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微服务并非Spring Cloud独角戏,Service Mesh未来大有可为

原标题:微服务并非Spring Cloud独角戏,Service Mesh未来大有可为

作者|敖小剑

编辑|雨多田光

来源丨聊聊架构

写在前面

在过去的2016年和2017年,微服务技术得以迅猛普及,和容器技术一起成为这两年中最吸引眼球的技术热点。而以Spring Cloud为代表的传统侵入式开发框架,占据着微服务市场的主流地位,它甚至一度成为微服务的代名词。

直到2017年年底,当非侵入式的Service Mesh技术终于从萌芽到走向了成熟,当Istio/Conduit横空出世,人们才惊觉:微服务并非只有侵入式一种玩法,更不是Spring Cloud的独角戏!

这一次的新生力量,完全不按照常理出牌,出场就霸道地掀翻桌子,直接摆出新的玩法:Service Mesh,下一代微服务!这一场大战,在 2017 年的最后一个月,终于上演到白热化,被摆上了台面,受到越来越多人关注。往日霸主 Spring Cloud,此时只能沦为看客。

2017 年的 Service Mesh 历程,在平淡中开始,如戏剧般结束,留给我们一个充满想象和憧憬的 2018。让我们一起来回顾这堪称精彩的一年。

Service Mesh 的萌芽期

在我们正式开始 2017 年回顾之前,我们将时间稍微放前一点,回到 2016 年,有些故事背景需要预先交代一下。

虽然直到 2017 年年底,Service Mesh 才开始较大规模被世人了解,这场微服务市场之争也才显现,但是其实 Service Mesh 这股微服务的新势力,早在 2016 年年初就开始萌芽:

  • 2016 年 1 月 15 日,离开 Twitter 的基础设施工程师 William Morgan 和 Oliver Gould,在 GitHub 上发布了 Linkerd 0.0.7 版本,他们同时组建了一个创业小公司 Buoyant,业界第一个 Service Mesh 项目诞生。

  • 2016 年,Matt Klein 在 Lyft 默默地进行 Envoy 的开发。Envoy 诞生的时间其实要比 Linkerd 更早一些,只是在 Lyft 内部不为人所知。

在 2016 年年初,“Service Mesh”还只是 Buoyant 公司的内部词汇,而之后,它开始逐步走向社区:

  • 2016 年 9 月 29 日在 SF Microservices 上,“Service Mesh”这个词汇第一次在公开场合被使用。这标志着“Service Mesh”这个词,从 Buoyant 公司走向社区。

  • 2016 年 10 月,Alex Leong 开始在 Buoyant 公司的官方 Blog 中连载系列文章“A Service Mesh for Kubernetes”。随着“The Services must Mesh”口号的喊出,Buoyant 和 Linkerd 开始 Service Mesh 概念的布道。

在这一年中,第一代的 Service Mesh 产品在稳步推进:

  • 2016 年 9 月 13 日,Matt Klein 宣布 Envoy 在 GitHub 开源,直接发布 1.0.0 版本。

  • 2016 年下半年,Linkerd 陆续发布了 0.8 和 0.9 版本,开始支持 HTTP/2 和 gRPC,1.0 发布在即;同时,借助 Service Mesh 在社区的认可度,Linkerd 在年底开始申请加入 CNCF。

而在这个世界的另外一个角落,Google 和 IBM 两位巨人,握手开始合作,他们联合 Lyft,启动了 Istio 项目。这样,在第一代 Service Mesh 还未走向市场主流时,以 Istio 为代表的第二代 Service Mesh 就迫不及待地上路。

现在我们可以进入主题,开始 2017 年 Service Mesh 发展历程的回顾。

急转而下的 Linkerd

2017 年,Linkerd 迎来了一个梦幻般的开局,喜讯连连:

  • 2017 年 1 月 23 日,Linkerd 加入 CNCF。

  • 2017 年 3 月 7 日,Linkerd 宣布完成千亿次产品请求。

  • 2017 年 4 月 25 日,Linkerd 1.0 版本发布。

可谓各条战线都进展顺利:产品完成 1.0 release,达成最重要的里程碑;被客户接受并在生产线上成功大规模应用,这代表着市场的认可;进入 CNCF 更是意义重大,这是对 Linkerd 的极大认可,也使得 Linkerd 声名大噪,一时风光无量。

需要特别指出的是,Linkerd 加入 CNCF,对于 Service Mesh 技术是一个非常重要的历史事件:这代表着社区对 Service Mesh 理念的认同和赞赏,Service Mesh 也因此得到社区更大范围的关注。

趁热打铁,就在 Linkerd 1.0 版本发布的同一天,创作者继续 Service Mesh 的布道:

  • 2017 年 4 月 25 日,William Morgan 发布博文“What’s a service mesh? And why do I need one?”。正式给 Service Mesh 做了一个权威定义。

然而现实总是那么残酷,这个美好的开局,未能延续多久就被击碎:

  • 2017 年 5 月 24 日,Istio 0.1 release 版本发布,Google 和 IBM 高调宣讲,社区反响热烈,很多公司在这时就纷纷站队表示支持 Istio。

Linkerd 的风光瞬间被盖过,从意气风发的少年一夜之间变成过气网红。当然,从产品成熟度上来说,linkerd 作为业界仅有的两个生产级 Service Mesh 实现之一,暂时还可以在 Istio 成熟前继续保持市场。但是,随着 Istio 的稳步推进和日益成熟,外加第二代 Service Mesh 的天然优势,Istio 取代第一代的 Linkerd 只是个时间问题。

面对 Google 和 IBM 加持的 Istio,Linkerd 实在难有胜算:

  • Istio 作为第二代 Service Mesh,通过控制平面带来了前所未有的控制力,远超 Linkerd。

  • Istio 通过收编和 Linkerd 同为第一代 Service Mesh 的 Envoy,直接拥有了一个功能和稳定性与 Linkerd 处在一个水准的数据平面(也就是作为 sidecar 模式部署的 proxy)。

  • 基于 C++ 的 Envoy 在性能和资源消耗上本来就强过基于 Scala/JVM 的 Linkerd。

  • Google 和 IBM 组合在人力、资源和社区方面的影响力远非 Buoyant 这样的小公司可以比拟。

Linkerd 的发展态势顿时急转而下,未来陷入一片黑暗。出路在哪里?

在一个多月后,Linkerd 给出一个答案:和 Istio 集成,成为 Istio 的数据面板:

  • 2017 年 7 月 11 日,Linkerd 发布版本 1.1.1,宣布和 Istio 项目集成。Buoyant 发表博文“Linkerd and Istio: like peanut butter and jelly”。

这个方案在意料之中,毕竟面对 Google 和 IBM 的联手威胁,选择低头和妥协是可以理解的,只是这里边存在两个疑问:

  • 1、和 Envoy 相比,Linkerd 并没有特别优势,考虑编程语言的天生劣势,Linkerd 想替代 Envoy 难度非常之大。

  • 2、即使替代成功,在 Istio 的架构下,只是作为一个数据平面存在的 Linkerd,可以发挥的空间有限。这种境地的 Linkerd,是远远无法承载起 Buoyant 的未来的。

Linkerd 的这个谜团,直到 2017 年即将结束的 12 月,在 Conduit 发布之后才被解开。

波澜不惊的 Envoy

自从在 2016 年决定委身于 Istio 之后,Envoy 就开始波澜不惊地平稳发展,这和 Linkerd 的跌宕起伏完全不同。

在功能方面,由于定位在数据平面,因此 Envoy 无需考虑太多,很多工作在 Istio 的控制平面完成就好,Envoy 从此专心于将数据平面做好,完善各种细节。在市场方面,Envoy 和 Linkerd 性质不同,不存在生存和发展的战略选择,也没有正面对抗生死大敌的巨大压力。Envoy 在 2017 年有条不紊地陆续发布了 1.2、1.3、1.4 和 1.5 版本,稳步地完善自身,表现非常稳健。

稳扎稳打的 Envoy 在 2017 年一方面继续收获独立客户,一方面伴随 Istio 一起成长。作为业界仅有的两个生产级 Service Mesh 实现之一,Envoy 随后收获了属于它的殊荣:

  • 2017 年 9 月 14 日,Envoy 加入 CNCF,成为 CNCF 的第二个 Service Mesh 项目。

可谓名至实归,水到渠成。作为一个无需承载一家公司未来的开源项目,Envoy 在 2017 年的表现,无可挑剔。

背负使命的 Istio

从 Google 和 IBM 联手决定推出 Istio 开始,Istio 就注定永远处于风头浪尖,无论成败。

Istio 背负了太多的使命:

  • 建立 Google 和 IBM 在微服务市场的统治地位。

  • 为 Google 和 IBM 的公有云打造杀手锏级特性。

  • 在 k8s 的基础上,延续 Google 的战略布局。

Google 在企业市场的战略布局,是从底层开始,一步一步向上,一步一步靠近应用。刚刚大获全胜的 k8s 为 Istio 准备了一个非常好的基石,而 Istio 的历史使命,就是继 k8s 拿下容器编排之后,更进一步,拿下微服务

2017 年,Istio 稳步向前,先后发布四个版本:

  • 2017 年 5 月 24 日,Istio 0.1 release 版本发布。

  • 2017 年 10 月 4 日,Istio 0.2 release 版本发布。

  • 2017 年 11 月 30 日,Istio 0.3 release 版本发布。

  • 2017 年 12 月 15 日,Istio 0.4 release 版本发布。

在社区方面,Istio 借助 Google 和 IBM 的大旗,外加自身过硬的实力、先进的理念,很快获得了社区的积极响应和广泛支持。包括 Oracle 和 Red Hat 在内的业界大佬都明确表示对支持 Istio。

在平台支持方面,Istio 的初期版本只支持 k8s 平台,从 0.3 版本开始提供对非 k8s 平台的支持。从策略上说,Istio 借助了 k8s,但是没有强行绑定在 k8s 上。

Istio 面世之后,赞誉不断,尤其是 Service Mesh 技术的爱好者,可以说是为之一振:以新一代 Service Mesh 之名横空出世的 Istio,对比 Linkerd,优势明显。同时产品路线图上有一大堆令人眼花缭乱的功能。假以时日,如果 Istio 能顺利地完成开发,稳定可靠,那么这会是一个非常美好、值得憧憬的大事件,它的意义重大:

  • 重新定义微服务开发方式,让 Service Mesh 成为主流技术。

  • 大幅降低微服务开发的入门门槛,让更多的企业和开发人员可以落地微服务。

  • 统一微服务的开发流程,标准化开发 / 运维方式。

奈何,事情的发展总是不会这么简单地如人所愿。Istio 发布之后,试用中就被发现问题较多,0.1 版本时还比较容易被接受,但是接下来的 0.2、0.3 和 0.4,Istio 在可用性上并没有明显的改观,导致迄今在全球范围内都几乎没有听到 Istio 上生产的案例,公司都将其停留在简单试用阶段。

此时再看 Istio 琳琅满目的各种功能,不禁让人疑惑 Istio 的产品策略:为什么一开场就将摊子铺的如此之大?以至于开发时间长达一年 (注意,虽然开源才半年多,但是开源前已经在开发),却无法得到一个稳定可用的版本。

这有悖于互联网产品的开发理念。下边这个经典图片相信大家并不陌生:

从目前情景看,Istio 已经在图上“不应该”的产品迭代路径上走了一年。从 5 月份 0.1 版本发布开始,我们就满心期待,却陷入“过尽千帆皆不是”的尴尬境地:每一次新版本试用后的结果,都不理想。

身处局外,无法了解 Istio 项目开发的背景和真实情况,也自然无法得知为何会如此,我们只能由衷地希望,Istio 能在 2018 年尽快完成计划中的产品开发,实现生产可用。个人意见:哪怕推迟某些特性的实现,也希望能做到主体部分尽快完善。

2018 年 Service Mesh 的整体走势,很大程度取决于 Istio:如果 Istio 能在 2018 年上半年实现生产可用,哪怕是牺牲部分高级特性,也足以推动整个 Service Mesh 向前大步迈进。反之如果进展不顺,市场会呈现观望和等待的态势,也会给竞争对手机会,比如说,下面将要出场的 Conduit。

背水一战的 Conduit

2017 年底的 KubeConf,在 Service Mesh 成为大会热点、Istio 备受瞩目时,Buoyant 公司出人意料地给了踌躇满志又稍显拖沓的 Istio 重重一击:

  • 2017 年 12 月 5 日,Conduit 0.1.0 版本发布,Istio 的强力竞争对手亮相 KubeConf。

Conduit 的整体架构和 Istio 一致,借鉴了 Istio 数据平面 + 控制平面的设计,同时别出心裁地选择了 Rust 编程语言来实现数据平面,以达成 Conduit 宣称的更轻、更快和超低资源占用。

继 Isito 之后,业界第二款第二代 Service Mesh 产品就此诞生。话说得有些拗口,但是一场大战就此浮出水面。Buoyant 在 Linkerd 不敌 Istio 的恶劣情况下,绝地反击,祭出全新设计的 Conduit 作为对抗 Istio 的武器。

需要额外指出的是,作为一家初创型企业,在第一款主力产品 Linkerd 被 Istio 强力阻击之后,Buoyant 已经身陷绝境,到了生死存亡之秋,作为背负公司期望,担负和 Istio 正面抗衡职责的 Conduit,可谓压力巨大。

从目前得到的信息分析,Conduit 明显是有备而来,针对 Istio 当前状况,针锋相对的:

  • 编程语言:为了达成更轻、更快和更低资源消耗的目标,考虑到 Istio 的数据面板用的是基于 C++ 语言的 Envoy,Conduit 跳过了 Golang,直接选择了 Rust,颇有些剑走偏锋的意味。不过,单纯以编程语言而言,在能够完全掌握的前提下,Rust 的确是做 proxy 的最佳选择。考虑到 Envoy 在性能方面的良好表现,Conduit 要想更进一步,选择 Rust 也是可以理解。

  • 架构设计:在借鉴 Istio 整体架构的同时,Conduit 做了一些改进。首先 Conduit 控制平面的各个组件是以服务的方式提供功能的,极富弹性。另外,控制平面特意为定制化需求进行了可扩展设计,可以通过编写 gPRC 插件来扩展 Conduit 的功能而无需直接修改 Conduit,这对于有定制化需求的客户是非常便利的。

  • 产品演进:这是最重要的一点!Conduit 完全吸取了 Istio 的教训,因此它的产品迭代路径会是我们最期待的方式。在本文撰写期间,笔者特意和 Conduit 的 CEO William 深入探讨过这个话题,得到了一个非常令人欣慰的答复:Minimal feature set,prod ready as quickly as possible。

然而,要抗衡 Istio 和其身后的 Google 与 IBM,谈何容易。Conduit 2018 年的发展道路,注定是充满挑战的,艰难险阻可想而知。但是,不得不佩服 Buoyant 公司,以及以 CEO William 为首的那支充满挑战精神的团队,有理想、有追求、有魄力、有勇气!期待他们在 2018 年的表现。

让我们回到 Istio 和 Conduit 的竞争格局。从目前局面看,Istio 先天优势明显,但是产品策略上的选择给了 Conduit 一个难得的机会。接下来的 2018 年,在 Conduit 的威胁和刺激下,希望 Istio 能打起精神,给出一份令大家满意的答卷。期待 Istio 和 Conduit 能在 2018 年形成良性竞争,共同引领 Service Mesh 的大潮。

低调的参与者

2017 年的 Service Mesh,除了业界先驱 Linkerd/Envoy,和后起之秀 Istio/Conduit,还有一些其它的竞争者进入这个市场,只是它们都非常低调。

首先是 nginMesh,来自大名鼎鼎的 Nginx:

  • 2017 年 9 月,在美国波特兰举行的 nginx.conf 大会上,Nginx 宣布了 nginMesh。随即在 GitHub 上发布了 0.1.6 版本。

  • 2017 年 12 月 6 日,nginMesh 0.2.12 版本发布。

  • 2017 年 12 月 25 日,nginMesh 0.3.0 版本发布。

nginMesh 的定位是作为 Istio 的服务代理,也就是替代 Envoy,思路和 Linkerd 之前和 Istio 集成很相似。nginMesh 在发布后的两个多月,GitHub 上提交非常少,直到最近突然发力,先后发布了 0.2 和 0.3 版本。不过 nginMesh 极度低调,GitHub 上的 star 也只有不到 100。

然后是 Kong,但是这个比默默无闻的 nginMesh 更加低调,只是曾经有传闻 Kong 有意 Service Mesh,但是后来没了下文。不过 Kong 的 GitHub 项目介绍里,悄悄地加上了 Service Mesh 的字样:Kong is a ××× Microservice Abstraction Layer (also known as an API Gateway, API Middleware or in some cases Service Mesh)。

在 2017 年,这些低调的参与者,几乎没有引起外界任何注意,也无法预期他们在 2018 年会如何表现。从社区的角度,还是希望有更多的参与者进入 Service Mesh 市场,以推动整个市场的健康发展。

快速升温的国内

2017 年,随着 Servic Mesh 的发展,国内技术社区也开始通过新闻报道 / 技术文章等接触 Service Mesh,但是传播范围和影响力都非常有限。直到年底才剧烈升温,开始被国内技术社区关注:

  • 2017 年 10 月 16 日,在 2017 QCon 上海大会上,我做了一个“Service Mesh:下一代微服务”的演讲,成为 Service Mesh 技术在国内大型技术峰会上的第一次亮相。

  • 2017 年 11 月,国内第一个 Service Mesh 技术社区“Service Mesh 中文网”(http://servicemesh.cn) 成立。

  • 2017 年 12 月,在全球架构师峰会(ArchSummit)2017 北京站上,来自华为的田晓亮做了名为“Service Mesh 在华为云的实践”的分享。

  • 2017 年 12 月 16 日,来自新浪微博的周晶做了名为“微博 Service Mesh 实践”的演讲,分享了 Service Mesh 在微博的落地情况。

此外,作为 Servic Mesh 国内最早的开发和实践者的华为和新浪微博,都积极参与开源。其中新浪微博 Service Mesh 的核心实现,跨语言通信和服务治理已经在 Motan 系列项目中提供,而华为也将稍后开源他们基于 Golang 的 Service Mesh 代码实现。

特别要指出的是,华为目前已经在公有云上将 Service Mesh 作为公共服务提供,这在国内公有云中是第一家。预计随着 Service Mesh 的落地和普及,公有云提供生产级别的 Service Mesh 服务将成为标配。在国外 Google/IBM/Amazon 等公有云都有提供 Service Mesh 的计划,相信国内公有云也会陆续跟进。

展望 2018

2017 年的 Service Mesh 市场,从 Linkerd 的风光无限开始,到 Istio 的横空出世,最后止于 Conduit 的绝地反击,可谓一波三折;产品也经历从第一代的 Linkerd/Envoy,跨越性的演化出第二代的 Istio/Conduit;同时,技术社区的态度也从年初的逐步接受发展到年底的热烈追捧,下面这张 KubeConf 上的图片非常有代表性地展示了社区的热切期望:

然而 Service Mesh 终究是一个新兴的技术,尤其作为未来主流的 Istio/Conduit 迄今还没有实现产品级别可用,因此 2018 年对 Service Mesh 而言,必然不是一帆风顺,必然是充满荆棘和坎坷的。如何实现从技术理念到产品落地,如何实实在在地解决实践中遇到的各种问题,将会是这一年中至关重要的事情。

衷心祝愿 Istio 和 Conduit(也许还有其他的产品)可以在 2018 年快速成长,实现社区期待的功能和可用性,可以真正地实现降低微服务门槛的目标,让 Service Mesh 成为名副其实的下一代微服务。

2018 年的 Service Mesh,值得期望!

作者介绍

敖小剑,数人云资深架构师。十五年软件开发经验,微服务专家,专注于基础架构,Cloud Native 拥护者,敏捷实践者,坚守开发一线打磨匠艺的架构师。曾在亚信、爱立信、唯品会和 ppmoney 任职,机缘巧合下对基础架构和微服务有过深入研究和实践,目前在数人云主持微服务和基础架构相关产品的设计和开发。

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