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3.k8s存储之ConfigMap、Secret

1、ConfigMap

  • ConfigMap 功能在 Kubernetes1.2 版本中引入，许多应用程序会从配置文件、命令行参数或环境变量中读取配置信息。ConfigMap API 给我们提供了向容器中注入配置信息的机制，ConfigMap 可以被用来保存单个属性，也可以用来保存整个配置文件或者 JSON 二进制大对象
  • 相当于一个配置文件的注册中心，将数据保存在etcd中,让Pod以变量和volume挂载
  • 应用场景
    • 比如好几个Pod共用一个配置文件

1.1、目录创建

  • —from-file 指定在目录下的所有文件都会被用在 ConfigMap 里面创建一个键值对，键的名字就是文件名，值就是文件的内容 （—from-file 指定目录）

  • # 创建game.properties 和 ui.properties 文件
[root@k8smaster configmap]# cat properties/game.properties
enemies=aliens
lives=3
enemies.cheat=true
enemies.cheat.level=noGoodRotten
secret.code.passphrase=UUDDLRLRBABAS
secret.code.allowed=true
secret.code.lives=30
[root@k8smaster configmap]# cat properties/ui.properties
color.good=purple
color.bad=yellow
allow.textmode=true
how.nice.to.look=fairlyNice

# 使用命令创建 并且查看 DATA 表示键的数量
[root@k8smaster configmap]# kubectl create configmap game-config --from-file=/root/configmap/properties
configmap/game-config created
[root@k8smaster configmap]# kubectl get configmap
NAME          DATA   AGE
game-config   2      11s

# 查看详细信息
[root@k8smaster configmap]# kubectl get configmap game-config -o yaml
apiVersion: v1
data:
  game.properties: |
    enemies=aliens
    lives=3
    enemies.cheat=true
    enemies.cheat.level=noGoodRotten
    secret.code.passphrase=UUDDLRLRBABAS
    secret.code.allowed=true
    secret.code.lives=30
  ui.properties: |
    color.good=purple
    color.bad=yellow
    allow.textmode=true
    how.nice.to.look=fairlyNice
kind: ConfigMap
metadata:
  creationTimestamp: "2020-12-17T03:31:25Z"
  managedFields:
  - apiVersion: v1
    fieldsType: FieldsV1
    fieldsV1:
      f:data:
        .: {}
        f:game.properties: {}
        f:ui.properties: {}
    manager: kubectl
    operation: Update
    time: "2020-12-17T03:31:25Z"
  name: game-config
  namespace: default
  resourceVersion: "1357422"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/configmaps/game-config
  uid: 2085e855-4bf9-4cdb-9ee8-30f1385ae2c5

1.2、文件创建

  • 只要指定为一个文件就可以从单个文件中创建 ConfigMap

  • —from-file 这个参数可以使用多次，你可以使用两次分别指定上个实例中的那两个配置文件，效果就跟指定整个目录是一样的 （—from-file 指定文件）

  • # 创建configmap 并查看
[root@k8smaster configmap]# kubectl create configmap game-config1 --from-file=/root/configmap/properties/ui.properties
configmap/game-config1 created
[root@k8smaster configmap]# kubectl get configmap game-config1
NAME           DATA   AGE
game-config1   1      22s

# 查看详细信息 和目录创建效果一样
[root@k8smaster configmap]# kubectl get configmap game-config1 -o yaml
apiVersion: v1
data:
  ui.properties: |
    color.good=purple
    color.bad=yellow
    allow.textmode=true
    how.nice.to.look=fairlyNice
kind: ConfigMap
metadata:
  creationTimestamp: "2020-12-17T03:37:30Z"
  managedFields:
  - apiVersion: v1
    fieldsType: FieldsV1
    fieldsV1:
      f:data:
        .: {}
        f:ui.properties: {}
    manager: kubectl
    operation: Update
    time: "2020-12-17T03:37:30Z"
  name: game-config1
  namespace: default
  resourceVersion: "1358296"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/configmaps/game-config1
  uid: 46e88eb8-1377-4710-abf6-a1d92273d5bf


[root@k8smaster configmap]# kubectl describe configmap game-config1
Name:         game-config1
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
ui.properties:
----
color.good=purple
color.bad=yellow
allow.textmode=true
how.nice.to.look=fairlyNice

1.3、字面值创建

  • 使用文字值创建，利用 —from-literal 参数传递配置信息，该参数可以使用多次

  • # 创建configmap并查看
[root@k8smaster configmap]# kubectl create configmap special-config --from-literal=special.how=very --from-literal=special.type=charm
configmap/special-config created
[root@k8smaster configmap]# kubectl describe configmap special-config
Name:         special-config
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
special.how:
----
very
special.type:
----
charm
Events:  <none>

# 查看详细信息 用cm也可以
[root@k8smaster configmap]# kubectl get cm  special-config -o yaml
apiVersion: v1
data:
  special.how: very
  special.type: charm
kind: ConfigMap
metadata:
  creationTimestamp: "2020-12-17T03:43:34Z"
  managedFields:
  - apiVersion: v1
    fieldsType: FieldsV1
    fieldsV1:
      f:data:
        .: {}
        f:special.how: {}
        f:special.type: {}
    manager: kubectl
    operation: Update
    time: "2020-12-17T03:43:34Z"
  name: special-config
  namespace: default
  resourceVersion: "1359169"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/configmaps/special-config
  uid: 96b10ac7-964d-4c49-8dec-9dfd1697be72

1.4、Pod中使用

  • 使用 ConfigMap 来替代环境变量

    • 资源清单示例

      • 如果创建ConfigMap是对应的name已经存在，则会更新其中的键值对，不会删除或创建失败

      • 如果使用不存在的configmap 会出现失败等错误

      • apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: special-config
  namespace: default
# ConfigMap 中的键值对
data:
  special.how: very
  special.type: charm

      • apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: log-config
  namespace: default
# ConfigMap 中的键值对
data:
  log_level: INFO

      • apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: env-test-pod
spec:
  containers:
  - name: test-container
    image: nginx
    # 打出环境变量
    command: [ "/bin/sh", "-c", "env" ]
    # 设置容器的环境变量 多个
    env:
    # 环境变量名称为 SPECIAL_LEVEL_KEY
    - name: SPECIAL_LEVEL_KEY
      # 对应的值从configmap中取 configmap的名称为special-config 取得是key为special.how的值 做为 环境变量的值
      valueFrom:
        configMapKeyRef:
          name: special-config
          key: special.how
    - name: SPECIAL_TYPE_KEY
      valueFrom:
        configMapKeyRef:
          name: special-config
          key: special.type
    - name: UI_PROPERTIES
      valueFrom:
        configMapKeyRef:
          name: game-config
          key: ui.properties
    # 将configmap所有的键值对作为 环境变量 key为名称 value为值
    envFrom:
    - configMapRef:
        name: log-config
  restartPolicy: Never

      • # 创建Pod 并查看日志
[root@k8smaster configmap]# kubectl apply -f env-test-pod.yaml
pod/env-test-pod created
[root@k8smaster configmap]# kubectl get pod
NAME                            READY   STATUS      RESTARTS   AGE
env-test-pod                    0/1     Completed   0          54s

# 查看日志后发现输出了我们设置的环境变量
[root@k8smaster configmap]# kubectl logs env-test-pod

SPECIAL_TYPE_KEY=charm

UI_PROPERTIES=color.good=purple
color.bad=yellow
allow.textmode=true
how.nice.to.look=fairlyNice

SPECIAL_LEVEL_KEY=very

log_level=INFO

  • 用 ConfigMap 设置命令行参数

    • 资源清单示例

      • apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: linecommand-test-pod
spec:
  containers:
  - name: test-container
    image: nginx
    # 在命令参数中 使用环境变量 用$(环境变量名)
    command: [ "/bin/sh", "-c", "echo $(SPECIAL_LEVEL_KEY) $(SPECIAL_TYPE_KEY)" ]
    env:
    - name: SPECIAL_LEVEL_KEY
      valueFrom:
        configMapKeyRef:
          name: special-config
          key: special.how
    - name: SPECIAL_TYPE_KEY
      valueFrom:
        configMapKeyRef:
          name: special-config
          key: special.type
  restartPolicy: Never

      • # 创建 Pod 并查看
[root@k8smaster configmap]# kubectl apply -f linecommand-test-pod.yaml
pod/linecommand-test-pod created
[root@k8smaster configmap]# vim linecommand-test-pod.yaml
[root@k8smaster configmap]# kubectl get pod
NAME                            READY   STATUS      RESTARTS   AGE
linecommand-test-pod            0/1     Completed   0          65s

# 创建日志 发现输出了 环境变量
[root@k8smaster configmap]# kubectl logs linecommand-test-pod
very charm

  • 通过数据卷插件使用ConfigMap

    • 在数据卷里面使用这个 ConfigMap，有不同的选项。最基本的就是将文件填入数据卷，在这个文件中，键就是文件名，键值就是文件内容

    • 资源清单示例

      • apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: volume-test-pod
spec:
  containers:
  - name: test-container
    image: nginx
    command: [ "/bin/sh", "-c", "cat /etc/config/special.how" ]
    # 容器挂载的数据卷
    volumeMounts:
    # 数据卷的名称 在Pod声明的数据卷中选择
    - name: config-volume
      # 挂载到容器内部的路径
      mountPath: /etc/config
  # Pod的数据卷
  volumes:
  # 数据卷的名称
  - name: config-volume
    # 数据卷挂载的地方 此处是来源configMap 名称是special-config
    # 也就是说哪个容器使用的数据卷 会在容器挂载的路径下生成多个文件(取决于configmap中key的数量) key为文件名，value为文件内容
    configMap:
      name: special-config
  restartPolicy: Never

      • # 创建Pod并查看
[root@k8smaster configmap]# kubectl apply -f volume-test-pod.yaml
pod/vloume-test-pod created
[root@k8smaster configmap]# kubectl get pod
volume-test-pod                 0/1     Completed   0          24s

# 查看日志 输出了文件内容
[root@k8smaster configmap]# kubectl logs vloume-test-pod
very

1.5、ConfigMap热更新

  • 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 （这样就可以实时修改配置文件，比如nginx的）

    • 虽然配置文件可以热更新，但是能不能起作用还要看具体情况，比如nginx，启动之后，就不会再去看配置文件了，我们需要手动重启nginx，来达到重新读取配置文件的目的，如果有的服务可以一直监测配置文件，我们则不用手动处理(这种情况很少)

    • 更新 ConfigMap 目前并不会触发相关 Pod 的滚动更新，可以通过修改 pod annotations 的方式强制触发滚动更新

      • $ kubectl patch deployment hot-update-test --patch '{"spec": {"template": {"metadata": {"annotations":{"version/config": "20201010" }}}}}'

      • 这个例子里我们在 .spec.template.metadata.annotations 中添加 version/config ，每次通过修改version/config 来触发滚动更新

  • 资源清单示例

    • apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: hot-update-test
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: my-nginx
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
        # 容器使用Pod的容器卷 并挂载在自己内部
        volumeMounts:
        - name: config-volume
          mountPath: /etc/config
      # 声明Pod的容器卷
      volumes:
      - name: config-volume
        configMap:
          name: log-config

    • # 创建Pod 并查看挂载目录下的文件 和文件内容
[root@k8smaster configmap]# kubectl apply -f hot-update-test.yaml
deployment.apps/hot-update-test created
[root@k8smaster configmap]# kubectl get pod
NAME                               READY   STATUS      RESTARTS   AGE
hot-update-test-6fd96995b6-jfw2w   1/1     Running     0          100s

# 查看挂载目录下的文件 和文件内容
[root@k8smaster configmap]# kubectl exec -it hot-update-test-6fd96995b6-jfw2w -- ls /etc/config
log_level
[root@k8smaster configmap]# kubectl exec -it hot-update-test-6fd96995b6-jfw2w -- cat /etc/config/log_level
INFO

    • 修改 ConfigMap(log-config)中的内容 (将INFO改成DEBUD)

      • [root@k8smaster configmap]# kubectl edit configmap log-config
configmap/log-config edited
[root@k8smaster configmap]# kubectl describe configmap log-config
Name:         log-config
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:
Data
====
log_level:
----
DEBUG
Events:  <none>

      • # 查看log_level 文件内容发生了改变
[root@k8smaster configmap]# kubectl exec -it hot-update-test-6fd96995b6-jfw2w -- cat /etc/config/log_level
DEBUG

2、Secret

  • ConfigMap将数据以明文的方式存放，不太安全，Secret可以用Base64编码存放，比较安全
  • Secret 解决了密码、token、密钥等敏感数据的配置问题，而不需要把这些敏感数据暴露到镜像或者 Pod Spec中。Secret 可以以 Volume 或者环境变量的方式使用
  • Secret 有三种类型
    • Service Account ：用来访问Kubernetes API，由Kubernetes自动创建，并且会自动挂载到Pod的/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount目录中，比如coredns、kube-proxy可以访问（不是什么都可以访问Kubernetes API）
    • Opaque ：base64编码格式的Secret，用来存储密码、密钥等
    • kubernetes.io/dockerconfigjson ：用来存储私有 docker registry 的认证信息

2.1、Service Account

  • # 查找系统的Pod
[root@k8smaster secret]# kubectl get pod -n kube-system
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-7ff77c879f-494fb            1/1     Running   2          46h
coredns-7ff77c879f-tvgrz            1/1     Running   2          46h
etcd-k8smaster                      1/1     Running   3          6d19h
kube-apiserver-k8smaster            1/1     Running   3          6d19h
kube-controller-manager-k8smaster   1/1     Running   16         6d19h
kube-flannel-ds-amd64-hflj8         1/1     Running   4          6d6h
kube-flannel-ds-amd64-s9xhk         1/1     Running   3          6d6h
kube-flannel-ds-amd64-wp7mp         1/1     Running   4          6d6h
kube-proxy-5l8kb                    1/1     Running   2          47h
kube-proxy-6n8vp                    1/1     Running   2          47h
kube-proxy-lgcxp                    1/1     Running   2          47h
kube-scheduler-k8smaster            1/1     Running   17         6d19h

# 查看 kube-proxy/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount 下的文件
# ca.crt 是https的证书信息 namespace 是命名空间 token 是访问时携带的token
[root@k8smaster secret]# kubectl exec -it -n kube-system kube-proxy-5l8kb -- ls /run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
ca.crt  namespace  token

2.2、Opaque

  • Opaque 类型的数据是一个 map 类型，要求 value 是 base64 编码格式

    • [root@k8smaster secret]# echo admin | base64
YWRtaW4K
[root@k8smaster secret]# echo 123456 | base64
MTIzNDU2Cg==

# 解码
[root@k8smaster secret]# echo YWRtaW4K | base64 -d
admin

  • 资源清单示例

    • apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysecret
type: Opaque
data:
  username: YWRtaW4=
  password: MTIzNDU2Cg==

    • # 创建 secret 并查看
[root@k8smaster secret]# kubectl apply -f secret-test.yaml
secret/mysecret created

[root@k8smaster secret]# kubectl get secret
NAME                  TYPE                                  DATA   AGE
default-token-99w8n   kubernetes.io/service-account-token   3      6d19h
mysecret              Opaque                                2      8s

  • 将 Secret 挂载到 Volume 中

    • Secret中的键值对会以文件的方式存在在容器挂载的目录下 key为文件名 value为文件值（自动解码）

    • 资源清单示例

      • apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: opaque-test
  labels:
    name: opaque-test
spec:
  volumes:
  - name: secrets
    # 使用secret secret的名称是mysecret
    secret:
      secretName: mysecret
  containers:
  - image: nginx
    name: opaque-nginx
    volumeMounts:
    - name: secrets
      mountPath: /etc/opaque
      # 只读
      readOnly: true

      • # 创建Pod
[root@k8smaster secret]# kubectl apply -f opaque-test.yaml
pod/opaque-test created
[root@k8smaster secret]# kubectl get pod
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
hot-update-test-6fd96995b6-jfw2w   1/1     Running   0          60m
opaque-test                        1/1     Running   0          51s

# 查看挂载目录下的文件
[root@k8smaster secret]# kubectl exec -it opaque-test -- ls /etc/opaque
password  username

# 查看挂载目录下的文件内容 自动解码
[root@k8smaster secret]# kubectl exec -it opaque-test -- cat /etc/opaque/username
admin

  • 将 Secret 导出到环境变量中

    • 资源清单示例

      • apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: opaque-env
spec:
  replicas: 2
  # 这个版本的Deployment不能省去selector
  selector:
    matchLabels:
      app: opaque-deployment
  template:
    metadata:
      labels:
        app: opaque-deployment
    spec:
      containers:
      - name: pod-1
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
        # 设置环境变量
        env:
        # 环境变量名称
        - name: TEST_USER
          # 环境变量值得来源为secret secret的名称是mysecret 用的是key为username的value
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysecret
              key: username
        - name: TEST_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysecret
              key: password

      • # 创建deployment 并查看Pod
[root@k8smaster secret]# kubectl apply -f opaque-env.yaml
deployment.apps/opaque-env created
[root@k8smaster secret]# kubectl get pod
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
opaque-env-54d4fd67f4-9xrrs        1/1     Running   0          11s
opaque-env-54d4fd67f4-h7689        1/1     Running   0          11s

# 查看两个Pod中的环境变量 均已解码
[root@k8smaster secret]# kubectl exec -it opaque-env-54d4fd67f4-9xrrs -- env

TEST_USER=admin
TEST_PASSWORD=123456

[root@k8smaster secret]# kubectl exec -it opaque-env-54d4fd67f4-h7689 -- env

TEST_USER=admin
TEST_PASSWORD=123456

2.3、kubernetes.io/dockerconfigjson

  • 用来存储私有 docker registry 的认证信息

  • 使用命令创建（docker信息换成自己的）

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

    • # 查看 myregistrykey 查看具体信息也是编码过的
[root@k8smaster secret]# kubectl get secret
NAME                  TYPE                                  DATA   AGE
default-token-99w8n   kubernetes.io/service-account-token   3      6d20h
myregistrykey         kubernetes.io/dockerconfigjson        1      10s
mysecret              Opaque                                2      50m

  • 使用docker的登录文件创建

    • cat ~/.docker/config.json 这个docker的登录文件登录docker的仓库后自动生成

    • # 将登录文件的内容进行base64编码
cat ~/.docker/config.json | base64

# 将编码后的结果写入资源清单中
cat > myregistrykey.yaml <<EOF
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: myregistrykey
data:
  .dockerconfigjson: docker的登录文件内容的base64编码
type: kubernetes.io/dockerconfigjson
EOF

# 创建serret
kubectl create -f myregistrykey.yaml

    • 资源清单示例

      • apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: myregistrykey
data:
  .dockerconfigjson: docker的登录文件内容的base64编码
type: kubernetes.io/dockerconfigjson

  • 资源清单示例

    • apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: docker-pod
spec:
  containers:
    - name: foo
      # 这个镜像需要在自己的仓库中 需要身份认证
      image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/******/mytomcat:8.1.0
  # 使用镜像拉取的secret 包含镜像仓库的地址 用户名 密码等
  imagePullSecrets:
    - name: myregistrykey

    • # 查看pod 已经运行
[root@k8smaster secret]# kubectl get pod
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
docker-pod                         1/1     Running   0          6m22s
01-11 21:52
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