一、云原生网格技术概述
1.云原生网格技术的定义
云原生网格技术，特别是服务网格（Service Mesh）是一种基础设施层，用于管理微服务系统中各个服务之间的通信，并保证信息在微服务之间的传输更安全、快速和可靠。在现代云原生应用程序中，它负责处理复杂服务拓扑以可靠地交付请求，可称之为一个关键组建1,2,8,10,11。
云原生是一种设计模式，云原生应用具备可用性和伸缩性、自动化部署和管理的能力，并且能够利用云平台提供的特性。云原生架构包含了开发团队用来构建和运行可扩展的云原生应用程序的软件组件，如不可变基础设施、微服务、声明式API、容器和服务网格4,5。
2.云原生网格技术的演进历程
从历程上看，云原生网格技术是在微服务、容器、容器编排等技术基础之上，形成了服务治理方案。此外，随着新兴架构的发展，服务网格逐渐在多云、多集群和多租户模式中得以应用，并且可以在裸机、虚拟机和Kubernetes等异构基础设施中部署。其中，2018年是ServiceMesh高歌猛进的一年，各大厂商都在百花齐放的服务网格领域寻找更优解。同时，Istio等服务网格解决方案也应运而生，进一步推动了云原生网格技术的发展1,2,4,7,8。
以服务网格技术Istio为例，有关其解决方案的深入解析，《服务网格Istio真相如何》一书从原理、实践、架构和源码四个角度进行详细的介绍，将Istio项目的技术背景、设计理念与功能原理一一呈现给读者9。
二、云原生网格技术的核心要素
云原生网格技术越来越受到各类型组织的关注，因为它具有能够构建和运行可扩展的应用，以及在不同环境中如公有云、私有云、混合云环境等都能灵活运用的特性。其核心要素主要包括服务网格、微服务、容器、不可变基础设施和声明式API。
1.服务网格在云原生网格技术中的角色
服务网格在云原生网格技术中占有举足轻重的地位。它通过连接、保护、控制和观察网络中的服务，适应和满足现代复杂化、高度可扩展、高可用的服务需求。以下分别阐述服务网格在处理服务间通信中的三个主要职能：
- 连接：服务网格能有效管理服务之间的交互与传输，保证服务间的安全连接，且能对流量进行细粒度的控制，如重试、超时、熔断等。
- 保护：服务网格通过提供认证、授权、加密等方式，对服务间通信的安全性进行处理和保障。
- 观察：服务网格提供了服务间交互的可观察性，包括监控、日志、追踪等，全方位了解服务运行状态和性能。
2.其他云原生核心技术
除了服务网格，云原生网格技术的其他核心包括微服务、容器、容器编排、不可变基础设施路径、声明式API、DevOps。以下表格分别详细阐释这些技术：
| 技术 | 阐释 |
|---|---|
| 微服务 | 微服务的出现可以使应用可独立的部署和迭代，极大地提升了系统的灵活性和快速响应变更的能力。 |
| 容器 | 容器化技术是云原生的基石，它给云原生应用提供了独立、一致的运行环境，增强了应用的部署灵活性和运行稳定性。 |
| 容器编排 | 容器编排对大量分布式容器进行管理和调度，从而保证容器以最优的方式运行。 |
| 不可变基础设施 | 不可变基础设施采用一次部署、多次使用的理念，极大地提升了部署的可靠性和系统的稳定性。 |
| 声明式API | 声明式API强调目标状态，允许开发者按照需求描述目标状态，由系统自动完成状态转换。 |
| DevOps | DevOps实现了开发与运维的紧密结合，以便更好地响应用户需求和市场变化。 |
三、云原生网格技术的应用场景
云原生网格技术，也被称为服务网格，是一种连接微服务的方式，它通过在云原生场景下帮助应用程序在复杂的服务拓扑间可靠地传递请求。服务网格技术的本质是利用现代化的软件开发技术，构建可以在公共云、私有云和混合云中运行的应用。
1.云原生网格技术在金融行业的应用
在金融行业中，云原生网格技术逐渐成为关键发展趋势。这种技术使得金融行业可以实现以下优势：
- 服务发现： 通过服务网格，应用服务可以轻松找到其他服务的位置，从而互相之间进行接口调用。
- 服务治理能力下沉： 服务网格技术可以将业务逻辑和服务治理进行解耦，实现配置和代码的分离，提高代码的复用性。
- 扩展性： 云原生网格技术遵循松耦合、可扩展的设计理念，这使得金融行业在面对业务量高速增长时，可以快速扩展其业务处理能力。
2.云原生网格技术在异构基础设施的部署
云原生网格技术支持在不同的基础设施中进行部署, 如裸机、虚拟机和Kubernetes。下面的表格展示了这些基础设施的部署方式：
| 基础设施 | 部署方式 |
|---|---|
| 裸机 | 可以直接在操作系统上运行云原生网格技术，这种方式适用于具有完全控制权的环境。 |
| 虚拟机 | 云原生网格技术可以在虚拟机上运行，这种方式更适用于需要隔离的环境。 |
| Kubernetes | 在Kubernetes环境下，云原生网格技术可以以Pod的形式运行，进一步做到微服务架构和服务治理的无缝衔接。 |
四、云原生网格技术的产品选择和实施
云原生架构的实现绝非易事，其中的关键步骤之一便是选择恰当的服务网格产品。服务网格产品如Istio等，主要负责控制和监控微服务应用程序中的内部服务到服务流量，为企业在容器编排之上构筑服务网格。在此之外，学习和了解服务网格的实施方法和细节，以及掌握实际的应用案例也是至关重要的。
1.服务网格产品的选择
对于服务网格产品的选择，尽管有很多创新型公司推出各种新颖的产品，但在云原生世界中，最广泛使用的仍是Istio、Linkerd 和Consul Connect这三款顶级网格选项。这些服务网格产品能在应用管理和运维中提供韧性、安全、动态路由、调用链、拓扑等功能，并以非侵入的方式提供应用支持。
- Istio: Istio 是一种开放源代码的服务网格，它为整个网络提供了一种方式，使您可以将微服务网络连接起来，进行安全、快速和可靠的服务间通信。
- Linkerd: Linkerd 是一种轻量级、高性能的服务网格。它为服务间的所有通信添加了超级力量，如零信任安全性、实时仪表盘等。
- Consul Connect: Consul Connect 提供功能齐全的服务网格解决方案，通过安全的服务到服务通信满足现代云原生应用的需求。
2.服务网格技术的实施
服务网格技术的实施，包含了多元化的部署环境、复杂的云原生关键技术，以及掌握不同的配置方法等挑战。服务网格的全面普及，离不开云原生工程化实践的深入推进。模型服务网格（Model Service Mesh）是一种架构模式，用于在分布式环境中部署和管理机器学习模型服务，是云原生实施中的一种新型模式。
| 服务网格技术 | 简述 |
|---|---|
| Istio | 最早由Google、IBM和Lyft共同开发，是目前最受关注的服务网格框架之一 |
| Linkerd | 最早的服务网格技术之一，初步实现了服务之间的负载均衡、故障恢复、流量迁移等功能 |
| Consul Connect | 兼有服务网格和服务发现两大功能，对离散服务实现动态设定、实时更新 |
为了更好地理解服务网格对部署环境的支持，我们需要看到除了天然云原生的Kubernetes + Docker外，遗留系统所在的虚拟机、物理机，也需要受到同等的待遇。在满足设定要素的基础上，例如阿里云发布的全托管Istio兼容的服务网格产品ASM，一开始从架构上就保持了与社区、业界趋势的一致性，控制平面的组件托管在阿里云侧，与数据面侧的用户集群分离。
云原生网格技术的常见问答Q&A
问题1：什么是云原生与服务网格？
答案： 云原生是一种构建和运行应用的方法，使其可以在公有云、私有云和混合环境中充分利用云计算模型的优势。它的核心技术包括容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式API等。而服务网格则是一种基础设施层，负责处理服务间的通信，旨在在复杂的服务拓扑间可靠地传递请求。
- 云原生在金融IT架构中已经成为关键发展趋势，帮助开发团队构建和运行可扩展的云原生应用程序。
- 服务网格则作为云原生架构中的关键部分，提供了一套工具和功能，处理微服务之间的通信、安全性等。
- 云原生和服务网格之间的关系密切，云原生技术的发展促进了服务网格的普及和应用。
问题2：云原生架构的核心技术包括哪些？
答案： 云原生架构的核心技术主要包括微服务、DevOps、容器云、Service Mesh等。
- 微服务：较小的服务单元组织，每个服务都是独立的，可以自由的进行伸缩、部署和迭代，提高了系统的灵活性和可靠性。
- DevOps：集开发和运维于一身的角色，负责软件的整个生命周期，提高了软件的交付速度和质量。
- 容器云：以容器为中心的云服务，对资源进行封装，实现资源的高效利用和扩展，提高了系统的伸缩性和可靠性。
- Service Mesh：服务网格，是一种可将通信与应用逻辑剥离的基础设施层面的解决方案，以提高服务的稳健性和可观测性。
问题3：什么是云原生服务网格Istio？
答案： Istio是一个开源服务网格，提供了通信、控制和观察微服务应用的方法。它作为服务间调用的拦截器，处理服务之间的通信，由控制平面和数据平面两部分组成，提供了强大的服务调度、服务发现、分布式跟踪、健康检查、故障注入、熔断处理等功能。
- Istio是一种用于管理和连接微服务的开放平台。
- Istio的灵活性和强大的功能使其在许多企业中受到青睐。
- 通过使用Istio，企业可以在微服务环境中更好地控制和观察服务的调度和运行。
