Istio 升级后踩的坑

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背景

前段时间我们将 istio 版本升级到 1.12 后导致现有的应用监控有部分数据丢失（页面上显示不出来）。

  • 一个是应用基础信息丢失。
  • 再一个是应用 JVM 数据丢失。
  • 接口维度的监控数据丢失。

修复

基础信息

首先是第一个基础信息丢失的问题，页面上其实显示的是我们的一个聚合指标istio_requests_total:source:rate1m。

聚合后可以将多个指标合并为一个，减少系统压力

具体可以参考 Istio 的最佳实践 Observability Best Practices 有详细说明。

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spec:
  groups:
    - interval: 30s
      name: istio.service.source.istio_requests_total
      rules:
        - expr: |
            sum(irate(istio_requests_total{reporter="source"}[1m]))
            by (
              destination_app,
              source_workload_namespace,
              response_code,
              source_app
            )
          record: istio_requests_total:source:rate1m

本质上是通过以上四个维度进行统计 istio_requests_total；但在升级之后查看原始数据发现丢失了 destination_app, source_app 这两个 tag。

至于为啥丢失，查了许久，最后在升级后的资源文件 stats-filter-1.12.yaml 中找到了答案:

升级后新增了 tags_to_remove 标记，将我们所需要的两个 tag 直接删掉了。

后续在当前 namespace 下重新建一个 EnvoyFilter 资源覆盖掉默认的便能恢复这两个 tag，修复后监控页面也显示正常了。

EnvoyFilter 是实时生效的，并不需要重建应用 Pod。

JVM 监控

JVM 数据丢失的这个应用，直接进入 Pod 查看暴露出的 metric，发现数据都有，一切正常。

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jvm_memory_pool_bytes_used{pool="Code Cache",} 1.32126784E8
jvm_memory_pool_bytes_used{pool="Metaspace",} 2.74250552E8
jvm_memory_pool_bytes_used{pool="Compressed Class Space",} 3.1766024E7
jvm_memory_pool_bytes_used{pool="G1 Eden Space",} 1.409286144E9
jvm_memory_pool_bytes_used{pool="G1 Survivor Space",} 2.01326592E8
jvm_memory_pool_bytes_used{pool="G1 Old Gen",} 2.583691248E9

说明不是数据源的问题，那就可能是数据采集节点的问题了。

进入VictoriaMetrics 的 target 页面发现应用确实已经下线，原来是采集的端口不通导致的。

我们使用 VictoriaMetrics 代替了 Prometheus。

而这个端口 15020 之前并未使用，我们使用的是另外一个自定义端口和端点来采集数据。

经过查阅发现 15020 是 istio 默认的端口：

原来在默认情况下 Istio 会为所有的数据面 Pod 加上：

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metadata:
  annotations:
    prometheus.io/path: /stats/prometheus
    prometheus.io/port: "15020"

这个注解用于采集数据，由于我们是自定义的端点，所以需要修改默认行为：

在控制面将 --set meshConfig.enablePrometheusMerge=false 设置为 false，其实官方文档已经说明，如果不是使用的标准 prometheus.io 注解，需要将这个设置为 false。

修改后需要重建应用 Pod 方能生效。

有了 url 这个 tag 后，接口监控页也恢复了正常。

接口维度

接口维度的数据丢失和基本数据丢失的原因类似，本质上也是原始数据中缺少了 url 这个 tag，因为我们所聚合的指标使用了 url：

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- interval: 30s
  name: istio.service.source.url.istio_requests_total
  rules:
    - expr: |
        sum(irate(istio_requests_total{reporter="source"}[1m]))
        by (
          destination_app,
          source_workload_namespace,
          response_code,
          source_app,
          url
        )

最终参考了 MetricConfig 自定义了 URL 的tag.

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{
"dimensions": {
  "url": "request.url_path"
},


但这也有个大前提，当我们 tag 的指标没有在默认 tag 列表中时，需要在 Deployment 或者是 Istio 控制面中全局加入我们自定义的 tag 声明。

比如这里新增了 url 的 tag，那么就需要在控制面中加入：

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meshConfig:
  defaultConfig:
    extraStatTags:
     - url

修改了控制面后需要重新构建 Pod 后才会生效。

EnvoyFilter的问题

查看MetricConfig的配置后发现是可以直接去掉指标以及去掉指标中的 tag ，这个很有用，能够大大减低指标采集系统 VictoriaMetrics 的系统负载。

于是参考了官方的示例，去掉了一些 tag，同时还去掉了指标：istio_request_messages_total。

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{
      "tags_to_remove": [
        "source_principal",
        "source_version",
        "destination_principal",
        "destination_version",
        "source_workload",
        "source_cluster",
      ]
},
{
	"name": "istio_request_messages_total",
	"drop": true
}

但并没有生效，于是换成了在 v1.12 中新增的 Telemetry API。

使用 Telemetry API

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apiVersion: telemetry.istio.io/v1alpha1
kind: Telemetry
metadata:
  name: mesh-istio-test
  namespace: istio-test
spec:
  # no selector specified, applies to all workloads
  metrics:
    - overrides:
        - match:
            metric: GRPC_REQUEST_MESSAGES
            mode: CLIENT_AND_SERVER
          disabled: true

但是参考了官方文档后发现依然不能生效，GRPC_REQUEST_MESSAGES 所对应的 istio_request_messages_total 指标依然存在。

接着在我领导查看 Istio 源码以及相关 issue 后发现 Telemetry API 和 EnvoyFilter 是不能同时存在的，也就是说会优先使用 EnvoyFilter；这也就是为什么我之前配置没有生效的原因。

后初始化 EnvoyFilter


正如这个 issue 中所说，需要删掉现在所有的 EnvoyFilter；删除后果然就生效了。

新的 Telemetry API 不但语义更加清晰，功能也一样没少，借助他我们依然可以自定义、删除指标、tag 等。

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apiVersion: telemetry.istio.io/v1alpha1
kind: Telemetry
metadata:
  name: mesh-istio-telemetry-test
  namespace: test
spec:
  metrics:
    - overrides:
        - match:
            metric: GRPC_RESPONSE_MESSAGES
            mode: CLIENT_AND_SERVER
          disabled: true
        - tagOverrides:
            url:
              value: "request.url_path"
        - match:
            metric: ALL_METRICS
          tagOverrides:
            source_workload:
              operation: REMOVE

比如以上配置便可以删除掉 GRPC_RESPONSE_MESSAGES 指标，新增一个 url 的指标，同时在所有指标中删除了 source_workload 这个 tag。

借助于这一个声明文件便能满足我们多个需求。

裁剪指标

后续根据我们实际需求借助于 Telemetry API 裁剪掉了许多指标和 tag，使得指标系统负载下降了一半左右。

效果相当明显。

总结

本次定位修复 Istio 升级后带来的指标系统问题收获巨大，之前对 Istio 一直只停留在理论阶段，只知道他可以实现传统微服务中对接口粒度的控制，完美弥补了 k8s 只有服务层级的粗粒度控制；

这两周下来对一个现代云原生监控系统也有了系统的认识，从 App->Pod->sidecar->VictoriaMetrics(Prometheus)->Grafana 这一套流程中每个环节都可能会出错；

所以学无止境吧，幸好借助公司业务场景后续还有更多机会参与实践。