Kubernetes学习笔记（六）：使用ConfigMap和Secret配置应用程序

概述

本文的核心是：如何处理应用程序的数据配置。
配置应用程序可以使用以下几种途径：

• 向容器传递命令行参数
• 为每个容器配置环境变量
• 通过特殊的卷将配置文件挂载到容器中

向容器传递命令行参数

在Kubernetes中定义容器时，镜像的ENTRYPOINT和CMD都可以被覆盖（但是在Docker中，镜像的ENTRYPOINT是不能覆盖的）。仅需在容器定义中设置command和args的值。

构建一个镜像

loopechodate.sh：接收一个时间间隔的参数，追加输出当前时间到 /tmp/a.txt

#! /bin/sh
trap "exit" SIGINT
echo "interval is : $1"
while :
do
	echo -e "$(date)" >> /tmp/a.txt
	sleep $1
done

Dockerfile

FROM alpine
COPY loopechodate.sh /bin/
ENTRYPOINT ["/bin/loopechodate.sh"]
CMD ["5"]

构建、推送

-> [root@kube0.vm] [~] docker build -t registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/orzi/loopechodate .
-> [root@kube0.vm] [~] docker push registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/orzi/loopechodate

运行Pod

# cat config-cli.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: config-cli
spec:
  containers:
    - name: config-cli
      image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/orzi/loopechodate
      args: ["2"]	# 间隔时间2s

创建这个pod，然后查看一下logs

-> [root@kube0.vm] [~] k create -f config-cli.yaml
pod/config-cli created
-> [root@kube0.vm] [~] k exec -it config-cli cat /tmp/a.txt
Sun May 24 15:49:37 UTC 2020
Sun May 24 15:49:39 UTC 2020

为容器设置环境变量

Kubernetes中通过容器的env属性定义环境变量，采用$(VAR)语法在环境变量值中引用其他变量。

定义了两个环境变量FIRST_VAR，和引用了FIRST_VAR的SECOND_VAR。

# config-env.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: config-env
spec:
  containers:
    - name: config-env
      image: nginx:alpine
      env:
      - name: FIRST_VAR
        value: "Hello"
      - name: SECOND_VAR
        value: "$(FIRST_VAR) World!"

创建查看

-> [root@kube0.vm] [~] k create -f config-env.yaml
pod/config-env created

-> [root@kube0.vm] [~] k exec config-env env
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=config-env
FIRST_VAR=Hello
SECOND_VAR=Hello World!
.......

ConfigMap

ConfigMap本质上是一个键值对，值可以使短字面量，也可以是文件

创建ConfigMap

kubectl create configmap NAME [--from-file=[key=]source] [--from-literal=key1=value1] [--dry-run] [options]

kubectl create命令支持从字面量（--from-literal），文件、目录（--from-file）、以及环境变量文件（--from-env-file）创建。而且不同选项可以合并，但是--from-env-file不能与--from-literal和--from-file一起指定。

下面是使用字面量、文件、目录合并创建。

-> [root@kube0.vm] [~] k create configmap mycm --from-literal=interval=3 --from-file=Dockerfile --from-file=/root/configdir
configmap/mycm created

-> [root@kube0.vm] [~] k describe cm mycm
Name:         mycm
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
Dockerfile:
----
FROM alpine
COPY loopechodate.sh /bin/
ENTRYPOINT ["/bin/loopechodate.sh"]
CMD ["5"]

a.txt:
----
this is configdir/a.txt

b.txt:
----
this is configdir/b.txt

interval:
----
3
Events:  <none>

使用环境变量文件创建

-> [root@kube0.vm] [~] echo -e "env1=1111
env2=2222" | tee test.env
env1=1111
env2=2222

-> [root@kube0.vm] [~] k create cm envcm --from-env-file=test.env
configmap/envcm created

-> [root@kube0.vm] [~] k describe cm envcm
Name:         envcm
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
env1:
----
1111
env2:
----
2222
Events:  <none>

传递ConfigMap条目作为环境变量

定义一个Pod，引用了mycm中的两个key。

# config-env-cm.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: config-env-cm
spec:
  containers:
    - name: config-env-cm
      image: nginx:alpine
      env:
      - name: INTERVAL
        valueFrom:
          configMapKeyRef:	# 引用configMap中的内容
            name: mycm		# configMap的名字
            key: interval	# 引用哪个键
      - name: ATXT
        valueFrom:
          configMapKeyRef:
            name: mycm
            key: a.txt

创建查看

-> [root@kube0.vm] [~] k create -f config-env-cm.yaml
pod/config-env-cm created

-> [root@kube0.vm] [~] k exec config-env-cm env
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=config-env-cm
INTERVAL=3
ATXT=this is configdir/a.txt
....

一次性传递ConfigMap所有条目作为环境变量

# config-env-cmall.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: config-env-cmall
spec:
  containers:
    - name: config-env-cmall
      image: nginx:alpine
      envFrom:
      - prefix: CONFIG_
        configMapRef:
          name: mycm

创建查看

-> [root@kube0.vm] [~] k create -f config-env-cmall.yaml
pod/config-env-cmall created

-> [root@kube0.vm] [~] k exec config-env-cmall env
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=config-env-cmall
CONFIG_interval=3
CONFIG_Dockerfile=FROM alpine
COPY loopechodate.sh /bin/
ENTRYPOINT ["/bin/loopechodate.sh"]
CMD ["5"]

CONFIG_a.txt=this is configdir/a.txt

CONFIG_b.txt=this is configdir/b.txt
........

传递ConfigMap条目作为命令行参数

containers.args无法直接引用ConfigMap，但是可以通过$(ENV_VAR_NAME)引用环境变量，间接引用ConfigMap。

# config-cli-cm.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: config-cli-cm
spec:
  containers:
    - name: config-cli-cm
      image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/orzi/loopechodate
      env:
      - name: INTERVAL
        valueFrom:
          configMapKeyRef:
            name: mycm
            key: interval
      args: ["$(INTERVAL)"]

创建查看

-> [root@kube0.vm] [~] k create -f config-cli-cm.yaml
pod/config-cli-cm created

-> [root@kube0.vm] [~] k logs config-cli-cm
interval is : 3

-> [root@kube0.vm] [~] k exec config-cli-cm cat /tmp/a.txt
Mon May 25 05:11:14 UTC 2020
Mon May 25 05:11:17 UTC 2020
Mon May 25 05:11:20 UTC 2020

将ConfigMap条目暴露为卷

环境变量和命令行参数作为配置值通常适用于变量值较短的场景。如果想暴露ConfigMap中配置文件，可以将ConfigMap或者其条目通过卷的形式挂载到容器。

# config-volume-cm.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: config-volume-cm
spec:
  containers:
    - name: config-volume-cm
      image: nginx:alpine
      volumeMounts:
      - name: config
        mountPath: /tmp/mycm
        readOnly: true
  volumes:
  - name: config
    configMap:
      name: mycm

创建查看

-> [root@kube0.vm] [~] k create -f config-volume-cm.yaml
pod/config-volume-cm created

-> [root@kube0.vm] [~] k exec config-volume-cm ls /tmp/mycm
Dockerfile
a.txt
b.txt
interval

如果只想暴露指定的条目，可以指定volumes.configMap.items。

  volumes:
  - name: config
    configMap:
      name: mycm
      items:
      - key: interval
        path: interval2

输出结果是：

-> [root@kube0.vm] [~] k exec config-volume-cm ls /tmp/mycm
interval2

configMap.defaultMode设置访问权限

挂载文件夹会隐藏该文件夹中已存在的文件，挂载ConfigMap的单独条目不会隐藏其他文件

Secret

Secret与ConfigMap一样都是键值对，也可以作为环境变量传递给容器，条目也能暴露称为卷中的文件。但是为了安全起见，请始终使用Secret卷暴露Secret。Secret只会存储在内存中，永不写入物理存储。Secret条目的内容会被进行Base64编码。

默认令牌

每个pod默认都会挂载一个Secret，该Secret包含ca.crt、namespace、token，包含了从Pod内部安全访问Kubernetes Api服务器所需的全部信息。
先随便找一个pod查看。

-> [root@kube0.vm] [~] k describe pod config-volume-cm
Name:         config-volume-cm
Namespace:    default
......
    Mounts:
      /tmp/mycm from config (ro)
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-5g447 (ro)
......
Volumes:
......
  default-token-5g447:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:  default-token-5g447
    Optional:    false
......

再查看一下详情

-> [root@kube0.vm] [~] k describe secrets default-token-5g447
Name:         default-token-5g447
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  kubernetes.io/service-account.name: default
              kubernetes.io/service-account.uid: bd92a729-ed0a-491d-b600-0f86824ad588

Type:  kubernetes.io/service-account-token

Data
====
ca.crt:     1025 bytes
namespace:  7 bytes
token:      eyJhbGciOiJSUzI1....

使nginx支持https

创建私钥和证书

-> [root@kube0.vm] [~/cert] openssl genrsa -o https.key 2048
-> [root@kube0.vm] [~/cert] openssl req -new -x509 -key https.key -out https.cert -days 3650 -subj /CN=www.mysecret.com

创建Secret

创建一个类型为generic的Secret，其他两个类型是docker-registry、tls。

-> [root@kube0.vm] [~/cert] echo bar > foo # 后面会用到

-> [root@kube0.vm] [~/cert] k create secret generic mysecret --from-file=./
secret/mysecret created

将ssl.conf放入ConfigMap中

# ssl.conf
server {
    listen              80;
    listen              443 ssl;
    server_name         www.mysecret.com;
    ssl_certificate     certs/https.cert;
    ssl_certificate_key certs/https.key;
    ssl_protocols       TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
    ssl_ciphers         HIGH:!aNULL:!MD5;

    location / {
        root   /usr/share/nginx/html;
        index  index.html index.htm;
    }
}

-> [root@kube0.vm] [~] k create configmap sslcm --from-file=ssl.conf
configmap/sslcm created

创建查看

先看一下描述文件

# https-nginx.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: https-nginx
spec:
  containers:
    - name: https-nginx
      image: nginx:alpine
      env:
        - name: FOO
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysecret
              key: foo
      volumeMounts:
      - name: sslcm
        mountPath: /etc/nginx/conf.d/
        readOnly: true
      - name: mysecret
        mountPath: /etc/nginx/certs/
        readOnly: true
      ports:
      - containerPort: 80
      - containerPort: 443
  volumes:
  - name: sslcm
    configMap:
      name: sslcm
      items:
      - key: ssl.conf
        path: https.conf
  - name: mysecret
    secret:
      secretName: mysecret

创建、设置端口转发

-> [root@kube0.vm] [~] k create -f https-nginx.yaml
pod/https-nginx created

-> [root@kube0.vm] [~] k port-forward https-nginx 443:443
Forwarding from 127.0.0.1:443 -> 443

新开窗口，发送请求

-> [root@kube0.vm] [~] curl -k https://localhost
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
.....

查看Secret通过环境变量暴露的条目

-> [root@kube0.vm] [~] k exec https-nginx env
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=https-nginx
FOO=bar
.......

使用私有的镜像仓库

使用方法：创建一个docker-registry类型的secret，然后

创建一个docker-registry类型的secret。 --docker-server 用于指定仓库服务的地址。

k create secret docker-registry dockerregsecret --docker-username=zhangsan --docker-password=123 --docker-email=zhangsan@163.com

在Pod中的containers.imagePullSecrets.name中引用。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: private-pod
spec:
  imagePullSecrets:
  - name: dockerregsecret
  containers:
  - image: username/private:tag
    name: main

StringData与二进制数据

采用Base64编码，使Secret也能存储二进制数据，而纯文本值可以在secret.StringData中定义，但StringData字段是只写的，kubectl get -o yaml查看时会被Base64编码显示在data下。

注意事项

• 在Kubernetes中定义容器时，镜像的ENTRYPOINT和CMD都可以被覆盖。但是在Docker中，镜像的ENTRYPOINT是不能覆盖的。
• 可以将configMapKeyRef.optional设置为true，这样即使ConfigMap不存在，容器也能启动。

小结

• 对于环境变量：使用valueFrom.configMapKeyRef引用一个ConfigMap条目；使用envFrom.configMapRef引用全部，envFrom.prefix设置前缀。
• 对于命令行参数：containers.args无法直接引用ConfigMap，但是可以通过$(ENV_VAR_NAME)引用环境变量，间接引用了ConfigMap。
• 挂载文件夹会隐藏该文件夹中已存在的文件，挂载ConfigMap的单独条目不会隐藏其他文件
• 将ConfigMap暴露为卷可以达到热更新的效果。
• 每个pod默认都会挂载一个Secret，该Secret包含ca.crt、namespace、token，包含了从Pod内部安全访问Kubernetes Api服务器所需的全部信息。
• 采用Base64编码，使Secret也能存储二进制数据，而纯文本值可以在secret.StringData中定义，但StringData字段是只写的，kubectl get -o yaml查看时会被Base64编码显示在data下。