1. Bối Cảnh Trong Phát Triển Phần Mềm

Trong thời đại công nghệ 4.0, các ứng dụng phần mềm trở nên ngày càng phức tạp và cần triển khai trên nền tảng phân tán. Kiến trúc monolithic dần nhường chỗ cho microservices - một mô hình giúp tách ứng dụng thành các dịch vụ nhỏ, độc lập và dễ quản lý. Tuy nhiên, việc quản lý giao tiếp giữa các dịch vụ này chắc chắn đặt ra nhiều thách thức. Tại đây, Service Mesh đã xuất hiện như một giải pháp hữu hiệu.

2. Service Mesh Là Gì?

Service Mesh là một lớp phần mềm được thiết kế để quản lý giao tiếp giữa các microservices trong một ứng dụng. Nó cung cấp những tính năng như giám sát, log, tracing và kiểm soát lưu lượng mà không cần thay đổi mã nguồn của từng dịch vụ. Từ đó, các nhà phát triển có thể tập trung vào việc phát triển các tính năng cốt lõi mà không gặp phải rắc rối về hạ tầng.

3. Các Thành Phần Chính Trong Service Mesh

Service Mesh gồm hai thành phần chính: control plane và data plane:

• Control Plane: Quản lý toàn bộ các dịch vụ và cấu hình cho data plane.
• Data Plane: Quản lý và xử lý giao tiếp giữa các dịch vụ.

3.1 Data Plane

Data Plane chứa các proxy mạng được triển khai dưới dạng sidecar, quản lý toàn bộ lưu lượng mạng vào và ra cho từng microservice. Chúng đảm nhận nhiều chức năng quan trọng như khám phá dịch vụ, bảo mật và độ tin cậy. Việc triển khai sidecar trên cùng một máy chủ hoặc trong cùng một pod với dịch vụ là điều lý tưởng.

Dữ liệu luôn được thông qua proxy, cho phép chúng thực hiện các nhiệm vụ đánh giá như cân bằng tải theo độ trễ, hoặc cung cấp thời gian chờ nhất quán cho các yêu cầu. Chức năng bảo mật như Mutual Transport Layer Security (mTLS) cũng được hỗ trợ.

Một số Data Plane phổ biến bao gồm: Linkerd, NGINX, HAProxy, Envoy, Traefik.

3.2 Control Plane

Control Plane cấu hình các proxy trong Data Plane. Nó cung cấp một giao diện để thiết lập quy tắc định tuyến, quản lý truy cập và thu thập dữ liệu quan sát như số liệu, logs. Một số Control Plane nổi tiếng như: Istio, Nelson, SmartStack.

4. Ưu Nhược Điểm Của Service Mesh

Ưu Điểm:

• Dễ dàng quản lý giao tiếp giữa các dịch vụ.
• Tăng cường mức độ bảo mật.
• Kiểm soát lưu lượng linh hoạt.
• Khả năng mở rộng với các mô hình triển khai đa dạng.

Nhược Điểm:

• Tăng độ phức tạp của kiến trúc.
• Chi phí vận hành cao hơn.
• Có thể làm giảm hiệu suất do overhead từ việc quản lý lưu lượng.

5. Istio Là Gì?

Istio là một service mesh mã nguồn mở, chủ yếu hoạt động trên nền tảng Kubernetes. Với những tính năng ưu việt, Istio giúp bảo mật, kết nối và giám sát các dịch vụ một cách hiệu quả:

• Giao tiếp bảo mật với mã hóa TLS và xác thực.
• Cân bằng tải cho lưu lượng HTTP, gRPC, WebSocket và TCP.
• Kiểm soát chi tiết hành vi lưu lượng với các quy tắc phong phú.
• Tự động thu thập số liệu, logs và tracing cho toàn bộ cluster.
• Hỗ trợ mở rộng với khả năng kết nối đến các dịch vụ bên ngoài Kubernetes.

Hệ sinh thái rộng lớn của Istio cho phép bạn dễ dàng cài đặt hoặc sử dụng các dịch vụ tích hợp từ các nhà cung cấp khác.

6. Kiến Trúc Của Istio

6.1 Data Plane Với Envoy

Data Plane của Istio bao gồm các proxy thông minh Envoy được triển khai dưới dạng sidecar. Chúng đảm nhiệm tất cả giao tiếp mạng và thu thập dữ liệu lưu lượng:

• Khám phá dịch vụ động.
• Cân bằng tải.
• Xác thực và bảo mật.
• Tích hợp với các tính năng như ngắt mạch và kiểm tra sức khỏe.

Mô hình sidecar cho phép bổ sung các tính năng của Istio vào các triển khai dễ dàng mà không cần viết lại mã.

6.2 Control Plane Với Istiod

Istiod cung cấp các tính năng khám phá dịch vụ, cấu hình và quản lý chứng chỉ. Nó chuyển đổi các quy tắc định tuyến thành cấu hình cho các proxy Envoy, cho phép điều chỉnh lưu lượng mạng một cách linh hoạt và bảo mật.

Istiod cũng là Tổ chức Chứng chỉ (CA), quản lý tất cả chứng chỉ để bảo đảm giao tiếp an toàn, giúp nâng cấp lưu lượng không mã hóa trong mạng lưới dịch vụ của bạn.

Kết Luận

Service Mesh, đặc biệt là Istio, ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh phát triển ứng dụng phân tán hiện đại. Với các tính năng mạnh mẽ và khả năng mở rộng, Istio không chỉ giúp các nhà phát triển tập trung hơn vào việc tạo ra các tính năng mới mà còn giải quyết các vấn đề hạ tầng phức tạp. Hãy khám phá Istio ngay hôm nay để cảm nhận tiềm năng mà nó đem lại cho dự án của bạn!
source: viblo