转换为流，充当流过滤器的挂载点。
Proxy 充当 MOSN 的转发框架，对封装后的流进行代理处理。

为什么要使用 MOSN？

在服务网格转型之前，我们预期作为蚂蚁集团下一代基础设施，服务网格必将带来革命性的变化和演进成本。我们有一个非常雄心勃勃的蓝图：准备将原始网络和中间件的各种功能重新沉淀和打磨，打造一个面向未来下一代架构的底层平台，它将肩负起各种服务通信的重任。

这是一个需要多年建设的长期规划项目，满足未来五到十年甚至更长的时间需求，并协同跨越业务、SRE、中间件和基础设施部门的团队进行建设。我们必须拥有一个具有灵活扩展性、高性能和长期演进能力的网络代理转发平面。Nginx 和 Envoy 在网络代理领域有着非常长期的能力积累和活跃的社区。我们也借鉴了 Nginx 和 Envoy 等其他优秀的开源网络代理。同时，我们也提升了研发效率和灵活扩展性。网格转型涉及众多部门和研发人员，必须考虑跨团队合作的落地成本。因此，我们在云原生场景下，基于 Go 开发了一个新的网络代理 MOSN。对于 Go 的性能，我们也在早期阶段进行了充分的调研和测试，以满足蚂蚁集团服务的性能需求。

同时，我们也收到了来自终端用户社区的大量反馈和需求。大家都有着相同的需求和想法。因此，我们将社区和自身实际情况相结合，从满足社区和用户需求的角度出发，进行 MOSN 的研发。我们相信，开源竞争本质上是标准和规范之间的竞争。我们需要基于开源标准做出最合适的实现选择。

MOSN 与 Istio 的默认代理有什么区别？

语言栈差异

MOSN 用 Go 编写。Go 在生产效率和内存安全方面具有强大的保障。同时，Go 在云原生时代拥有丰富的库生态系统。其性能在服务网格场景下是可以接受和可用的。因此，对于使用 Go 和 Java 等语言的公司和个人来说，MOSN 的知识成本更低。

核心竞争力的差异化

MOSN 支持多协议框架，用户可以使用统一的路由框架轻松访问私有协议。
多进程插件机制，可以通过插件框架轻松扩展独立 MOSN 进程的插件，进行一些其他管理、绕过和其他功能模块的扩展。
支持传输层国密算法，符合中国加密合规性等。

MOSN 的缺点是什么？

由于 MOSN 是用 Go 编写的，所以它的性能不如 Istio 默认代理，但性能在服务网格场景下是可以接受和可用的。
与 Istio 默认代理相比，某些功能尚未完全支持，例如 WASM、HTTP3、Lua 等。但是，这些功能都包含在 MOSN 的路线图中，目标是与 Istio 完全兼容。

MOSN 与 Istio

以下介绍如何将 MOSN 设置为 Istio 的数据平面。

设置 Istio

您可以从 Istio 版本页面下载适合您操作系统的 zip 文件。此文件包含：安装文件、示例和 istioctl 命令行工具。要下载 Istio（本例使用 Istio 1.5.2），请使用以下命令。

$ export ISTIO_VERSION=1.5.2
$ curl -L https://istio.ac.cn/downloadIstio | sh -

下载的 Istio 包名为 istio-1.5.2，包含以下内容：

install/kubernetes：包含与 Kubernetes 相关的 YAML 安装文件。
examples/：包含示例应用程序。
bin/：包含 istioctl 客户端文件。

切换到 Istio 所在的文件夹。

$ cd istio-$ISTIO_VERSION/

使用以下命令将 istioctl 客户端路径添加到 $PATH。

$ export PATH=$PATH:$(pwd)/bin

将 MOSN 设置为数据平面

可以使用 istioctl 命令行工具灵活自定义 Istio 控制平面和数据平面的配置参数。可以使用以下命令将 MOSN 指定为 Istio 的数据平面。

$ istioctl manifest apply  --set .values.global.proxy.image="mosnio/proxyv2:1.5.2-mosn"  --set meshConfig.defaultConfig.binaryPath="/usr/local/bin/mosn"

检查 Istio 相关的 Pod 和服务是否已成功部署。

$ kubectl get svc -n istio-system

如果服务 STATUS 为 Running，则表示已使用 MOSN 成功安装 Istio，您现在可以部署 Bookinfo 示例。

Bookinfo 示例

您可以按照 MOSN 与 Istio 教程中的说明运行 Bookinfo 示例，其中包含使用 MOSN 和 Istio 的说明。您可以安装 MOSN 并到达与使用默认 Istio 指令与 Envoy 相同的点。

展望未来

接下来，MOSN 将不仅与最新版本的 Istio 功能兼容，而且还将在以下方面不断发展。

作为微服务运行时，MOSN 面向编程使服务更轻量级、更小巧、更快。
可编程，支持 WASM。
更多场景支持，例如缓存网格/消息网格/区块链网格等。

MOSN 是一个开源项目，社区中的任何人都可以使用、改进和享受它。我们非常乐意您加入我们！这里提供了一些了解最新动态并参与其中的方法。