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Istio 導入への道 – gRPC でも Fault Injection 編

Istio シリーズ 第9回です。

Istio by ExamplegRPC というのがあった。 gRPC に delay が挿入されている。できるんだねそれも。

ということで試してみます。gRPC については全然分かってないのだけれど。。。

テスト用の gRPC サーバーとクライアントは github.com/yteraoka/grpc-helloworld に用意しました。Docker Image も yteraoka/grpc-helloworld:latest にあります。

非 TLS の場合

Deployment と Service を作る Manifest です。サーバーに -tls オプションをつけずに実行して、Service の port name は grpc にしてあります。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: grpc-helloworld-deployment
  labels:
    app: grpc-helloworld
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: grpc-helloworld
  template:
    metadata:
      labels:
        app: grpc-helloworld
    spec:
      containers:
      - name: helloworld
        image: yteraoka/grpc-helloworld:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command:
        - "/server"
        ports:
        - containerPort: 10000
        readinessProbe:
          exec:
            command:
            - "/client"
          initialDelaySeconds: 10
          periodSeconds: 5
        livenessProbe:
          exec:
            command:
            - "/client"
          initialDelaySeconds: 15
          periodSeconds: 5
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: grpc-helloworld-service
spec:
  selector:
    app: grpc-helloworld
  type: ClusterIP
  ports:
  - name: grpc
    protocol: TCP
    port: 10000

クライアントに使う Pod 用の Deployment はこちら。ここから作られる Pod 内から /client コマンドを実行します。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: grpc-client-deployment
  labels:
    app: grpc-client
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: grpc-client
  template:
    metadata:
      labels:
        app: grpc-client
    spec:
      containers:
      - name: grpc-client
        image: yteraoka/grpc-helloworld:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command:
        - sleep
        - infinity

クライアントからの接続テストは次のようにします。grpc-go って接続に成功するまでずっとリトライするんですね。間隔が開いていくんで Retry with Exponential Backoff and jitter ってやつかな。

$ /client -server_addr grpc-helloworld-service.default.svc.cluster.local:10000 -timeout 10 

VirtualService 無しの状態でのアクセス

Envoy は protocol を理解していますね。

{
  "authority": "grpc-helloworld-service.default.svc.cluster.local:10000",
  "bytes_received": "12",
  "bytes_sent": "18",
  "downstream_local_address": "10.98.145.150:10000",
  "downstream_remote_address": "172.17.0.16:38298",
  "duration": "1",
  "istio_policy_status": "-",
  "method": "POST",
  "path": "/helloworld.Greeter/SayHello",
  "protocol": "HTTP/2",
  "request_id": "132f13ce-9503-4b4e-aaa9-ea9caf34d9a0",
  "requested_server_name": "-",
  "response_code": "200",
  "response_flags": "-",
  "route_name": "default",
  "start_time": "2020-03-14T15:36:25.619Z",
  "upstream_cluster": "outbound|10000||grpc-helloworld-service.default.svc.cluster.local",
  "upstream_host": "172.17.0.17:10000",
  "upstream_local_address": "172.17.0.16:56496",
  "upstream_service_time": "1",
  "upstream_transport_failure_reason": "-",
  "user_agent": "grpc-go/1.28.0",
  "x_forwarded_for": "-"
}

VirtualService で Delay を挿入する

Fault Injection のために VirtualService を作成します。

VirtualService の Manifest。常に 3 秒の delay を入れます。

apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: VirtualService
metadata:
  name: grpc-helloworld-virtual-service
spec:
  hosts:
  - grpc-helloworld-service
  http:
  - fault:
      delay:
        percentage:
          value: 100.0
        fixedDelay: 3s
    route:
    - destination:
        host: grpc-helloworld-service

delay を挿入した場合のログです。

{
  "authority": "grpc-helloworld-service.default.svc.cluster.local:10000",
  "bytes_received": "12",
  "bytes_sent": "18",
  "downstream_local_address": "10.98.145.150:10000",
  "downstream_remote_address": "172.17.0.16:51828",
  "duration": "3004",
  "istio_policy_status": "-",
  "method": "POST",
  "path": "/helloworld.Greeter/SayHello",
  "protocol": "HTTP/2",
  "request_id": "5340f5d7-f6a8-45e5-897f-ceeb3526dfd5",
  "requested_server_name": "-",
  "response_code": "200",
  "response_flags": "DI",
  "route_name": "-",
  "start_time": "2020-03-14T12:31:59.995Z",
  "upstream_cluster": "outbound|10000||grpc-helloworld-service.default.svc.cluster.local",
  "upstream_host": "172.17.0.17:10000",
  "upstream_local_address": "172.17.0.16:41198",
  "upstream_service_time": "2",
  "upstream_transport_failure_reason": "-",
  "user_agent": "grpc-go/1.28.0",
  "x_forwarded_for": "-"
}

TLS 有効な場合

次に TLS を有効にした gRPC サーバーとの通信で試します。サーバーとヘルスチェック用のコマンドに -tls オプションをつけます。Service は port name を tls にします。TLS を有効にしているのに port name を grpc にしてしまうと通信できません。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: grpc-helloworld-deployment
  labels:
    app: grpc-helloworld
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: grpc-helloworld
  template:
    metadata:
      labels:
        app: grpc-helloworld
    spec:
      containers:
      - name: helloworld
        image: yteraoka/grpc-helloworld:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command:
        - "/server"
        - "-tls"
        ports:
        - containerPort: 10000
        readinessProbe:
          exec:
            command:
            - "/client"
            - "-tls"
          initialDelaySeconds: 10
          periodSeconds: 5
        livenessProbe:
          exec:
            command:
            - "/client"
            - "-tls"
          initialDelaySeconds: 15
          periodSeconds: 5
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: grpc-helloworld-service
spec:
  selector:
    app: grpc-helloworld
  type: ClusterIP
  ports:
  - name: tls
    protocol: TCP
    port: 10000

アクセスした場合のログ。TLS の中は見れません。よって delay を入れることもできません。

{
  "authority": "-",
  "bytes_received": "688",
  "bytes_sent": "1359",
  "downstream_local_address": "10.98.145.150:10000",
  "downstream_remote_address": "172.17.0.16:46948",
  "duration": "11",
  "istio_policy_status": "-",
  "method": "-",
  "path": "-",
  "protocol": "-",
  "request_id": "-",
  "requested_server_name": "-",
  "response_code": "0",
  "response_flags": "-",
  "route_name": "-",
  "start_time": "2020-03-14T15:43:52.547Z",
  "upstream_cluster": "outbound|10000||grpc-helloworld-service.default.svc.cluster.local",
  "upstream_host": "172.17.0.7:10000",
  "upstream_local_address": "172.17.0.16:55454",
  "upstream_service_time": "-",
  "upstream_transport_failure_reason": "-",
  "user_agent": "-",
  "x_forwarded_for": "-"
}

まとめ

考えてみれば「そりゃそうだよな」なんだけど TLS が有効では Fault Injection できませんでした。mesh 内の通信は非TLSでも良さそうですが、gRPC (HTTP2) で非TLSっていうのがどの程度一般的なのかが良くわからない。Envoy で gRPC の TLS 終端と負荷分散っていうのをちょいちょい見かけるので結構使われているのかな?

Istio 使うなら mTLS もあるし、通信の暗号化という意味では問題なさそう。TLS 無しであればリクエスト単位でアクセスが分散されるのでこちらの方が良いですね。

Chaos Engineering 系ツールで delay 入れられたりするんだけどあれは API サーバーのレスポンスが遅い的な再現には使いづらいんですよね。


Istio 導入への道シリーズ

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