编辑“︁Kubernetes服务网格架构”︁

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== 介绍 ==
'''Kubernetes服务网格（Service Mesh）'''是一种用于管理服务间通信的专用基础设施层，它通过透明的代理机制为微服务架构提供流量管理、可观测性、安全性和弹性能力。服务网格的核心思想是将网络通信逻辑（如负载均衡、服务发现、重试机制等）从应用程序代码中剥离，交由基础设施层统一处理。

在Kubernetes中，服务网格通常由以下核心组件构成：
* '''数据平面（Data Plane）'''：由轻量级代理（如Envoy、Linkerd-proxy）组成，负责处理服务间的实际通信。
* '''控制平面（Control Plane）'''：提供策略配置、服务发现和证书管理等功能（如Istio、Linkerd的控制组件）。

== 核心架构 ==
=== 数据平面 ===
数据平面由部署在每个Pod中的'''边车代理（Sidecar Proxy）'''构成，这些代理会拦截所有进出Pod的网络流量。典型架构如下：

<mermaid>
graph LR
    A[Service A] -->|请求| B[Sidecar Proxy A]
    B -->|转发| C[Sidecar Proxy B]
    C -->|响应| D[Service B]
</mermaid>

关键特性包括：
* 自动TLS加密通信
* 细粒度流量控制（金丝雀发布、A/B测试）
* 实时指标收集（延迟、错误率）

=== 控制平面 ===
控制平面负责配置和管理数据平面，主要功能包括：
* 服务发现与负载均衡
* 证书颁发与轮换
* 全局流量策略配置

<mermaid>
graph TD
    A[管理员] -->|配置| B[控制平面]
    B -->|下发策略| C[数据平面]
    C -->|报告指标| B
</mermaid>

== 实现示例 ==
以下是使用Istio实现简单流量路由的示例：

<syntaxhighlight lang="yaml">
# 虚拟服务配置（VirtualService）
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: reviews-route
spec:
  hosts:
  - reviews.prod.svc.cluster.local
  http:
  - route:
    - destination:
        host: reviews.prod.svc.cluster.local
        subset: v1
      weight: 90
    - destination:
        host: reviews.prod.svc.cluster.local
        subset: v2
      weight: 10
</syntaxhighlight>

此配置表示：
* 90%的流量路由到reviews服务的v1版本
* 10%的流量路由到v2版本（金丝雀发布）

== 数学建模 ==
服务网格的负载均衡策略可以用数学公式表示。例如，加权轮询算法的流量分配：

<math>
T_i = \frac{W_i}{\sum_{j=1}^{n} W_j} \times T_{total}
</math>

其中：
* <math>T_i</math> 是服务实例i接收的流量
* <math>W_i</math> 是该实例的权重
* <math>T_{total}</math> 是总流量

== 实际案例 ==
'''案例：电子商务平台的灰度发布'''
1. 初始状态：所有流量指向支付服务v1
2. 部署v2版本后，通过服务网格配置：
   * 1%流量导向v2（监控错误率）
   * 逐步增加v2流量比例至100%
3. 出现异常时自动回滚

<mermaid>
graph LR
    U[用户] --> I[Ingress]
    I -->|99%| V1[支付服务v1]
    I -->|1%| V2[支付服务v2]
</mermaid>

== 优势与挑战 ==
'''优势：'''
* 统一的可观测性（指标/日志/追踪）
* 零信任安全模型（自动mTLS）
* 无需修改应用代码即可获得高级网络特性

'''挑战：'''
* 增加系统复杂度
* 性能开销（延迟增加约5-10ms）
* 学习曲线陡峭

== 参见 ==
* [[微服务架构]]
* [[Kubernetes网络模型]]
* [[云原生安全实践]]

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[[Category:Kubernetes]]
[[Category:Kubernetes服务网格]]