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09/10/2020

Le rôle du service Mesh dans une architecture microservices


Auteur : Thomas Meimoun
Temps de lecture : 6 minutes
Quantmetry.com : Le rôle du service Mesh dans une architecture microservices

Introduction

Google, Amazon, Twitter, IBM, Netflix ou encore Airbnb, tous ont fait le choix d’utiliser les microservices. Couplés au service Mesh, ils permettent aux différents projets de gagner en agilité et en innovation. Cet article présentera les microservices et le service Mesh dans sa généralité ainsi que le service Istio.

Qu’est-ce qu’un microservice ?

Présentation générale

L’objectif des microservices est de remplacer les architectures dites monolithes. Ces dernières tentent de répondre à l’ensemble des demandes ainsi que les différents cas d’usage auxquelles l’applications pourrait face avec le temps. Le problème, c’est qu’au fur et à mesure que le projet grossit, des fonctionnalités deviennent obsolètes ou inutiles mais restent conservées. Finalement, on obtient une architecture interdépendante que cela soit en termes de code et de complexité rendant difficile la compréhension du schéma global. Le projet devient délicat ce qui implique une baisse de prise de risque et de nouveauté car la stabilité est préférée à l’innovation.

Les microservices, quant à eux, cherchent à décomposer les différents modules fonctionnels répondant à un besoin unique fournissant une fonctionnalité pour un métier comme :

  • Le login client
  • Le panier d’achat
  • Le chat en ligne
  • Le paiement
  • User Interface (UI)

Plusieurs microservices créent une application

L’ensemble des microservices créé une application et l’utilisateur peut accéder à ces différents microservices via des API. Ainsi, le but des microservices est d’offrir plus d’évolutivité et d’agilité pour les projets IT avec une équipe propre à chaque microservice. Notons aussi qu’il est possible d’utiliser un microservice seul s’il suffit aux besoins.

 

Les différents outils des microservices

Après cette présentation nous pouvons distinguer trois avantages concernant les microservices :

  1. Chaque microservice peut être déployé, optimisé et mis à l’échelle de façon indépendante
  2. Gestion facilité pour les pannes et les erreurs
  3. Chaque microservice peut être développé et déployé de façon autonome à travers différents stacks technologiques

Avec l’essor du cloud computing, les microservices sont très utiles et nécessitent trois composants fondamentaux

  • Conteneurisation, comme Docker : Affectation d’un conteneur par unité de microservice. Cela permet d’adapter le nombre de ce microservice selon les besoins permettant ainsi une gestion et un déploiement efficace des microservices
  • Orchestration, comme Kubernetes : Permet la gestion, la configuration et l’assignement des ressources systèmes disponibles
  • Service Mesh, comme Istio : Service de maillage à l’aide de proxy permettant la sécurisation, la gestion et la connexion entre les microservices. Nous reviendrons plus tard sur le service Mesh

Bien que la conteneurisation accorde un environnement propre à chaque microservice, il est important de faire attention aux différents stacks technologiques utilisées pour la santé globale de l’application, comme les langages utilisés et les bases de données.

Après avoir mis en avant les microservices et les outils nécessaires au bon déploiement de la technologie, intéressons nous plus en détail au service Mesh ou service de maillage permettant d’interagir entre les différents microservices.

 

La communication entre microservices, le service Mesh

Présentation

Afin d’expliquer le plus simplement possible le service Mesh, prenons l’exemple d’un panier sur un site en ligne. Lorsqu’un utilisateur souhaite faire des achats, il passe nécessairement par quelques microservices, comme l’authentification, l’appel à la base de données de l’inventaire des stocks, le portail de paiement mais aussi la suggestion d’articles basée sur ses goûts personnels. C’est à ce moment là que le maillage de services (service Mesh) apparaît en créant un canal de communication entre les microservices

De ce fait, l’objectif d’un service Mesh est de rendre la communication entre les différents microservices accessible tout en considérant la tolérance aux pannes, la sécurisation, la robustesse et surtout l’accessibilité. Ceci est possible grâce à l’implémentation de service proxies créant le canal de communication. on nomme ces proxy Sidecar Pattern. L’image suivante tente de schématiser la situation :

On constate que chaque microservice est associé à un unique proxy Sidecar

 

Le service Mesh permet de :

  • Configurer, maintenir et sécuriser les communications entre tous ou une partie des microservices d’une application
  • Configurer et exécuter les fonctions réseau d’un microservice : robustesse, équilibrage, panne
  • Les fonctions réseaux sont dissociées de l’utilisation dite de “logique commerciale”, permettant ainsi aux développeurs d’avancer sur la “logique métier” de l’application tout en conservant les communications entre les canaux. De plus la communication proxy passe au dessus des protocoles standards (HTTP1.x/2.x, gRPC) offrant la possibilité aux développeurs d’utiliser la technologie qu’ils souhaitent

 

Les composants d’un service Mesh

Le service Mesh s’articule ainsi autour de deux axes principaux :

  1. Control Plane : Tous les proxies sont contrôlés et centralisés par ce service en spécifiant les politiques d’identifications, la génération de métriques et la configuration des services proxies à travers le maillage
  2. Data Plane : Assure quant à lui le maillage entre les services. Cela est rendu possible par le Sidecar qui communique avec les microservices du Control Plane, c’est les Fonctions de réseau primitive. De l’autre côté, il y a les Fonctions du réseau d’application qui grâce au service proxy maintient et gère les fonctions critiques du réseau comme la robustesse, l’équilibrage ou encore les pannes

Ainsi, après avoir présenté globalement le service Mesh nous pouvons nous concentrer sur un des services Mesh les plus utilisés, Istio

 

Le rôle d’Istio

Istio est un service Mesh open source permettant aux développeurs de connecter, gérer et sécuriser les communications entre les microservices. C’est une solution native de Kubernetes. Il existe d’autres solutions comme Consul ou Linkerd, AWS propose App Mesh et Microsoft la solution Service Mesh Interface.

Bien que le service Istio soit déployable sur Kubernetes, ce dernier fonctionne aussi On-premise.

Istio déploie des proxies appelés Sidecar Istio associés à chaque microservices. De ce fait le trafic se fait entre les Sidecar des services offrant des politiques d’accès entre les microservices.

Les principales fonctionnalités d’Istio sont :

  • La sécurisation des communications entre microservices par des politiques d’identifications
  • Des surcouches de contrôles d’accès, de quotas et d’allocation des ressources
  • Équilibrage automatique de la charge des ressources
  • Des métriques, logs et trafic (entrées et sorties) au sein d’un cluster

Comme présenté dans la section précédente, le service Mesh se divise en deux parties le Data Plane et le Control Plane. Le premier utilise des proxies appelés Envoy basés sur des règles de routage spécifiques et déployés auprès de chaque microservice. Le Control Plane quant à lui possède un ensemble de composants techniques tels que Pilot pour gérer les règles de routage qui sont définies par les administrateurs, Citadel se concentre sur l’authentification et la gestion des identités. Pour finir Galley s’occupe de la validation, l’ingestion, le processus et la distribution entre services. Le schéma suivant permet d’un rapide coup d’oeil de comprendre le fonctionnement du maillage avec Istio.

                                 Principaux composants d’Istio

 

Pour finir, le service Mesh possède quelques limites. Un service mesh est très invasif, de plus, il sert d’intermédiaire, ce qui implique la possibilité de faire face à des ralentissements. Aussi ce service nécessite aux développeurs des connaissances à la fois du maillage de microservices et Kubernetes afin de fournir une architecture optimale. Pour finir, il ajoute de la complexité à un projet déjà existant.

 

Conclusion

En conclusion, les microservices permettent un time to market à la fois plus rapide et efficace. Cela est valable pour le lancement de nouveaux produits, les adaptations aux besoins du marché mais aussi à l’intégration d’innovation. En contrepartie, l’augmentation de la rapidité et de la quantité des itérations nécessite un effort de synchronisation des équipes. Cet aspect est important à mentionner car il entraîne davantage d’échanges et de coordination entre les différentes équipes, ce qui signifie un alignement des objectifs entre les équipes par l’entreprise. Pour autant, le service de Mesh est encore peu utilisé dans les entreprises.

 

Article écrit par Thomas Meimoun