ISTIO. Ένα πλέγμα υπηρεσιών

Λεονταρίδης, Δημήτριος

ΙSTIO. A service mesh

Διπλωματική εργασία

Author

Λεονταρίδης, Δημήτριος

Date

2023-10

Advisor

Ψαρράς, Νικόλαος

Πτυχιακή εργασία για το λογισμικό Istio (1.806Mb)

Keywords

Kubernetes ; Istio ; Ενορχήστρωση ; Μικροϋπηρεσίες ; Πλέγμα Υπηρεσιών ; Τεχνολογίες περιεκτών

Abstract

Η υιοθέτηση τεχνολογιών περιεκτών και εργαλείων ενορχήστρωσης όπως το Kubernetes, έχει διαμορφώσει τον τρόπο υλοποίησης και ανάπτυξης εφαρμογών ιστού. Ο ανταγωνισμός και οι αυξημένες δυνατότητες των σημερινών δικτύων, έχουν φέρει ένα νέο κύμα παροχών και υπηρεσιών που καλούνται οι εφαρμογές να αφομοιώσουν. Οι ανάγκες κλιμάκωσης, αρθρωτής διαχείρισης και επέκτασης της λειτουργικότητας μιας εφαρμογής έχουν οδηγήσει στην υιοθέτηση του μοντέλου των μικροϋπηρεσιών. Η φύση του μοντέλου αυτού, έφερε αλλαγές στον τρόπο ανάπτυξης εφαρμογών προσθέτοντας νέα επίπεδα λειτουργικότητας. Τεχνολογίες πλέγματος υπηρεσιών, όπως το Istio, συνδυάζονται με εργαλεία ενορχήστρωσης, προσφέροντας ένα σύνολο λειτουργιών επιπέδου εφαρμογής. Η συγγραφή της εργασίας αποσκοπεί στην διεξοδική ανάλυση του τρόπου λειτουργίας της πλατφόρμας Istio καθώς και των δυνατοτήτων που προσφέρονται μέσα από αυτή. Ακόμη, η εργασία στοχεύει στην κατανόηση των διαδικασιών ενορχήστρωσης μέσα από την διερεύνηση της πλατφόρμας Kubernetes, καθώς και των πόρων που μπορούν να δημιουργηθούν σε εκείνη. Έμφαση δόθηκε στην διαχείριση της κίνησης, την παρατηρησιμότητα και την ασφάλεια εντός ενός πλέγματος υπηρεσιών, αποδίδοντας πραγματικό σενάριο ανάπτυξης εφαρμογής με την χρήση των παραπάνω εργαλείων. Η εφαρμογή αποτελεί μία πλατφόρμα ιστού, με την οποία ένας χρήστης μπορεί να δημιουργήσει λίστες αναπαραγωγής καθώς και να προσθέσει μουσικά κομμάτια σε εκείνες. Η υλοποίησή της στηρίζεται στην αρχιτεκτονική μικροϋπηρεσιών, περιέχοντας ανάπτυξη υπηρεσιών βάσεων δεδομένων (MongoDB), APIs (NodeJS) και διεπαφής χρήστη (ReactJS). Επιπλέον, ακολούθησε πρακτική εφαρμογή των μηχανισμών δρομολόγησης επιπέδου εφαρμογής, ασφάλειας και παρατηρησιμότητας του Istio προσφέροντας ένα σύνολο από πολύτιμες γνώσεις.

Abstract

The adoption of containerization technologies and orchestration tools such as Kubernetes has shaped the way web applications are implemented and developed. The competition and increased capabilities of today's networks have brought a new wave of benefits and services that applications are being asked to assimilate. The needs for scalability, modularity and extension of an application's functionality have led to the adoption of the microservices model. The nature of this model has brought changes in the way applications are developed adding new layers of functionality. Service mesh technologies, such as Istio, are combined with orchestration tools, offering a set of application layer functionality. This paper aims to provide a thorough analysis of the way that Istio platform works and the functionality offered through it. Furthermore, the thesis aims to understand the orchestration processes through the exploration of the Kubernetes platform, as well as the resources that can be created within it. Emphasis was placed on traffic management, observability and security within a service mesh, yielding a real application development scenario using the above tools. The application is a web platform, with which a user can create playlists as well as add music tracks to them. Its implementation is based on the microservices architecture, including development of database services (MongoDB), APIs (NodeJS) and user interface (ReactJS). In addition, practical implementation of Istio's application layer routing, security and observability mechanisms followed, providing a set of valuable insights.