Envoy Proxy使用介绍教程(三):envoy设计思路、配置文件和功能特性概览

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说明

这篇笔记比较老,不再更新维护,请移步最新的手册:envoy相关笔记

通过走读envoy的文档,对envoy有一个整体的认识,了解设计思路、配置方法。特别是配置文件,我们需要的不是零零碎碎的对配置文件的介绍,而是一个大一统的、包含所有配置项的配置文件模板。当我们想实现某项功能的时候,不需要漫天搜索,只需要到这个完整的配置文件模板中看一看有没有相关配置即可。

Envoy的设计思路

Envoy是单进程、多线程设计,主线程负责协调任务,连接listener的连接建立之后,由woker线程负责处理。

一个envoy进程支持创建多个listener,建议一台机器上只部署一个envoy,这样更方便数据统计,listener现在只支持TCP协议(2018-12-20 18:56:55)

在envoy中最主要的两个概念是listenercluster

listener就是envoy的监听地址,包含请求转发之前的所有配置。

cluster就是一组最终提供服务的机器(upstream server)。

用户请求通过listener的监听地址进入envoy后,经过listener中一系列filter的处理,转发给cluster中的某个upstream server。

Listener

每个listener的配置都是独立的,可以配置分别多个network level filter

Listener可以有多个,可以通过LDS(listener discovery service)动态发现。

在listener中可以配置filters,filter一共有三种:listener filternetwork filterhttp filter

listener filter是listener层的插件,network filter是网络层(L3/L4)插件,http filter是HTTP插件。

listener filternetwork filter之前调用,http_filter是名为envoy.http_connection_manager的filter中的filter。

listener filter管理连接的元数据,envoy已经实现了几个listener filter

network filter相对简单,处理的是原始字节,分为ReadWriteRead/Write三类,envoy已经实现了多个network filter,支持TLS认证、限速、RBAC等。

其中HTTP connection manager是一个比较复杂的network filter,它将原始字节转换成http格式,从而可以对http协议进行精确控制。

HTTP connection manager内部又实现了HTTP filters,分为DecoderEncoderDecoder/Encoder三类。HTTP router filter实现了根据http协议字段进行路由的功能。

其它内容

Envoy状态分为static statedynamic state

Envoy原生支持用grpc协议传输,以及协议升级

Cluster manager管理upstreams,向network filter暴露API,由network filter决定是否要建立连接。

Clusters可以在配置文件中设置,也可以动态获取:Cluster discovery service

Access logging的输出格式可以自己定义。

进行全局限速的时候需要配置Rate limit service

Runtime可以将指定目录中的所有文件作为配置读取,并可以通过admin接口查看、修改。

Statistics中给出了envoy的统计数据。

Envoy还提供了一个路由表检测工具

Envoy过载时可以采取一定的动作、限制某些功能,通过overload manager设置。

TLS证书可以在配置文件中设置,也可以通过Secret discovery service (SDS)动态获取。

Envoy提供了一个封装了envoy命令的python脚本,使用这个脚本后,可以通过systemd、monit、runit等进行热加载,见Hot restart Python wrapper

Administration interface中列出Envoy的admin api。

可以在upstream和downstream之间捕获报文https://www.envoyproxy.io/docs/envoy/latest/operations/traffic_capture

Envoy的filter的开发方法见Extending Envoy for custom use cases

envoy的命令行参数

Envoy的命令行参数不多,大都比较好理解。目前还有下面三个参数,还没搞清楚具体作用:

--service-cluster <string>
--service-node <string>
--service-zone <string>

envoy的配置文件

Envoy文档中没有对配置文件的详细介绍,而是给出了v2 API reference,配置文件中的内容和这些API一一对应。

Bootstrap就是envoy的配置文件的完整定义:

{
  "node": "{...}",
  "static_resources": "{...}",
  "dynamic_resources": "{...}",
  "cluster_manager": "{...}",
  "hds_config": "{...}",
  "flags_path": "...",
  "stats_sinks": [],
  "stats_config": "{...}",
  "stats_flush_interval": "{...}",
  "watchdog": "{...}",
  "tracing": "{...}",
  "rate_limit_service": "{...}",
  "runtime": "{...}",
  "admin": "{...}",
  "overload_manager": "{...}"
}

每个配置项的定义都可以在config.bootstrap.v2.Bootstrap中找到。

envoy配置的动态更新

Envoy的作者Matt KleinThe universal data plane API讲述了envoy api的设计过程。envoy最初是一个最终一致的服务发现系统,定义了很简洁的api,开源以后陆续有人咨询能否支持kubernetes等系统,并且有人自己动手实现了。

Matt Klein意识到envoy能够被越来越多人采纳,主要是因为它的api设计,envoy的api设计使envoy规则更新很方便(对比nginx和haproxy)。

目前envoy的发展方向是成为一个接口丰富、性能优良的data plane。

有了动态获取配置的功能后,每台机器上的envoy可以用同样的配置文件启动,

Envoy有志于设计一套通用的data plane api,并且已经将自己的api定义抽取出来,成立了一个单独的项目data-plane-api

将data plane和control plane解耦后,data plane可以专注于性能提升和新特性,control plane可以专注于管理和流程。

go-control-plane是envoy提供的一个用Go语言实现的control plane。

Envoy的动态配置主要有以下几个概念:

CDS:用于发现clusters,在”dynamic_resources”中配置。

LDS:用于发现listeners,在”dynamic_resources”中配置。

ADS:聚合发现, 用于将更新聚合,使用ADS,可以在一个连接中完成相关的CDS、LDS、RDS的更新,在”dynamic_resources”中配置。

EDS:endpoint discovery service,用于发现cluster中的upstream,在每个cluster中单独配置。

RDS:route discovery service,用于发现路由规则,在每个HTTP connection manager中单独配置。

SDS:用于发现TLS证书。

HDS:只在The universal data plane API中看到一句说明,说是将envoy加入健康检查网络,避免出现N的平方个连接。

后续

envoy的配置文件比较庞大,后面单独开一篇笔记将envoy的配置文件完全展开,并且试验各项功能。

参考

  1. Envoy Documentation

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