Service Mesh，這裡以Istio（目前Service Mesh具體落地實現的一種，且呼聲最高）為例簡要說明其功能。 Istio 有助於降低這些部署的複雜性，並減輕開發團隊的壓力。它是一個完全開源的服務網格，可以透明地分層到現有的分散式應用程式上。它也是一個平臺，包括允許它整合到任何日誌記錄平臺、遙測或策略系統的 API。Istio的多樣化功能集使你能夠成功高效地執行分散式微服務架構，並提供保護、連線和監控微服務的統一方法。

從上面的簡單介紹中，我們可以看出為什麼會存在要把Spring Cloud體系的應用遷移到Service Mesh這樣的需求，總結下來，有四方面的原因：

來簡單看一下他們的功能對比：

從上面表格中可以看到，如果從功能層面考慮，Spring Cloud與Service Mesh在服務治理場景下，有相當大量的重疊功能，從這個層面而言，為Spring Cloud向Service Mesh遷移提供了一種潛在的可能性。

在行業當前環境下，還有一個趨勢，或者說是現狀。越來越多的應用走在了通往應用容器化的道路上，或者在未來，容器化會成為應用部署的標準形態。而且無論哪種容器化執行環境，都天然支撐服務註冊發現這一基本要求，這就導致Spring Cloud體系應用上容器的過程中，存在一定的功能重疊，有可能為後期的應用運維帶來一定的影響，而Service Mesh恰恰需要依賴容器執行環境，同時彌補了容器環境所欠缺的內容（後續會具體分析）。

從軟體設計角度出發，我們一直在追求松耦合的架構，也希望做到領域專攻。例如業務開發人員希望我只要關心業務邏輯即可，不需要關心鏈路跟蹤，熔斷，服務註冊發現等支撐工具的服務；而平臺支撐開發人員，則希望我的程式碼中不要包含任何業務相關的內容。而Service Mesh的出現，讓這種情況成為可能。

目前而言Spring Cloud雖然提供了對眾多協議的支援，但是受限於Java技術體系。這就要求應用需要在同一種語言下進行開發（這不一定是壞事兒），在某種情況下，不一定適用於一些工作場景。而從微服務設計考慮，不應該受限於某種語言，各個服務應該能夠相互獨立，大家需要的是遵循通訊規範即可。而Service Mesh恰好可以消除服務間的語言壁壘，同時實現服務治理的能力。

基於以上四點原因，當下環境，除了部分 大多已經提前走在了Service Mesh實踐的道路上 網際網路大廠以外（例如螞蟻金服的SOFASTACK），也有大部分企業已經開始接觸Service Mesh，並且嘗試把Spring Cloud構建的應用，遷移到Service Mesh中。

Spring Cloud向Service Mesh遷移，從我們考慮而言大體分為七個步驟，如圖所示：

Spring Cloud架構解析的目的在於確定需要從當前的服務中去除與Service Mesh重疊的功能，為後續服務替換做準備。我們來看一個典型的Spring Cloud架構體系，如圖所示：

從圖中我們可以簡要的分析出，一個基於Spring Cloud的微服務架構，主要包括四部分內容：服務閘道器，應用服務，外圍支撐元件，服務管理控制檯。

• 服務閘道器

  服務閘道器涵蓋的功能包括路由，鑑權，限流，熔斷，降級等對入站請求的統一攔截處理。具體可以進一步劃分為外部閘道器（面向網際網路）和內部閘道器（面向服務內部管理）。

• 應用服務

  應用服務是企業業務核心。應用服務內部由三部分內容構成：業務邏輯實現，外部元件互動SDK整合，服務內部執行監控整合。

• 外圍支撐元件
  外圍支撐元件，涵蓋了應用服務依賴的工具，包括註冊中心，配置中心，訊息中心，安全中心，日誌中心等。

  
  

• 服務管理控制檯
  服務管理控制檯面向服務運維或者運營人員，實現對應用服務執行狀態的實時監控，以及根據情況需要能夠動態玩成線上服務的管理和配置。

這裡面哪些內容是我們可以拿掉或者說基於Service Mesh（以Istio為例）能力去做的？分析下來，可以替換的元件包括閘道器（gateway或者Zuul，由Ingress gateway或者egress替換），熔斷器（hystrix，由SideCar替換），註冊中心（Eureka及Eureka client，由Polit，SideCar替換），負責均衡（Ribbon，由SideCar替換），鏈路跟蹤及其客戶端（Pinpoint及Pinpoint client，由SideCar及Mixer替換）。這是我們在Spring Cloud解析中需要完成的目標：即確定需要刪除或者替換的支撐模組。

服務單元改造的目的在於基於第一步的解析結果，完成依賴去除或者依賴替換。根據第一步的分析結果服務單元改造分為三步：

1. 刪除元件，包括閘道器，熔斷器，註冊中心，負載均衡，鏈路跟蹤元件，同時刪除對應client的SDK；

2. 替換元件，採用httpClient 的SDK支援http協議的遠端呼叫（原來在Ribbon中），由原來基於註冊中心的呼叫，轉變成http直接呼叫；

3. 配置資訊變更，修改與刪除元件管理的配置資訊以及必要的元件互動程式碼（根據實際應用情況操作）；
   
   

當然服務單元改造過程中，還會涉及到很多的細節問題，都需要根據應用特點進行處理，這裡不做深入分析。

服務容器化是目前應用部署的趨勢所在。服務容器化本身有很多不同的方式，例如基於Jenkins的pipeline實現，基於docker-maven-plugin + dockerfile實現，當然還有很多不同的方式。這裡以Spring Cloud一個demo服務透過docker-maven-plugin+dockerfile實現說明為例：

簡易的一個服務的Dockerfile如下所示：

ROM openjdk:8-jre-alpine


ENV TZ=Asia/Shanghai \


    SPRING_OUTPUT_ANSI_ENABLED=ALWAYS \


    JAVA_OPTS=

""

 \


    JHIPSTER_SLEEP=0


RUN ln -snf /usr/share/zoneinfo/

$TZ

 /etc/localtime && 

echo

 

$TZ

 > /etc/timezone


CMD 

echo

 

"The application will start in 

${JHIPSTER_SLEEP}

s..."

 && \


    sleep 

${JHIPSTER_SLEEP}

 && \


    java 

${JAVA_OPTS}

 -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom -jar /app.jar


    

# java ${JAVA_OPTS} -Djava.security.egd=environment:/dev/./urandom -jar /app.@project.packaging@





EXPOSE 8080


ADD microservice-demo.jar /app.jar

檔案中定義了服務埠以及執行命令。

Maven-docker-plugin的外掛配置如下所示：

<

build

>



    

<

finalName

>

microservice-demo

</

finalName

>



    

<

plugins

>



        ......


        

<

plugin

>



            

<

groupId

>

com.spotify

</

groupId

>



            

<

artifactId

>

docker-maven-plugin

</

artifactId

>



            

<

version

>

1.2.0

</

version

>



            

<

executions

>



                

<

execution

>



                    

<

id

>

build-image

</

id

>



                    

<

phase

>

package

</

phase

>



                    

<

goals

>



                        

<

goal

>

build

</

goal

>



                    

</

goals

>



                

</

execution

>



                

<

execution

>



                    

<

id

>

tag-image

</

id

>



                    

<

phase

>

package

</

phase

>



                    

<

goals

>



                        

<

goal

>

tag

</

goal

>



                    

</

goals

>



                    

<

configuration

>



                        

<

image

>

${project.build.finalName}:${project.version}

</

image

>



                        

<

newName

>

${docker.registry.name}/${project.build.finalName}:${project.version}

</

newName

>



                    

</

configuration

>



                

</

execution

>



                

<!--暫時不新增推送倉庫的配置-->



            

</

executions

>



            

<

configuration

>



                

<

dockerDirectory

>

${project.basedir}/src/main/docker

</

dockerDirectory

>



                

<

imageName

>

${project.build.finalName}:${project.version}

</

imageName

>



                

<

resources

>



                    

<

resource

>



                        

<

targetPath

>

/

</

targetPath

>



                        

<

directory

>

${project.build.directory}

</

directory

>



                        

<

include

>

${project.build.finalName}.${project.packaging}

</

include

>



                    

</

resource

>



                

</

resources

>



            

</

configuration

>



        

</

plugin

>



    

</

plugins

>




</

build

>

透過增加docker-maven-plugin，在執行mvn package的時候可以載入Dockerfile，自動構建服務的容器映象（需要說明的前提是本地安裝docker執行環境，或者透過環境變數在開發工具中配置Docker的遠端連線環境），從而完成服務容器化改造。

容器環境決定這Service Mesh的部署形態，這裡不詳細描述容器環境的部署過程。感興趣的朋友，可以參考 開源專案，提供了Kubernetes基於ansible的自動化部署指令碼。我們也建議選擇Kubernetes來構建容器環境。這裡說明容器環境構建的考慮因素：

· 叢集部署方案
叢集部署方案主要考慮多叢集，跨資料中心，儲存選擇，網路方案，叢集內部主機標籤劃分，叢集內部網路地址規劃等多方面因素。

· 叢集規模
叢集規模主要考慮etcd叢集大小，叢集內執行例項規模（用來配置ip範圍段），叢集高可用節點規模等因素。

基於以上兩點來考慮容器化環境的部署方案，關鍵是合理規劃，避免資源浪費。

Service Mesh環境構建依賴於容器環境構建，主要考慮兩個方面，以Isito為例：

· 部署外掛
Istio部署外掛需要根據需要的場景，考慮採用的外掛完整性，例如prometheus，kiali，是否開啟TLS等，具體安裝選項可以參考。

· 跨叢集部署
依據容器環境考慮是否需要支援Isito的跨叢集部署方案.

服務注入用於將容器化的服務接入到Service Mesh的平臺中，目前主要有兩種方式。以Isito為例說明，主要包括自動注入和手動入住。選擇手動注入的目的在於可以根據企業內部上線流程，對服務接入進行人為控制。而自動注入則能夠更加快捷，方便。到此實際上已經完成服務遷移工作。

由於Service Mesh目前而言，多是基於宣告式的配置檔案，達到服務治理的效果，因此無法實時傳遞執行結果。基於這種原因，需要一個獨立的Service Mesh的管理控制檯，一方面能夠檢視各個服務的執行狀態以及策略執行情況，另外一方面能夠支援服務執行過程中策略的動態配置管理。目前而言，可以在Isito安裝過程中選擇kiali作為一個控制檯實現，當然未來也會有大量的企業提供專門的服務。

透過以上七個步驟，能夠在一定程度上幫助企業應用，從Spring Cloud遷移到Service Mesh上，但遷移過程中必然存在不斷踩坑的過程，需要根據應用特點，事前做好評估規劃。

Spring Cloud遷移到Service Mesh是不是百利而無一害呢？

首先，從容器化的環境出發，後續Knative，Kubernetes，Service Mesh必然會構建出一套相對完整的容器化PaaS解決方案，從而完成容器化PaaS支撐平臺的構建。Service Mesh將為容器執行態提供保駕護航的作用。

其次，就目前Service Mesh的落地實現而言，對於一些特定需求的監測粒度有所欠缺，例如呼叫執行緒棧的監測（當然，從網路層考慮，或者不在Service Mesh的考慮範圍之內），但是恰恰在很多服務治理場景的要求範圍之中。我們也需要針對這種情況，考慮實現方案。

最後，大家一直詬病的效能和安全問題。目前已經有所加強，但是依然被吐槽。

整體而言，Spring Cloud是微服務實現服務治理平臺的現狀，而Service Mesh卻是未來，當然也不能完全取而代之，畢竟設計思路和側重點不同，是否遷移需要根據業務場景而定。