Istio作为一个service mesh开源项目,其中最重要的功能就是对网格中微服务之间的流量进行管理,包括服务发现,请求路由和服务间的可靠通信。Istio实现了service mesh的控制面，并整合Envoy开源项目作为数据面的sidecar，一起对流量进行控制。
Istio体系中流量管理配置下发以及流量规则如何在数据面生效的机制相对比较复杂，通过官方文档容易管中窥豹，难以了解其实现原理。本文尝试结合系统架构、配置文件和代码对Istio流量管理的架构和实现机制进行分析，以达到从整体上理解Pilot和Envoy的流量管理机制的目的。
Pilot高层架构
Istio控制面中负责流量管理的组件为Pilot，Pilot的高层架构如下图所示：
Pilot Architecture
根据上图,Pilot主要实现了下述功能：
统一的服务模型
Pilot定义了网格中服务的标准模型，这个标准模型独立于各种底层平台。由于有了该标准模型，各个不同的平台可以通过适配器和Pilot对接，将自己特有的服务数据格式转换为标准格式，填充到Pilot的标准模型中。
例如Pilot中的Kubernetes适配器通过Kubernetes API服务器得到kubernetes中service和pod的相关信息，然后翻译为标准模型提供给Pilot使用。通过适配器模式，Pilot还可以从Mesos, Cloud Foundry, Consul等平台中获取服务信息，还可以开发适配器将其他提供服务发现的组件集成到Pilot中。
标准数据面 API
Pilo使用了一套起源于Envoy项目的标准数据面API来将服务信息和流量规则下发到数据面的sidecar中。
通过采用该标准API，Istio将控制面和数据面进行了解耦，为多种数据面sidecar实现提供了可能性。事实上基于该标准API已经实现了多种Sidecar代理和Istio的集成，除Istio目前集成的Envoy外，还可以和Linkerd, Nginmesh等第三方通信代理进行集成，也可以基于该API自己编写Sidecar实现。
控制面和数据面解耦是Istio后来居上，风头超过Service mesh鼻祖Linkerd的一招妙棋。Istio站在了控制面的高度上，而Linkerd则成为了可选的一种sidecar实现，可谓降维打击的一个典型成功案例！
数据面标准API也有利于生态圈的建立，开源，商业的各种sidecar以后可能百花齐放，用户也可以根据自己的业务场景选择不同的sidecar和控制面集成，如高吞吐量的，低延迟的，高安全性的等等。有实力的大厂商可以根据该API定制自己的sidecar，例如蚂蚁金服开源的Golang版本的Sidecar MOSN(Modular Observable Smart Netstub)（SOFAMesh中Golang版本的Sidecar)；小厂商则可以考虑采用成熟的开源项目或者提供服务的商业sidecar实现。
备注：Istio和Envoy项目联合制定了Envoy V2 API,并采用该API作为Istio控制面和数据面流量管理的标准接口。
业务DSL语言
Pilot还定义了一套DSL（Domain Specific Language）语言，DSL语言提供了面向业务的高层抽象，可以被运维人员理解和使用。运维人员使用该DSL定义流量规则并下发到Pilot，这些规则被Pilot翻译成数据面的配置，再通过标准API分发到Envoy实例，可以在运行期对微服务的流量进行控制和调整。
Pilot的规则DSL是采用K8S API Server中的Custom Resource (CRD)实现的，因此和其他资源类型如Service Pod Deployment的创建和使用方法类似，都可以用Kubectl进行创建。
通过运用不同的流量规则，可以对网格中微服务进行精细化的流量控制，如按版本分流，断路器，故障注入，灰度发布等。
