Wildcard 主机的 egress

假定您想要为 Istio 中所有语种的 wikipedia.org 站点开启 egress 流量。每个语种的 wikipedia.org 站点均有自己的主机名，譬如：英语和德语对应的主机分别为 en.wikipedia.org 和 de.rikipedia.org。您希望通过通用配置项开启所有 Wikipedia 站点的 egress 流量，无需单独配置每个语种的站点。

开始之前

按照中的说明安装 Istio。
启动 sleep 示例，以获取发送请求的测试源。如果您启用了，运行以下命令部署示例应用程序：

Zip

否则，在使用以下命令部署 sleep 应用程序之前，手动注入 sidecar：

$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f @samples/sleep/sleep.yaml@)

您可以使用任何安装了 curl 的 pod 作为测试源。

为了发送请求，您需要创建 SOURCE_POD 环境变量来存储源 pod 的名称：

$ export SOURCE_POD=$(kubectl get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})

部署 Istio egress 网关。

访问通用域中一组主机的第一个也是最简单的方法，是使用一个 wildcard 主机配置一个简单的 ServiceEntry，直接从 sidecar 调用服务。当直接调用服务时（譬如：不是通过一个 egress 网关），一个 wildcard 主机的配置与任何其他主机（如：全域名主机）没有什么不同，只是当通用域中有许多台主机时，这样比较方便。

为 *.wikipedia.org 定义一个 ServiceEntry 以及相应的 VirtualSevice：

$ kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: ServiceEntry
metadata:
  name: wikipedia
spec:
  hosts:
  - "*.wikipedia.org"
  ports:
  - number: 443
    name: tls
    protocol: TLS
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: wikipedia
spec:
  hosts:
  - "*.wikipedia.org"
  tls:
  - match:
    - port: 443
      sni_hosts:
      - "*.wikipedia.org"
    route:
    - destination:
        host: "*.wikipedia.org"
        port:
          number: 443
EOF

发送 HTTPS 请求至https://en.wikipedia.org and :

$ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep -- sh -c 'curl -s https://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page | grep -o "<title>.*</title>"; curl -s https://de.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Hauptseite | grep -o "<title>.*</title>"'
<title>Wikipedia, the free encyclopedia</title>
<title>Wikipedia – Die freie Enzyklopädie</title>

$ kubectl delete serviceentry wikipedia
$ kubectl delete virtualservice wikipedia

配置访问 wildcard 主机的 egress 网关

能否配置通过 egress 网关访问 wildcard 主机取决于这组 wildcard 域名有唯一一个通用主机。以 *.wikipedia.org 为例。每个语种特殊的站点都有自己的 wikipedia.org 服务器。您可以向任意一个 *.wikipedia.org 站点的 IP 发送请求，包括 www.wikipedia.org，该站点所有特定主机。

通常情况下，通用域中的所有域名并不由一个唯一的 hosting server 提供服务。此时，需要一个更加复杂的配置。

为 *.wikipedia.org 创建一个 egress Gateway、一个目标规则以及一个虚拟服务，来引导请求通过 egress 网关并从 egress 网关访问外部服务。

$ kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: Gateway
metadata:
  name: istio-egressgateway
spec:
  selector:
    istio: egressgateway
  servers:
  - port:
      number: 443
      name: tls
      protocol: TLS
    hosts:
    - "*.wikipedia.org"
    tls:
      mode: PASSTHROUGH
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: egressgateway-for-wikipedia
spec:
  host: istio-egressgateway.istio-system.svc.cluster.local
  subsets:
    - name: wikipedia
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: direct-wikipedia-through-egress-gateway
spec:
  hosts:
  - "*.wikipedia.org"
  gateways:
  - mesh
  - istio-egressgateway
  tls:
  - match:
    - gateways:
      - mesh
      port: 443
      sni_hosts:
      - "*.wikipedia.org"
    route:
    - destination:
        host: istio-egressgateway.istio-system.svc.cluster.local
        subset: wikipedia
        port:
          number: 443
      weight: 100
  - match:
    - gateways:
      - istio-egressgateway
      port: 443
      sni_hosts:
      - "*.wikipedia.org"
    route:
    - destination:
        host: www.wikipedia.org
          number: 443
      weight: 100
EOF

为目标服务器 www.wikipedia.org 创建一个 ServiceEntry。

$ kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: ServiceEntry
metadata:
spec:
  hosts:
  - www.wikipedia.org
  ports:
  - number: 443
    name: tls
    protocol: TLS
  resolution: DNS
EOF

发送请求至https://en.wikipedia.org 和：

$ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep -- sh -c 'curl -s https://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page | grep -o "<title>.*</title>"; curl -s https://de.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Hauptseite | grep -o "<title>.*</title>"'
<title>Wikipedia, the free encyclopedia</title>
<title>Wikipedia – Die freie Enzyklopädie</title>

检查 egress 网关代理访问 *.wikipedia.org 的计数器统计值。如果 Istio 部署在 istio-system 命名空间中，打印输出计数器的命令为：

清除单点服务器的 wildcard 配置

$ kubectl delete serviceentry www-wikipedia
$ kubectl delete gateway istio-egressgateway
$ kubectl delete virtualservice direct-wikipedia-through-egress-gateway
$ kubectl delete destinationrule egressgateway-for-wikipedia

前面章节的配置生效，是因为 *.wikipedia.org 站点可以由任意一个 wikipedia.org 服务器提供服务。然而，情况并不总是如此。譬如，你可能想要配置 egress 控制到更为通用的 wildcard 域，如：.com 或 .org。

配置流量流向任意 wildcard 域，为 Istio 网关引入一个挑战。在前面的章节中，您在配置中，将 www.wikipedia.org 配置为网关的路由目标主机，将流量导向该地址。然而，网关并不知道它接收到的请求中任意 arbitrary 主机的 IP 地址。这是 Istio 默认的 egress 网关代理的限制。Envoy 或者将流量路由至提前定义好的主机，或者路由至提前定义好的 IP 地址，或者是请求的最初 IP 地址。在网关案例中，请求的最初目标 IP 被丢弃，因为请求首先路由至 egress 网关，其目标 IP 为网关的 IP 地址。

因此，基于 Envoy 的 Istio 网关无法将流量路由至没有预先配置的 arbitrary 主机，从而，无法对任意 wildcard 域实施流量控制。为了对 HTTPS 和任意 TLS 连接开启流量控制，您需要在 Envoy 的基础上再部署一个 SNI 转发代理。Envoy 将访问 wildcard 域的请求路由至 SNI 转发代理，代理反过来将请求转发给 SNI 值中约定的目标地址。

带 SNI 代理的 egress 网关，以及相关的 Istio 架构部分如下图所示：

Egress Gateway with SNI proxy

如下章节向您展示如何重新部署带 SNI 代理的 egress 网关，并配置 Istio 通过网关将 HTTPS 请求导向任意 wildcard 域。

安装带 SNI 代理的 egress 网关

本章节，除了标准的 Istio Envoy 代理，您将再部署一个带 SNI 代理的 egress 网关。本示例使用 Nginx 作为 SNI 代理。任何一个能够根据任意的、非预先配置的 SNI 值路由流量的 SNI 代理均可。SNI 代理将监听在端口 8443 上，您可以绑定任意其它端口，egress Gateway 和 VirtualServices 中配置的端口除外。SNI 代理将流量转发至端口 443。

创建一个 Nginx SNI 代理的配置文件。您可以按需编辑文件指定附加的 Nginx 设置。注意 server 的 listen 原语指定端口为 8443，其 proxy_pass 原语使用 ssl_preread_server_name 端口为 443，ssl_preread 为 on 以开启 SNI 读。

$ cat <<EOF > ./sni-proxy.conf
user www-data;
events {
}
stream {
  log_format log_stream '\$remote_addr [\$time_local] \$protocol [\$ssl_preread_server_name]'
  '\$status \$bytes_sent \$bytes_received \$session_time';
  access_log /var/log/nginx/access.log log_stream;
  error_log  /var/log/nginx/error.log;
  # tcp forward proxy by SNI
  server {
    resolver 8.8.8.8 ipv6=off;
    listen       127.0.0.1:8443;
    proxy_pass   \$ssl_preread_server_name:443;
    ssl_preread  on;
  }
}
EOF

创建一个 Kubernetes 来保存 Nginx SNI 代理的配置文件：

$ kubectl create configmap egress-sni-proxy-configmap -n istio-system --from-file=nginx.conf=./sni-proxy.conf

下面的命令将生成 istio-egressgateway-with-sni-proxy.yaml，您可以选择性编辑该配置文件然后部署。

$ cat <<EOF | istioctl manifest generate --set values.global.istioNamespace=istio-system -f - > ./istio-egressgateway-with-sni-proxy.yaml
gateways:
  enabled: true
  istio-ingressgateway:
    enabled: false
  istio-egressgateway:
    enabled: false
  istio-egressgateway-with-sni-proxy:
    enabled: true
    labels:
      app: istio-egressgateway-with-sni-proxy
      istio: egressgateway-with-sni-proxy
    replicaCount: 1
    autoscaleMin: 1
    autoscaleMax: 5
    cpu:
      targetAverageUtilization: 80
    serviceAnnotations: {}
    type: ClusterIP
    ports:
      - port: 443
        name: https
    secretVolumes:
      - name: egressgateway-certs
        secretName: istio-egressgateway-certs
        mountPath: /etc/istio/egressgateway-certs
      - name: egressgateway-ca-certs
        secretName: istio-egressgateway-ca-certs
        mountPath: /etc/istio/egressgateway-ca-certs
    configVolumes:
      - name: sni-proxy-config
        configMapName: egress-sni-proxy-configmap
    additionalContainers:
    - name: sni-proxy
      image: nginx
      volumeMounts:
      - name: sni-proxy-config
        mountPath: /etc/nginx
        readOnly: true
EOF

部署新的 egress 网关：

$ kubectl apply -f ./istio-egressgateway-with-sni-proxy.yaml
serviceaccount "istio-egressgateway-with-sni-proxy-service-account" created
role "istio-egressgateway-with-sni-proxy-istio-system" created
rolebinding "istio-egressgateway-with-sni-proxy-istio-system" created
service "istio-egressgateway-with-sni-proxy" created
deployment "istio-egressgateway-with-sni-proxy" created
horizontalpodautoscaler "istio-egressgateway-with-sni-proxy" created

验证新的 egress 网关正在运行。注意 pod 有两个容器（一个是 Envoy 代理，另一个是 SNI 代理）。

$ kubectl get pod -l istio=egressgateway-with-sni-proxy -n istio-system
NAME                                                  READY     STATUS    RESTARTS   AGE
istio-egressgateway-with-sni-proxy-79f6744569-pf9t2   2/2       Running   0          17s

创建一个 service entry，静态地址为 127.0.0.1 (localhost)，关闭发送至新 service entry 的双向 TLS 请求。

$ kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: ServiceEntry
metadata:
  name: sni-proxy
spec:
  hosts:
  - sni-proxy.local
  location: MESH_EXTERNAL
  ports:
  - number: 8443
    name: tcp
  endpoints:
  - address: 127.0.0.1
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: disable-mtls-for-sni-proxy
spec:
  host: sni-proxy.local
  trafficPolicy:
    tls:
      mode: DISABLE
EOF

配置流量流经包含 SNI 代理的 egress 网关

为 *.wikipedia.org 定义一个 ServiceEntry：

$ cat <<EOF | kubectl create -f -
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: ServiceEntry
metadata:
  name: wikipedia
spec:
  hosts:
  - "*.wikipedia.org"
  ports:
  - number: 443
    name: tls
    protocol: TLS
EOF

为 *.wikipedia.org 创建一个 egress Gateway，端口 443，协议 TLS，以及一个虚拟服务负责引导目标为 *.wikipedia.org 的流量流经网关。

根据您是否希望在源 pod 与 egress 网关之间开启，选择指令。

您可能希望开启双向 TLS 以使得 egress 网关得以监控源 pods 的身份标识并基于身份标识信息启用 Mixer 的强制策略。

$ kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: Gateway
metadata:
 name: istio-egressgateway-with-sni-proxy
spec:
 selector:
   istio: egressgateway-with-sni-proxy
 servers:
 - port:
 number: 443
 name: tls
 protocol: TLS
   hosts:
   - "*.wikipedia.org"
   tls:
 mode: PASSTHROUGH
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
 name: egressgateway-for-wikipedia
spec:
 host: istio-egressgateway-with-sni-proxy.istio-system.svc.cluster.local
 subsets:
   - name: wikipedia
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
 name: direct-wikipedia-through-egress-gateway
spec:
 hosts:
 - "*.wikipedia.org"
 gateways:
 - mesh
 - istio-egressgateway-with-sni-proxy
 tls:
 - match:
   - gateways:
 - mesh
 port: 443
 sni_hosts:
 - "*.wikipedia.org"
   route:
   - destination:
   host: istio-egressgateway-with-sni-proxy.istio-system.svc.cluster.local
   subset: wikipedia
   port:
     number: 443
 weight: 100
 - match:
   - gateways:
 - istio-egressgateway-with-sni-proxy
 port: 443
 sni_hosts:
 - "*.wikipedia.org"
   route:
   - destination:
   host: sni-proxy.local
   port:
     number: 8443
 weight: 100
EOF

发送 HTTPS 请求至https://en.wikipedia.org and :

$ kubectl exec -it $SOURCE_POD -c sleep -- sh -c 'curl -s https://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page | grep -o "<title>.*</title>"; curl -s https://de.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Hauptseite | grep -o "<title>.*</title>"'
<title>Wikipedia, the free encyclopedia</title>
<title>Wikipedia – Die freie Enzyklopädie</title>

检查 Egress 网关 Envoy 代理的日志。如果 Istio 被部署在 istio-system 命名空间中，打印日志的命令为：

$ kubectl logs -l istio=egressgateway-with-sni-proxy -c istio-proxy -n istio-system

您将看到类似如下的内容：

[2019-01-02T16:34:23.312Z] "- - -" 0 - 578 79141 624 - "-" "-" "-" "-" "127.0.0.1:8443" outbound|8443||sni-proxy.local 127.0.0.1:55018 172.30.109.84:443 172.30.109.112:45346 en.wikipedia.org
[2019-01-02T16:34:24.079Z] "- - -" 0 - 586 65770 638 - "-" "-" "-" "-" "127.0.0.1:8443" outbound|8443||sni-proxy.local 127.0.0.1:55034 172.30.109.84:443 172.30.109.112:45362 de.wikipedia.org

检查 SNI 代理的日志。如果 Istio 被部署在 istio-system 命名空间中，打印日志的命令为：

$ kubectl logs -l istio=egressgateway-with-sni-proxy -n istio-system -c sni-proxy
127.0.0.1 [01/Aug/2018:15:32:02 +0000] TCP [en.wikipedia.org]200 81513 280 0.600
127.0.0.1 [01/Aug/2018:15:32:03 +0000] TCP [de.wikipedia.org]200 67745 291 0.659

检查 mixer 日志。如果 Istio 部署在 istio-system 命名空间中，打印日志的命令为：

$ kubectl -n istio-system logs -l istio-mixer-type=telemetry -c mixer | grep '"connectionEvent":"open"' | grep '"sourceName":"istio-egressgateway' | grep 'wikipedia.org'
{"level":"info","time":"2018-08-26T16:16:34.784571Z","instance":"tcpaccesslog.logentry.istio-system","connectionDuration":"0s","connectionEvent":"open","connection_security_policy":"unknown","destinationApp":"","destinationIp":"127.0.0.1","destinationName":"unknown","destinationNamespace":"default","destinationOwner":"unknown","destinationPrincipal":"cluster.local/ns/istio-system/sa/istio-egressgateway-with-sni-proxy-service-account","destinationServiceHost":"","destinationWorkload":"unknown","protocol":"tcp","receivedBytes":298,"reporter":"source","requestedServerName":"en.wikipedia.org","sentBytes":0,"sourceApp":"istio-egressgateway-with-sni-proxy","sourceIp":"172.30.146.88","sourceName":"istio-egressgateway-with-sni-proxy-7c4f7868fb-rc8pr","sourceNamespace":"istio-system","sourceOwner":"kubernetes://apis/extensions/v1beta1/namespaces/istio-system/deployments/istio-egressgateway-with-sni-proxy","sourcePrincipal":"cluster.local/ns/sleep/sa/default","sourceWorkload":"istio-egressgateway-with-sni-proxy","totalReceivedBytes":298,"totalSentBytes":0}

注意属性 requestedServerName。

清除任意域的 wildcard 配置

删除 *.wikipedia.org 的配置项：

$ kubectl delete serviceentry wikipedia
$ kubectl delete gateway istio-egressgateway-with-sni-proxy
$ kubectl delete virtualservice direct-wikipedia-through-egress-gateway
$ kubectl delete destinationrule egressgateway-for-wikipedia
$ kubectl delete --ignore-not-found=true envoyfilter forward-downstream-sni egress-gateway-sni-verifier

删除部署 egressgateway-with-sni-proxy 的配置项：

$ kubectl delete serviceentry sni-proxy
$ kubectl delete destinationrule disable-mtls-for-sni-proxy
$ kubectl delete -f ./istio-egressgateway-with-sni-proxy.yaml
$ kubectl delete configmap egress-sni-proxy-configmap -n istio-system

删除您创建的配置文件：

Wildcard 主机的 egress

Wildcard 主机的 egress

开始之前

配置访问 wildcard 主机的 egress 网关

清除单点服务器的 wildcard 配置

安装带 SNI 代理的 egress 网关

配置流量流经包含 SNI 代理的 egress 网关

清除任意域的 wildcard 配置

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