kubernetes实践(八)Kubernetes的Configmap和Secret

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一.Configmap

1.简介

核心用途就是容器和配置的分离解耦。

应用场景：镜像往往是一个应用的基础，还有很多需要自定义的参数或配置，例如资源的消耗、日志的位置级别等等，这些配置可能会有很多，因此不能放入镜像中，Kubernetes中提供了Configmap来实现向容器中提供配置文件或环境变量来实现不同配置，从而实现了镜像配置与镜像本身解耦，使容器应用做到不依赖于环境配置。

如启用一个mysql容器，mysql容器重要的文件有两部分,一部分为存储数据文件,一部分为配置文件my.cnf，存储数据可以用持久存储实现和容器的分离解耦，配置文件也能够实现和容器的分离解耦,也就是说mysql容器能够直接读取并使用预先配置好的配置文件(而不是使用容器中默认自带的配置文件).这就是configMap的功能。

2.创建ConfigMap

创建ConfigMap的方式有4种：

  • 通过直接在命令行中指定configmap参数创建，即--from-literal
  • 通过指定文件创建，即将一个配置文件创建为一个ConfigMap--from-file=<文件>
  • 通过指定目录创建，即将一个目录下的所有配置文件创建为一个ConfigMap，--from-file=<目录>
  • 事先写好标准的configmap的yaml文件，然后kubectl create -f 创建

2.1 通过命令行参数--from-literal创建

示例

创建命令：

kubectl create configmap my-config1 --from-literal=db.port='3306'

详情信息:

kubectl get configmap my-config1 -o yaml

结果如data内容所示：

apiVersion: v1
data:
  db.port: "3306"
kind: ConfigMap
metadata:
  creationTimestamp: "2020-03-03T02:12:29Z"
  name: my-config1
  namespace: default
  resourceVersion: "608193"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/configmaps/my-config1
  uid: 6f1e515b-5cf4-11ea-b1e8-5254008afee6

2.2 指定文件创建

示例

配置文件app.properties的内容：

name=xiaoxiao
age=18

创建命令（可以有多个--from-file）：

kubectl create configmap my-config2 --from-file=./app.properties

详情信息:

kubectl get configmap my-config2 -o yaml

结果如data内容所示：

apiVersion: v1
data:
  app.properties: |
    name=xiaoxiao
    age=18
kind: ConfigMap
metadata:
  creationTimestamp: "2020-03-03T02:21:26Z"
  name: my-config2
  namespace: default
  resourceVersion: "609204"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/configmaps/my-config2
  uid: af389bb6-5cf5-11ea-b1e8-5254008afee6

可以看到指定文件创建时configmap会创建一个key/value对，key是文件名，value是文件内容。

假如不想configmap中的key为默认的文件名，还可以在创建时指定key名字：

kubectl create configmap my-config3 --from-file=<my-key-name>=<path-to-file>

2.3 指定目录创建

示例

configs 目录下的config1和config2内容如下所示：

config1

aaaaa
bbbbb
cc=cc
dd=dd

config2

11111
22222
33=33
44=44

创建命令：

kubectl create configmap my-config4 --from-file=./configs

详情信息:

kubectl get configmap my-config4 -o yaml

结果如data内容所示：

apiVersion: v1
data:
  config1: |
    aaaaa
    bbbbb
    cc=cc
    dd=dd
  config2: |
    11111
    22222
    33=33
    44=44
kind: ConfigMap
metadata:
  creationTimestamp: "2020-03-03T02:23:15Z"
  name: my-config4
  namespace: default
  resourceVersion: "609412"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/configmaps/my-config4
  uid: f00cadb7-5cf5-11ea-b1e8-5254008afee6

可以看到指定目录创建时configmap内容中的各个文件会创建一个key/value对，key是文件名，value是文件内容。

2.4 通过yaml文件创建

configmaps.yaml文件如下：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: special-config
  namespace: default
data:
  special.how: very 
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: env-config
  namespace: default
data:
  log_level: INFO

创建命令：

kubectl apply -f configmaps.yaml

详情信息:

kubectl get configmap special-config -o yaml
kubectl get configmap env-config -o yaml

结果如data内容所示：

apiVersion: v1
data:
  special.how: very
kind: ConfigMap
metadata:
  annotations:
    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
      {"apiVersion":"v1","data":{"special.how":"very"},"kind":"ConfigMap","metadata":{"annotations":{},"name":"special-config","namespace":"default"}}
  creationTimestamp: "2020-03-03T02:27:42Z"
  name: special-config
  namespace: default
  resourceVersion: "609916"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/configmaps/special-config
  uid: 8f967787-5cf6-11ea-b1e8-5254008afee6

 

apiVersion: v1
data:
log_level: INFO
kind: ConfigMap
metadata:
annotations:
kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
{"apiVersion":"v1","data":{"log_level":"INFO"},"kind":"ConfigMap","metadata":{"annotations":{},"name":"env-config","namespace":"default"}}
creationTimestamp: "2020-03-03T02:27:42Z"
name: env-config
namespace: default
resourceVersion: "609917"
selfLink: /api/v1/namespaces/default/configmaps/env-config
uid: 8f973a81-5cf6-11ea-b1e8-5254008afee6

 

3.使用ConfigMap

使用ConfigMap有三种方式:

  • 第一种是通过环境变量的方式，直接传递给pod
    • 使用configmap中指定的key
    • 使用configmap中所有的key
  • 第二种是通过在pod的命令行下运行的方式(启动命令中)
  • 第三种是作为volume的方式挂载到pod内

注意:

  • ConfigMap必须在Pod使用它之前创建
  • 使用envFrom时，将会自动忽略无效的键
  • Pod只能使用同一个命名空间的ConfigMap

3.1 通过环境变量使用

(1)使用valueFrom、configMapKeyRef、name、key指定要用的key

test-pod.yaml文件如下

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dapi-test-pod
spec:
  containers:
    - name: test-container
      image: k8s.gcr.io/busybox
      command: [ "/bin/sh", "-c", "env" ]
      env:
        - name: SPECIAL_LEVEL_KEY
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: special-config
              key: special.how
        - name: LOG_LEVEL
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: env-config
              key: log_level
  restartPolicy: Never

创建pod

kubectl apply -f test-pod.yaml

查询pod

kubectl logs dapi-test-pod

(2)还可以通过envFrom、configMapRef、name使得configmap中的所有key/value对都自动变成环境变量：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dapi-test-pod
spec:
  containers:
    - name: test-container
      image: k8s.gcr.io/busybox
      command: [ "/bin/sh", "-c", "env" ]
      envFrom:
      - configMapRef:
          name: special-config
  restartPolicy: Never

3.2用作命令行参数

在命令行下引用时，需要先设置为环境变量，之后可以通过$(VAR_NAME)设置容器启动命令的启动参数：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dapi-test-pod
spec:
  containers:
    - name: test-container
      image: k8s.gcr.io/busybox
      command: [ "/bin/sh", "-c", "echo $(SPECIAL_LEVEL_KEY) $(SPECIAL_TYPE_KEY)" ]
      env:
        - name: SPECIAL_LEVEL_KEY
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: special-config
              key: SPECIAL_LEVEL
        - name: SPECIAL_TYPE_KEY
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: special-config
              key: SPECIAL_TYPE
  restartPolicy: Never

3.3作为volume挂载使用

(1)将创建的ConfigMap直接挂载至Pod的/etc/config目录下，其中每一个key-value键值对都会生成一个文件，key为文件名，value为内容

pod-myconfigmap-v2.yaml文件

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-configmap2
spec:
  containers:
  - name: test-container
    image: busybox
    command: [ "/bin/sh", "-c", "ls /etc/config/" ] 
    volumeMounts:
    - name: config-volume
      mountPath: /etc/config
  volumes:
   - name: config-volume
     configMap:
       name: special-config 
  restartPolicy: Never

创建

kubectl apply -f pod-myconfigmap-v2.yaml

进入pod查看

kubectl exec -it pod-configmap2 bash

进入容器中/etc/config查看：

cd /etc/config
ls

special.how

cat special.how

very

可以看到，在/etc/config文件夹下以每一个key为文件名value为值创建了多个文件。

查询日志

kubectl logs pod-configmap2

结果

special.how

(2)假如不想以key名作为配置文件名可以引入items字段，在其中逐个指定要用相对路径path替换的key：

      volumes:
      - name: config-volume
        configMap:
          name: special-config 
          items:
          - key: special.how
            path: special_how

kubectl exec -it pod-configmap2 bash

进入容器中/etc/config查看：

cd /etc/config
ls

special_how

cat special_how

very

查询日志

kubectl logs pod-configmap2

结果

special_how

备注：

删除configmap后原pod不受影响；然后再删除pod后，重启的pod的events会报找不到cofigmap的volume；
pod起来后再通过kubectl edit configmap …修改configmap，过一会pod内部的配置也会刷新。
在容器内部修改挂进去的配置文件后，过一会内容会再次被刷新为原始configmap内容

 

3.4configmap的热更新研究

更新 ConfigMap 后：

使用该 ConfigMap 挂载的 Env 不会同步更新
使用该 ConfigMap 挂载的 Volume 中的数据需要一段时间（实测大概10秒）才能同步更新

ENV 是在容器启动的时候注入的，启动之后 kubernetes 就不会再改变环境变量的值，且同一个 namespace 中的 pod 的环境变量是不断累加的，参考 Kubernetes中的服务发现与docker容器间的环境变量传递源码探究。为了更新容器中使用 ConfigMap 挂载的配置，可以通过滚动更新 pod 的方式来强制重新挂载 ConfigMap，也可以在更新了 ConfigMap 后，先将副本数设置为 0，然后再扩容。

3.4ConfigMap在Ingress Controller中实战

在之前ingress网络中的mandatory.yaml文件中使用了ConfigMap，于是我们可以打开

可以发现有nginx-configuration、tcp-services等名称的cm 而且也可以发现最后在容器的参数中使用了这些cm

containers:
- name: nginx-ingress-controller

image: quay.io/kubernetes-ingress-controller/nginx-ingress-controller:0.26.1 args:

- /nginx-ingress-controller
- --configmap=$(POD_NAMESPACE)/nginx-configuration
- --tcp-services-configmap=$(POD_NAMESPACE)/tcp-services - --udp-services-configmap=$(POD_NAMESPACE)/udp-services - --publish-service=$(POD_NAMESPACE)/ingress-nginx
- --annotations-prefix=nginx.ingress.kubernetes.io
验证
#查找ingress的CONTAINER ID
docker ps | grep ingress

#进入容器
docker exec -it 86739e3e4240 bash

#验证配置文件
ls /etc/nginx

#查询配置文件内容
cat nginx.conf | grep cicd.demo.princeli.com 

server_name cicd.demo.princeli.com ;

从上面验证过程可以看出

nginx ingress controller就是一个nginx，而所谓的ingress.yaml文件中 配置的内容像cicd.demo.princeli.com就会对应到nginx.conf中。

修改配置

如果需要修改配置是否只需要修改对应的ConfigMap 文件就可以了

新建nginx-config.yaml文件

kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-configuration 
  namespace: ingress-nginx 
  labels:
     app: ingress-nginx 
data:
  proxy-read-timeout: "208"

创建

kubectl apply -f nginx-config.yaml

验证

#查找ingress的CONTAINER ID
docker ps | grep ingress

#进入容器
docker exec -it 86739e3e4240 bash

#验证配置文件
ls /etc/nginx

#查询配置文件内容
cat nginx.conf |grep proxy_read_timeout

proxy_read_timeout 208s;

其实configmap定义规则都在nginx ingress controller的官网中

https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/user-guide/nginx-configuration/configmap/

二.Secret

Secret对象与ConfigMap对象类似，但它主要用于存储以下敏感信息，例如密码，OAuth token和SSH key等等。将这些信息存储在secret中，和直接存储在Pod的定义中，或Docker镜像定义中相比，更加安全和灵活。

Secret有三种类型：

  • Opaque：使用base64编码存储信息，可以通过base64 --decode解码获得原始数据，因此安全性弱。
  • kubernetes.io/dockerconfigjson：用于存储docker registry的认证信息。
  • kubernetes.io/service-account-token：用于被 serviceaccount 引用。serviceaccout 创建时 Kubernetes 会默认创建对应的 secret。Pod 如果使用了 serviceaccount，对应的 secret 会自动挂载到 Pod 的 /run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount 目录中。

1. Opaque Secret

Opaque类型的Secret的value为base64位编码后的值

1.1从文件创建

(1)创建username.txt，password.txt

echo -n "admin" > ./username.txt
echo -n "1f2d1e2e67df" > ./password.txt

(2)创建secret

kubectl create secret generic db-user-pass --from-file=./username.txt --from-file=./password.txt

(3)查询

kubectl get secret db-user-pass

(4)结果

NAME           TYPE     DATA   AGE
db-user-pass   Opaque   2      28s

1.2使用yaml创建

(1)对数据进行64位编码

echo -n 'admin' | base64
echo -n '1f2d1e2e67df' | base64

(2)定义mysecret.yaml文件

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysecret
type: Opaque
data:
  username: YWRtaW4=
  password: MWYyZDFlMmU2N2Rm

(3)根据yaml文件创建资源并查看

kubectl create -f ./secret.yaml 
kubectl get secret
kubectl get secret mysecret -o yaml

1.3 Secret的使用

创建好Secret之后，可以通过两种方式使用：

以Volume方式
以环境变量方式

(1)将Secret挂载到Volume中

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret

进入Pod查看挂载的Secret：

kubectl exec -it mypod bash

# ls /etc/foo
password username
# cat /etc/foo/username
admin
# cat /etc/foo/password
1f2d1e2e67df
也可以只挂载Secret中特定的key：apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret
      items:
      - key: username
        path: my-group/my-username

在这种情况下：

  • username 存储在/etc/foo/my-group/my-username中
  • password未被挂载

(2)将Secret设置为环境变量

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: secret-env-pod
spec:
  containers:
  - name: mycontainer
    image: redis
    env:
      - name: SECRET_USERNAME
        valueFrom:
          secretKeyRef:
            name: mysecret
            key: username
      - name: SECRET_PASSWORD
        valueFrom:
          secretKeyRef:
            name: mysecret
            key: password
  restartPolicy: Never

2.kubernetes.io/dockerconfigjson

kubernetes.io/dockerconfigjson用于存储docker registry的认证信息，可以直接使用kubectl create secret命令创建：

kubectl create secret docker-registry myregistrykey \ 
-n namespace \ 
--docker-server=DOCKER_REGISTRY_SERVER \ 
--docker-username=DOCKER_USER \ 
--docker-password=DOCKER_PASSWORD \ 
--docker-email=DOCKER_EMAIL \

例如

kubectl create secret docker-registry aliyun-key \
-n demo \
--docker-server=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com \
[email protected] \
--docker-password=xxxxxx \
[email protected]

可在yaml文件中使用拉取image

... 
spec:  
    imagePullSecrets:  
    - name: aliyun-key
...

3. kubernetes.io/service-account-token

用于被 serviceaccount 引用。serviceaccout 创建时 Kubernetes 会默认创建对应的 secret。Pod 如果使用了 serviceaccount，对应的 secret 会自动挂载到 Pod 的 /run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount 目录中。

# 可以看到service-account-token
kubectl get secret 

kubectl run nginx --image nginx
kubectl get pods

kubectl exec -it nginx-pod-name bash
ls /run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount

ca.crt
namespace
token


kubectl get pods pod-name -o yaml

# 找到volumes选项，定位到-name，secretName
  volumes:
- name: default-token-8jfch
  secret:
    defaultMode: 420
    secretName: default-token-8jfch

# 找到volumeMounts选项，定位到mountPath
volumeMounts:
- mountPath: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
  name: default-token-8jfch
  readOnly: true

小结:无论是ConfigMap，Secret，还是DownwardAPI，都是通过ProjectedVolume实现的，可以通过APIServer将 信息放到Pod中进行使用。

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