原创：小姐姐味道（微信公众号ID：xjjdog），欢迎分享，转载请保留出处。
紧紧抓住最新技术的脉搏，用人话普及前沿技术，是xjjdog的一贯作风，现在也是一种责任和习惯。从漫天飞舞的华丽辞藻中，抓住技术的本质，可以避免喧宾夺主，也可以避免被忽悠。
基础架构，每一波都在革自己的命。ServiceMesh是处于云原生时代的改革尖兵，其中istio以其高贵的身份与绝佳的性能，一骑绝尘，隐隐有成为标准的可能。
接下来，让我们抽丝剥茧，来看一下istio到底是个啥。
1. 中间层是基础架构的绝招
在介绍istio到底为何物的时候，我们先来描述一个问题。
假如你的公司，打算全面拥抱SpringCloud微服务，那么你一定会选择Java语言。然后一些比较古老的项目，都往上面靠。
但总有一些比较顽固的项目，无法用Java重构。比如，你的某个工程是使用C++写的，重构的成本非常大。那怎么办呢？
1.1 sidecar
软件行业有一个永恒不变的真理：如果你想要快速有效的解决两个组件之间的问题，那就加入一个中间层。
无论是概念上的“中台”，还是技术层面的“proxy”，甚至是啰里啰唆的DDD分层，都可以这么玩！
对于网络请求来说，Proxy可以接管所有的流量，然后对这些流量进行转化、分析、调度，就能够把一个丑八怪服务套一层皮，变成一个外观上漂漂亮亮的服务。
解决上面的问题，我们只需要使用SpringCloud兼容的技术开发这个Proxy，然后做一层转化，将请求转化成C++调用，就可以很好的完成工作。调用这个Proxy的请求，压根不会想到后面竟然是C++。
通常情况下，我们需要把Proxy和C++服务部署在一台机器上，它们就会有比较好的性能表现；当然，现在容器搞起来之后，就可以运行在两个不同的Docker实例上；再后来，k8s来了，一个Pod里可以直接放上Proxy和C++两个容器实例，它们之间就可以通过localhost通信，成为了一个整体。
这就是sidecar的概念。对这一部分不是很熟悉的同学，可以看以前的一篇文章：《ServiceMesh的关键：边车模式（sidecar）；又要开车了》。
为什么一定要讲到代理呢？因为istio核心组件，本质上，就是一个sidecar形式的proxy。你要请求后端的服务，就一定要经过istio。它接管了所有的流量，并根据这些流量的属性进行了划分。
1.2 proxy的功能
理念就是这么简单。但一旦把微服务里各种乱七八糟的功能，全部交给istio去做，那事情就变得复杂起来。
众所周知，微服务所引入的问题，比它解决的问题还要多。有了配套的设施，微服务才算是真正的微服务。
我们来看一个请求从外围进入微服务后，都要进行哪些动作。
- 微服务要想被找到彼此，就需要有一个统一的注册中心，当然它本质上是一个配置中心
- 想要跟踪一个请求在不同运行实例上的运行情况，就需要一个集中的Tracing系统
- 请求通过RPC调用后端的服务，首先要经过负载均衡，还要熔断、限流、重试、故障转移等。当然一切的基础，需要在安全的前提下进行
- 一个请求还有更多属性，比如鉴权、加密、认证，灰度等。如果每个功能都做一遍，又复杂又枯燥。
- 配套的CI/CD等，加快研发流程
关键是，这些功能对于业务开发的同学来说，并没有什么用。业务的同学只需要关注自己的业务逻辑就可以了，但目前我们上面所提到的各种技术术语和功能组件，现阶段的业务开发一点都绕不开。
更要命的是，不论我升级上面的哪一个组件，都需要业务重新引入一个新的SDK版本，然后滚动进行升级。因为它们之所以称之为基础设施，就是因为牵一发而动全身的。
所以我们的部署模式要有一些改变。如果我们的所有应用，都不直接向外提供服务，而是全部通过代理去转发请求，那么它就会变成下面这张图的样子。
Envoy Proxy就相当于我们的代理sidecar，而Service A和Service B，就代表我们真正的微服务。服务实例和代理的数量，是1：1的。
那么我们上面所提到的所有流量，都可以由Envoy来接管---它和你直接调用后面的Service是没什么两样的，但由于它是一个Proxy，那就可以像Aop一样，在外面包一层，干任何事！
所有神奇的事情，都可以在代理发生！
1.3 数据平面和控制平面
如果你以前接触过ServiceMesh，你一定听说过这两个词。
数据平面，其实指的就是我们的Proxy集合。它虽然是个网状，但如果我们把它的概念统一一下，它就叫平面。
那么控制平面，就是配套的控制管理台，以及下发指令的管理后台等。
也就是说，大多数情况下，仅仅数据平面，服务就能运行。但要看框架强不强，还得看控制平面易用不易用。
图中的上半部分，就是传说中的数据平面。经过我们上面的介绍，应该对其非常熟了。istio把它搞复杂的地方在于，它加入了证书体系来控制认证和授权。
但如果你的公司是自研ServiceMesh的话，那工作其实就简单的多了。你的工作量全部集中在proxy的开发上。
控制平面，如果不按照istio的规则来，其实也是可有可无的。比如，你的日志收集，可以直接穿透Pod连接到你的ELKB平台，遥测这一环，就可以沿用你公司原来的技术架构。
所以说。
如果你的公司比较新，基础设施还没有完善，那么直接上istio，那是非常棒的，因为大部分基础架构的组件，它都替你做了。
但如果你的公司有些年月，基础设施都开发的差不多了，那切换到istio的基础设施，那就是闲的！你的最好选择，就是开发这样一个代理，然后把流量导到自己的基础组件上。
使用C++或者Go语言而不是Java开发这样的组件，是最好的选择。因为Java开发Agent往往会占用比较多的内存。当然，如果内存对你来说不值钱的话，这话当我没说。
2. 统一是基础架构的首要目标
因为基础架构的范围很大，所以每一种技术都有多种解决方案。比如MQ，比较流行的就有Kafka、RabbitMQ、Pulsar等。
对于社区来说，竞争和差异化是促进创新的原则。但对于一个公司来说，基础架构的统一才是首要目标（那些巨无霸另说）。
所以无论是调度也好，还是流量拦截也罢，这个代理的职责只会变得越来越大。如果技术不统一，那么功能就会成为笛卡尔乘积式的爆炸。istio选用了比较主流的方式，代理通过Envoy来实现，而中间的网络协议，则支持 HTTP/1.1，HTTP/2，gRPC 或者 TCP等主流的通信协议。
统一，是它在这里体现的价值。
在功能上，Pod天然能够将代理和服务绑在一块，所以k8s成了首选的调度平台。当然你非要做类似NodePort一样的机器代理，那也没什么本质的区别。
最终，经过社区的融合（或者说垄断），istio成为了完成统一整个目标的框架。它的职责也越来越多，慢慢演变成了上图的模样。
上半部分依然是雷打不动的数据平面，但istio在控制平面上开了花。
控制中心做了进一步的细分，分成了 Pilot、Mixer、和 Citadel，它们的各自功能如下：
-
Mixer：为整个集群执行
访问控制和策略管理（限流、限额等），并收集代理所观察到的，服务之间的流量统计数据，也就是遥测（监控、APM等）数据。 -
Pilot：为 Envoy 提供了
服务发现，流量管理和智能路由（AB测试、金丝雀发布等），以及错误处理（超时、重试、熔断）功能。 -
Citadel：为服务之间提供认证和证书管理，可以让服务自动升级成 TLS 协议。
-
Galley：这个组件并不向数据平面直接提供业务能力，而是作为其他控制平面的协调组件，这样解耦的更加彻底，核心功能也越来越多。
End
我们可以到，一个正常的请求，在加入istio之后，就全部变成了proxy和proxy之间的通讯。proxy既代理了入流量，也代理了出流量，所有的流量都从它这里转了一圈，所以它能够拦截和分析任何数据。借助于k8s的助力，服务和proxy之间可以通过localhost通信。
对于微服务架构来说，一个请求会分散到多台机器上，耗时、错误日志等都会变的分散，问题排查起来不得不依赖APM等组件。istio更加彻底，你根本不知道具体的服务节点到底被调度到哪里了，传统的人肉运维方式失效，对上游的工具依赖性更高。
使用istio有很多前置的知识点需要啃掉，比如虚拟化、k8s。新公司直接跳过这两者拥抱istio甚至是更好的选择。但如果你的公司已经有了非常好用的基础设置工具，又与社区不兼容的话，那恐怕只有借鉴理念，自研proxy了。
作者简介：小姐姐味道 (xjjdog)，一个不允许程序员走弯路的公众号。聚焦基础架构和Linux。十年架构，日百亿流量，与你探讨高并发世界，给你不一样的味道。我的个人微信xjjdog0，欢迎添加好友，进一步交流。