istio初探以及解决http-426的问题

前言

在之前的文章中，我们花了大量的篇幅，从记录后端pod真实ip开始说起，然后引入envoy，再解决了各种各样的需求：配置自动重载、流量劫持、sidecar自动注入，到envoy的各种能力：熔断、流控、分流、透明代理、可观测性等等，已经可以支撑起一个完整的服务治理框架了
而今天介绍的istio，正是前面提到的这些所有功能的集大成者，从本文开始，我们将详细介绍istio，并且与之前手搓的功能做一个详细的对比，为大家以后选择服务治理的某个功能提供参考
istio架构

1.            ┌──────────────┐
2.            │   istiod     │   ← 控制面
3.            │ (Pilot+CA)   │
4.            └──────┬───────┘
5.                   │ xDS (gRPC / TLS)
6.                   │
7. ┌────────────┐    │    ┌────────────┐
8. │  Envoy     │◄───┼───►│   Envoy    │  ← 数据面
9. │ (Sidecar)  │         │ (Sidecar)  │
10. └─────▲──────┘         └─────▲──────┘
11.       │ iptables             │
12.       │                      │
13.    App Pod                App Pod

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• 数据面就是之前一直在研究的envoy，包括4/7代理、熔断、限流、可观测性等等，envoy就是执行由控制面下发的配置
  
• 控制面istiod主要的职责：将配置下发到每一个envoy去。由于istio中配置以crd的形式成为了k8s的资源，所以要不断的监听k8s apiserver，将资源的变化翻译成envoy看得懂的配置，并且下发到envoy去
  

至于其余istio的资源，我们后面详细介绍
istio安装

不说废话，先把istio安装上去再说
首先准备好k8s集群，其次下载istio（这一步有可能需要上网）

1. curl -L https://istio.io/downloadIstio | sh -
2. cd istio-*
3. sudo ln -s $PWD/istioctl /usr/local/bin/istioctl

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验证兼容性

1. istioctl x precheck

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开始安装

1. istioctl install --set profile=default -y

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由于镜像仓库没法直接使用，所以需要一些特殊的方法，具体可以看这篇文章： 快速拉取docker镜像
需要的镜像有：

1. docker.io/istio/pilot:1.28.2
2. docker.io/istio/proxyv2:1.28.2

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安装完成：

1. ▶ kubectl -n istio-system get pod
2. NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
3. istio-ingressgateway-865c448856-qs8s2   1/1     Running   0          8s
4. istiod-86c75775bb-j7qbg                 1/1     Running   0          12s

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安装完成，要从哪儿开始呢？
istio的自动注入

1. kubectl label namespace default istio-injection=enabled

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同之前envoy一样，给namespace打上标签之后，重启服务即可

1. kubectl rollout restart deploy nginx-test

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重启之后sidecar已经注入进去了，我们来观察一下istio注入到底做了什么事情
先describe看看events

1. Events:
2.   Type    Reason     Age   From               Message
3.   ----    ------     ----  ----               -------
4.   Normal  Scheduled  8s    default-scheduler  Successfully assigned default/nginx-test-6f855b9bb9-9phsv to wilson
5.   Normal  Pulled     8s    kubelet            Container image "docker.io/istio/proxyv2:1.28.2" already present on machine
6.   Normal  Created    8s    kubelet            Created container: istio-init
7.   Normal  Started    8s    kubelet            Started container istio-init
8.   Normal  Pulled     8s    kubelet            Container image "docker.io/istio/proxyv2:1.28.2" already present on machine
9.   Normal  Created    8s    kubelet            Created container: istio-proxy
10.   Normal  Started    8s    kubelet            Started container istio-proxy
11.   Normal  Pulled     6s    kubelet            Container image "registry.cn-beijing.aliyuncs.com/wilsonchai/nginx:latest" already present on machine
12.   Normal  Created    6s    kubelet            Created container: nginx-test
13.   Normal  Started    5s    kubelet            Started container nginx-test

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1个initContainer，1个业务container和1个sidecar
其中initContainer：

1. Init Containers:
2.   istio-init:
3.     Container ID:  containerd://2bf56cd37703d82a2a43e94e8c8d683ed66b0afe22bf7148a597d67b89a727a8
4.     Image:         docker.io/istio/proxyv2:1.28.2
5.     Image ID:      docker.m.daocloud.io/istio/proxyv2@sha256:39065152d6bd3e7fbf6bb04be43c7a8bbd16b5c7181c84e3d78fa164a945ae7f
6.     Port:          <none>
7.     Host Port:     <none>
8.     Args:
9.       istio-iptables
10.       -p
11.       15001
12.       -z
13.       15006
14.       -u
15.       1337
16.       -m
17.       REDIRECT
18.       -i
19.       *
20.       -x
22.       -b
23.       *
24.       -d
25.       15090,15021,15020
26.       --log_output_level=default:info
27. ...

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和之前envoy中劫持流量的做法一样，istio依然是使用iptables将端口流量导入到代理之中处理
尝试访问一下：

1. ▶ curl 10.22.12.178:30785/test
2. i am backend in backend-6d76f54494-g6srz

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成功，再次查看istio-proxy日志。空的？为了调试方便，将其打开并且输出至控制台

1. kubectl -n istio-system edit cm istio
3. apiVersion: v1
4. data:
5.   mesh: |-
6.     accessLogFile: /dev/stdout
7.   ...

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至此，istio的第一个功能探索完毕，自动注入sidecar container并且完成了流量劫持
Upgrade Required 426 的问题

当前的架构是左图，现在要前进到右图

其实就是在backend注入istio-proxy，直接重启就好

1. ▶ kubectl get pod -owide
2. NAME                          READY   STATUS        RESTARTS   AGE     IP            NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
3. backend-5d4d7b598c-f7852      2/2     Running       0          13s     10.244.0.49   wilson   <none>           <none>
4. nginx-test-6f855b9bb9-9phsv   2/2     Running       0          58m     10.244.0.48   wilson   <none>           <none>

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注入完成，测试一下

1. ▶ curl 10.22.12.178:30785/test
2. Upgrade Required

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1. ▶ kubectl logs -f -l app=nginx-test -c istio-proxy
2. [2026-01-26T07:54:42.977Z] "GET /test HTTP/1.1" 426 - upstream=10.244.0.48:80 duration=6ms route=default
3. [2026-01-26T07:54:42.978Z] "- - -" 0 - upstream=10.105.148.194:10000 duration=9ms route=-

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在nginx注入istio-proxy，backend没有注入的时候并没有报错。而一旦nginx与backend都注入的时候就会出现Upgrade Required (426)错误，Nginx Sidecar 发现目标（Backend）是一个纯文本服务，它会回退到“透明代理”模式，简单地把 Nginx 发出的流量透传出去
Nginx Sidecar 发现目标也有 Sidecar，它会尝试建立一个高度优化的、基于 mTLS 的隧道（关于mTLS后面会详细介绍）。如果此时 Nginx 发出的请求头（比如缺少 Host 字段，或者使用了 HTTP/1.0）不符合 Envoy 对这种隧道
协议的预期，Envoy 可能会向 Nginx 发送一个特殊的响应，或者 Nginx 在尝试通过这种隧道通信时，因为某些 Header 冲突（如 Connection: close）自发产生了 426 错误
想要解决这个问题有两种方法
改造nginx中加入标记

1.         location /test {
2.             proxy_http_version 1.1; # 必须添加这一行
3.             proxy_set_header Host $host; # 这一行也是必须的
4.             proxy_pass http://backend_ups;
5.         }

复制代码

Nginx 的 proxy_pass 默认使用 HTTP/1.0。在 Istio 环境中，HTTP/1.0 不支持长连接（Keep-Alive）以及一些现代的协议协商，这与 Istio Sidecar（Envoy）默认的 L7 代理行为冲突，Istio 需要 HTTP/1.1 来支持复杂连接管理问题
改造backend service

如果nginx改造有难度，那也可以尝试改造backend-service

1. apiVersion: v1
2. kind: Service
3. metadata:
4.   name: backend-service
5.   namespace: default
6. spec:
7.   ports:
8.   - name: tcp-80 # 原为 http-80 改为 tcp-80
9.     port: 10000
10.     protocol: TCP
11.     targetPort: 10000
12.   selector:
13.     app: backend

复制代码

Istio 只有在识别到流量是 HTTP 时才会进行深度的协议检查和转换。如果你把这个服务声明为 TCP，Istio 就会将其视为原始字节流进行透传，不再关心它是 HTTP/1.0 还是 1.1。优点就是彻底解决 426 问题，无需改 Nginx。
缺点则是你会失去 Istio 针对该服务的 HTTP 监控指标（如请求数、4xx/5xx 统计）、分布式追踪以及基于路径的路由功能
http 1.0 与 http 1.1

这里再简单介绍一下两个协议版本的区别

• 连接管理（最显著的区别）
  
  
  
  • HTTP 1.0：短连接 (Short-lived)，默认情况下，客户端每发起一个请求，都要与服务器建立一次 TCP 三次握手。请求结束并收到响应后，TCP 连接立即关闭。如果页面有 10 张图片，浏览器就要建立 10 次 TCP 连接。这带来了极高的延迟和资源开销。
    
  • HTTP 1.1：持久连接 (Persistent Connection / Keep-Alive)。默认开启 Connection: keep-alive。一个 TCP 连接可以被多个请求复用。只有在明确声明 Connection: close 或连接超时后才会关闭。
    
  • 在 Istio 中： Envoy 极度依赖持久连接来维持高性能的 Sidecar 间隧道。HTTP 1.0 的频繁断开会让 Envoy 感到“压力山大”，甚至认为这是一种非标准的协议行为。
    
  
  
• Host Header
  
  
  
  • HTTP 1.0：人们认为一个 IP 对应一个网站，所以请求头里不需要带域名信息。
    
  • HTTP 1.1：随着虚拟主机（一个 IP 跑多个网站）的流行，HTTP 1.1 规定请求头必须包含 Host 字段。
    
  • 在 K8s/Istio 中： Istio 的路由决策、Service 的匹配完全依赖 Host 头。这也是为什么 Nginx 使用 HTTP 1.0 转发时，如果不手动补全 Host 头，后端往往会返回 404 或协议错误。
    
  
  

以上是istio必须要求HTTP 1.1最主要的两个因素，当然还有其他非常重要的区别
特性HTTP 1.0HTTP 1.1连接模型默认短连接，每次请求新开 TCP默认持久连接 (Keep-Alive)，复用 TCPHost 头部可选 (导致无法支持虚拟主机)必须 (支持一 IP 多域名)流水线 (Pipelining)不支持支持 (但在实际应用中受限)断点续传不支持支持 (通过 Range 头部)缓存控制简单 (Expires)复杂且强大 (Cache-Control, ETag)默认协议版本许多旧软件(如 Nginx proxy)的默认值现代 Web 应用的基石标准小结

本章内容算是一个开胃小菜，成功安装了istio，并且解决了一个非常常见的426问题，至于怎么把之前在envoy的那些最佳实践搬迁到istio，那就是后面的内容了，敬请期待
后记

如果整个namespace都已经有了注入标签istio-injection=enabled，但是某个deployment不想让istio注入

1. kubectl patch deployment nginx -p '{"spec":{"template":{"metadata":{"annotations":{"sidecar.istio.io/inject":"false"}}}}}'

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至此，本文结束
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