通过 Istio - Peng Hui Jiang & Huailong Zhang 实现数据库即服务(DBaaS) 的微服务之路

IstioCon微服务之路数据库即服务 (DBaaS)通过 Istio

背景 - 微服务的整体

• 数据库即服务（DBaaS）的年增长率显著提升，主要受数据爆炸性增长驱动，疫情加速了这一趋势。
• DBaaS系统倾向于采用无状态、松耦合的架构，以实现可扩展、稳定且可靠的服务，并支持多租户以降低成本。
• 将遗留单体系统迁移至微服务架构是云原生的关键，Istio成为完成这一过程的首选工具。

背景 - DBaaS 的挑战

• DBaaS面临的主要挑战包括多租户支持、自动缩放和迁移支持、CI/CD流程处理以及可观察性能力。

内部 CouchDB

• Apache CouchDB是一个面向文档的NoSQL数据库，使用Erlang实现，支持多种格式和协议。
• CouchDB的核心存储引擎是B树，支持排序的数据结构，允许搜索、插入和删除。
• CouchDB节点之间通过增量复制进行数据同步。

将 DBaaS 分解为微服务

• DBaaS可以分解为多个微服务，包括核心引擎、查看引擎、搜索引擎和复制引擎。
• 分解的关键在于BASE而非ACID模型、面向文档的存储模型和分布式存储。

通过 Istio 管理 DBaaS 微服务

• Istio通过入口网关和出口网关以增量方式管理DBaaS微服务。
• 通过Kubernetes为Istio入口网关提供DNS域名，并使用Istio终止证书确保通信加密。
• 目标是确保Kubernetes服务内的所有通信使用相互TLS。

通过 Istio 管理 DBaaS 微服务

• Istio可以通过弹性框架（如弹性4j）解决回退问题，并支持流量管理和应用程序弹性共存。

基于 Istio 的 DBaaS 数据平面实践

• 挑战包括添加到调用链中的微服务上的网络负载和复杂的多租户体系结构。
• 可观测性方面，通过可视化服务网格拓扑识别请求路由、断路器、请求速率和延迟。

基于 Istio 的 DBaaS 数据平面实践

• 使用注入的代理可以显著提升性能和可观测性。

通过 Istio 对 DBaaS 的多租户支持

• 提供两种解决方案：基于多集群/控制平面的解决方案和基于命名空间的解决方案。
• 基于命名空间的解决方案更具成本效益，易于实现和操作，但租户隔离性较差。
• 基于群集/控制平面的解决方案提供更好的隔离和安全性，但成本更高，操作负担重。

通过 Istio 对 DBaaS 的多租户支持

• 选择基于命名空间的解决方案，并采取措施改善用户体验、隔离和安全性。
• 使用IAM和Istio授权策略增强隔离，提高安全性。

通过 Istio 实现 DBaaS 的 CI / CD 流程

• 使用Helm草案、Kustomize、istioctl、Spinnaker、Jenkins、FluxCD、ArgoCD、Concourse和操作员运算符框架等工具实现CI/CD流程。
• 通过清单生成实现自动化部署和管理。