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

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           ┌──────────────┐
           │   istiod     │   ← 控制面
           │ (Pilot+CA)   │
           └──────┬───────┘
                  │ xDS (gRPC / TLS)
                  │
┌────────────┐    │    ┌────────────┐
│  Envoy     │◄───┼───►│   Envoy    │  ← 数据面
│ (Sidecar)  │         │ (Sidecar)  │
└─────▲──────┘         └─────▲──────┘
      │ iptables             │
      │                      │
   App Pod                App Pod

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）

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

验证兼容性

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istioctl x precheck

开始安装

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istioctl install --set profile=default -y

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：

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

安装完成：

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

安装完成，要从哪儿开始呢？

istio的自动注入

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kubectl label namespace default istio-injection=enabled

同之前envoy一样，给namespace打上标签之后，重启服务即可

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kubectl rollout restart deploy nginx-test

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

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

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

其中initContainer：

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Init Containers:
  istio-init:
    Container ID:  containerd://2bf56cd37703d82a2a43e94e8c8d683ed66b0afe22bf7148a597d67b89a727a8
    Image:         docker.io/istio/proxyv2:1.28.2
    Image ID:      docker.m.daocloud.io/istio/proxyv2@sha256:39065152d6bd3e7fbf6bb04be43c7a8bbd16b5c7181c84e3d78fa164a945ae7f
    Port:          <none>
    Host Port:     <none>
    Args:
      istio-iptables
      -p
      15001
      -z
      15006
      -u
      1337
      -m
      REDIRECT
      -i
      *
      -x

      -b
      *
      -d
      15090,15021,15020
      --log_output_level=default:info
...

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：

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

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

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kubectl -n istio-system edit cm istio

apiVersion: v1
data:
  mesh: |-
    accessLogFile: /dev/stdout
  ...

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

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

注入完成，测试一下

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▶ curl 10.22.12.178:30785/test
Upgrade Required

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

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

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

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

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apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: backend-service
  namespace: default
spec:
  ports:
  - name: tcp-80 # 原为 http-80 改为 tcp-80
    port: 10000
    protocol: TCP
    targetPort: 10000
  selector:
    app: backend

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 1.0	HTTP 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 TCP
Host 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

复制代码

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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