無代理服務網格
1. 什麼是無代理服務網格？
1.1 服務網格簡析
Istio 是目前最流行的開源服務網格，它由控制平面和數據平面組成，其架構如下圖所示。圖片取自 Istio 官網
圖中下半部分的控制平面負責配置、服務信息和證書等資源的下發，上半部分的數據平面則關注服務間的通信流量；傳統的服務網格通過代理攔截所有業務網絡流量，代理需要感知控制平面下發的配置資源，從而按需控制網絡流量走向。
在 Istiod 環境中，其控制平面是一個名為 istiod 的進程，網絡代理為 envoy。istiod 通過監聽 K8S 的 Service、Endpoint 等資源獲取服務信息，並通過 XDS 協議將這些資源下發給數據平面上的網絡代理。Envoy 是一個獨立進程，它以 sidecar（邊車）的形式與業務應用 Pod 一起運行，它與應用進程共享同一個主機網絡，通過修改路由表的方式劫持業務應用的網絡流量。
服務網格（Service Mesh）可以解決微服務場景下的諸多問題。隨著叢集規模的擴大和業務複雜性的增長，基於原生 k8s 的容器編排方案將難以應付，開發人員不得不面臨巨大的服務治理挑戰。服務網格很好地解決了這一問題，它將服務治理的需求封裝在控制平面和代理中，業務開發者只需關注業務邏輯。應用部署後，運維人員只需修改配置即可實現故障恢復、負載均衡、灰度發布等功能，極大地提升了研發迭代的效率。
Istio 的 Sidecar 通過容器注入的方式伴隨業務應用程序進程的整個生命週期，對業務應用程序無侵入，這解決了業務應用遷移、多語言、基礎設施耦合等問題。但這也帶來了資源消耗高、請求延遲增加的問題。
服務網格為服務治理提供了一個很好的思路，將基礎設施從業務邏輯中解耦，讓應用開發者只關注業務本身。另一方面，由於 Sidecar 的缺點，我們可以考慮使用 SDK 來代替 Sidecar 支撐數據平面。
1.2 無代理服務網格（Proxyless Service-Mesh）
無代理服務網格是近年來提出的一個新概念，istio、gRPC、brpc 等開源社區都在朝這個方向進行探索和實踐。無代理服務網格框架以 SDK 的形式被業務應用程序引入，負責服務之間的通信和治理。來自控制平面的配置直接下發到服務框架，由服務框架代為執行上述 Sidecar 的功能。
服務框架（SDK）的主要能力可以概括為以下三點
- 連接到控制平面，監聽配置資源。
- 對接應用程序，為開發者提供便捷的接口。
- 連接到網路，並根據資源變化響應流量規則。
1.3 無代理的優缺點
優點
- 性能：無代理模式下的網路調用是點對點的直接通信，網路延遲將遠小於代理模式。
- 穩定性：無代理模式是單進程，拓撲結構簡單，易於調試，穩定性高。
- 框架整合：市面上已經有很多 SDK 模式的服務框架，切換到 Mesh 後具備框架复用的能力
- 資源消耗：無需 Sidecar，資源消耗低
缺點
- 語言綁定：需要開發多種語言的 SDK
- 可移植性低：無法像切換 Sidecar 形式那樣無侵入地升級基礎設施。
一般來說，Proxyless 架構由於其高性能和高穩定性，更適合用於生產環境。
2. Dubbo-go 與無代理服務網格
2.1 Dubbo-go 在無代理服務網格場景下的設計
服務註冊與發現
Dubbo-go 本身具有可擴展的服務註冊與發現能力，我們針對服務網格場景對註冊中心的實現進行了適配。開發者可以將 dubbo-go 應用信息註冊在 istiod 控制平面上。客戶端應用可以查詢已註冊的接口數據，完成服務發現流程。
- 開發者使用 dubbogo-cli 工具創建應用模板並發布 Deployment / Service 到叢集中。
- 伺服器端拉取全量的 CDS 和 EDS，比對本地 IP，獲取當前應用的主機名。並將此應用程序接口名到主機名的所有映射關係註冊到 Istiod 上。
- 客戶端會從 istiod 拉取完整介面名稱到主機名稱的映射，並將其快取在本地。當需要發起呼叫時，會查詢本地快取，將介面名稱轉換為主機名稱，然後透過 CDS 和 EDS 拉取到對應當前叢集的完整端點。
- 所有端點都會經過 Dubbo-go 內建的 Mesh Router 進行過濾，篩選出最終的端點子集，並根據配置的負載均衡策略發起請求。
開發者在整個過程中只需要關注介面，完全不需要關心主機名稱和端口資訊。即服務端開發者只需要實現 pb 介面並使用框架暴露即可；客戶端開發者只需要引入 pb 介面並直接發起呼叫即可。
流量管理
Dubbo-go 具有路由能力，透過 xds 協議客戶端訂閱來自 istiod 的路由配置，並即時更新到本地路由規則，從而實現服務治理。Dubbo-go 兼容 istio 生態的流量治理規則，透過配置 Virtual Service 和 Destination Rule，可以將標記的流量路由到指定的子集，還可以用於灰度發布、流量切換等場景，更加深入地使用。
雲原生支架
dubbogo-cli 是 Apache/dubbo-go 生態的一個子專案，它為開發者提供了應用程式範本創建、工具安裝、介面調試等便捷功能，提高用戶研發效率。
詳情請參考 [dubbogo-cli 工具]
3. Dubbo-go-Mesh 的優勢
3.1 介面級服務發現
前文介紹了透過介面級服務註冊進行發現的優勢，即開發者無需關心下游主機名和端口號，只需要引入介面存根，或者實現介面，並透過框架啟動即可。
3.2 高效能
我們在 k8s 叢集中部署了 istio 環境，分別測試了 sidecar 模式的 gRPC 服務呼叫和 Proxyless 模式的 dubbo-go 應用程式服務呼叫。發現 Proxyless 模式在請求耗時方面比 sidecar 模式低一個數量級，即效能提升約十倍。
3.3 跨生態
Dubbo-go 是一個跨越多個生態的服務框架。
網格生態
開發者可以在使用 Dubbo-go 進行應用程式開發的同時，使用 istio 生態提供的強大能力。
gRPC 生態
- Dubbo-go 支援與 gRPC 服務的互操作性，HTTP2 協議棧。
- Dubbo-go 預設使用 pb 序列化，高效能。
Dubbo 生態
- 多語言優勢，可以實現 go-java 應用程式互通。
- 兼容 pixiu 閘道器，方便服務暴露和協議轉換。
- 使用 Dubbo-go 生態元件。
