k8s资源对象(二)

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Configmap和Secret资源介绍

secret和configmap资源都是通过挂载的方式将对应数据挂载到容器内部环境中去使用，两者的使用没有太多的不同 ，configmap资源通常用于为pod提供配置文件；secret资源主要用于为pod提供证书、用户名密码等敏感数据；

configmap资源

Configmap将非机密性信息(如配置信息)和镜像解耦, 实现方式为将配置信息放到configmap对象中，然后在pod的中作为Volume挂载到pod中，从而实现导入配置的目的。

ConfigMap资源使用场景

  • 通过Configmap给pod中的容器服务提供配置文件，配置文件以挂载到容器的形式使用。
  • 通过Configmap给pod定义全局环境变量。
  • 通过Configmap给pod传递命令行参数，如mysql -u -p中的账户名密码可以通过Configmap传递。

注意事项

  • Configmap需要在pod使用它之前创建。
  • pod只能使用位于同一个namespace的Configmap，即Configmap不能跨namespace使用。
  • 通常用于非安全加密的配置场景。
  • Configmap通常是小于1MB的配置。

secret资源

Secret 的功能类似于 ConfigMap给pod提供额外的配置信息，但是Secret是一种包含少量敏感信息例如密码、令牌或密钥的对象。Secret 的名称必须是合法的 DNS 子域名。每个Secret的大小最多为1MiB，主要是为了避免用户创建非常大的Secret进而导致API服务器和kubelet内存耗尽，不过创建很多小的Secret也可能耗尽内存，可以使用资源配额来约束每个名字空间中Secret的个数。在通过yaml文件创建secret时，可以设置data或stringData字段，data和stringData字段都是可选的，data字段中所有键值都必须是base64编码的字符串，如果不希望执行这种 base64字符串的转换操作，也可以选择设置stringData字段，其中可以使用任何非加密的字符串作为其取值。

Secret资源使用流程

首先用户向apiserver提交创建secret资源的请求;apiserver收到用户的资源创建请求，通过apiserver的认证授权、准入控制后，apiserver会将创建好的secret信息存放在etcd中；随后用户在创建pod中调用了挂载某个secret以后，对应在pod创建时会被pause容器将对应secret资源中的data数据加载至对应pod中，从而实现让向pod内部传递敏感数据的目的；

Secret资源使用场景

  • 作为挂载到一个或多个容器上的卷 中的文件(crt文件、key文件)。
  • 作为容器的环境变量。
  • 由 kubelet 在为 Pod 拉取镜像时使用(与镜像仓库的认证)。

Secret资源类型简介

Kubernetes默认支持多种不同类型的secret，用于一不同的使用场景，不同类型的secret的配置参数也不一样。

configmap资源使用示例

基于configmap给nginx pod提供自定义的server配置

1.1、创建configmap资源

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: nginx-config
data:
  mysite: |
    server {
       listen       80;
       server_name  www.mysite.com;
       index        index.html index.php index.htm;

       location / {
           root /data/nginx/mysite;
           if (!-e $request_filename) {
               rewrite ^/(.*) /index.html last;
           }
       }
    }

  myserver: |
    server {
       listen       80;
       server_name  www.myserver.com;
       index        index.html index.php index.htm;

       location / {
           root /data/nginx/myserver;
           if (!-e $request_filename) {
               rewrite ^/(.*) /index.html last;
           }
       }
    }

data字段中的mysite和myserver是用来标识不同配置信息的，即该名称用于pod挂载configmap资源时被引用的名称；

应用资源配置清单

kubectl apply -f nginx-configmap-demo.yaml

验证configmap资源

kubectl get cm


kubectl describe cm nginx-config

1.2、创建pod使用使用挂载configmap

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: ng-deploy-80
  template:
    metadata:
      labels:
        app: ng-deploy-80
    spec:
      containers:
      - name: ng-deploy-80
        image: harbor.ik8s.cc/baseimages/nginx:1.20.0
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
        - mountPath: /data/nginx/mysite
          name: nginx-mysite-statics
        - mountPath: /data/nginx/myserver
          name: nginx-myserver-statics
        - name: nginx-mysite-config
          mountPath:  /etc/nginx/conf.d/mysite/
        - name: nginx-myserver-config
          mountPath:  /etc/nginx/conf.d/myserver/
      volumes:
      - name: nginx-mysite-config
        configMap:
          name: nginx-config
          items:
             - key: mysite
               path: mysite.conf
      - name: nginx-myserver-config
        configMap:
          name: nginx-config
          items:
             - key: myserver
               path: myserver.conf
      - name: nginx-myserver-statics
        nfs:
          server: 192.168.0.42
          path: /data/k8sdata/myserver
      - name: nginx-mysite-statics
        nfs:
          server: 192.168.0.42
          path: /data/k8sdata/mysite

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: ng-deploy-80
spec:
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30019
    protocol: TCP
  type: NodePort
  selector:
    app: ng-deploy-80

上述配置清单主要定义了一个deploy类型的控制器和nodeport类型的service，其中deploy控制器定义了一个nginx pod 挂载使用nfs服务上的静态资源和挂载使用configmap给nginx提供配置；service主要定义了通过标签选择器来匹配pod来实现将用户请求的流量转发至后端nginx pod;

在nfs服务器上准备静态资源目录

在nfs服务器上创建静态资源

应用配置清单创建pod使用configmap资源和挂载nfs服务器上的静态资源

kubectl apply -f nginx-dep-demo.yaml

验证，查看pod配置信息是否正常被pod挂载？

可以看到pod正常挂载configmap中指定的配置信息；

在k8s集群节点任意节点上修改hosts文件来解析域名

在k8s的节点上将对应域名指向集群任意节点地址上即可

访问nginx，看看对应nfs静态资源是否能够正常被访问到？

这里虽然能够正常被访问nginx主页，但是不是我们想要的页面，这其中的原因是，我们把nginxpod的配置文件挂载的路径没有在nginx.conf中导入，导致我们挂载的配置在nginx中没有生效；

解决办法

  • 进入pod内部，修改nginx.conf配置文件 （临时生效，pod重建失效，不推荐）
  • 在制作镜像时，直接将主配置文件写好，再制作好镜像；（推荐）
  • 使用configmap资源将导入nginx配置再此挂载至/etc/nginx/conf.d/目录下；（默认nginx只导入了/etc/nginx/conf.d/*.conf，我们只需要将导入配置以.conf结尾的配置文件挂载至/etc/nginx/conf.d/目录下即可）

进入nginxpod，修改主配置文件

这里主要加上导入/etc/nginx/conf.d/下子目录下的.conf结尾的配置文件，让/etc/nginx/conf.d/myserver/myserver.conf和/etc/nginx/conf.d/mysite/mysite.conf配置文件被nginx加载；

验证：使用不同域名访问nginx看看是否能够访问到对应不同的静态资源？

现在使用不同域名的方式访问nginx就可以访问到不同站点的资源了；生产中会通过前端一个负载均衡器来反向代理nodeport类型的service；

基于configmap给pod提供自定义环境变量

1.1、创建configmap资源

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: nginx-config
data:
  host: "172.31.7.189"
  username: "user1"
  password: "12345678"

应用上述配置清单，创建configmap资源

1.2、创建pod使用configmap资源

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: ng-deploy-80
  template:
    metadata:
      labels:
        app: ng-deploy-80
    spec:
      containers:
      - name: ng-deploy-80
        image: harbor.ik8s.cc/baseimages/nginx:1.20.0
        env:
        - name: HOST
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: nginx-config
              key: host
        - name: USERNAME
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: nginx-config
              key: username
        - name: PASSWORD
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: nginx-config
              key: password
        ######
        - name: "password"
          value: "123456"
        ports:
        - containerPort: 80

向pod内部传递环境变量的方式有两种，一种是通过env字段来引用configmap资源，使用name字段来指定环境变量名称，使用valueFrom字段来指定对应环境变量值的来源；configMapKeyRef字段表示使用configmap资源来向对应环境变量赋值；name是指定configmap的名称，key是用来指定configmap中对应key；另外一种就是使用env字段，通过列表的方式直接向pod传递键值环境变量；

应用配置清单

可以看到创建的pod内部有我们再configmap中定义的环境变量，也有我们通过env直接指定键值的环境变量；

secret资源使用示例

基于自定义的Secret实现Nginx https认证

1、自签名证书制作

1.1、生成自签名CA证书

openssl req -x509 -sha256 -newkey rsa:4096 -keyout ca.key -out ca.crt -days 3560 -nodes -subj '/CN=www.ca.com'

1.2、生成自签名证书私钥和CSR

openssl req -new -newkey rsa:4096 -keyout server.key -out server.csr -nodes -subj '/CN=www.mysite.com'

1.3、用自签名CA证书签发自签名证书csr生成自签名证书crt

openssl x509 -req -sha256 -days 3650 -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -set_serial 01 -out server.crt

2、基于自签名证书在k8s上创建secret资源

kubectl create secret tls myserver-tls-key --cert=./server.crt --key=./server.key

3、创建nginx配置清单使用secret

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: nginx-config
data:
 default: |
    server {
       listen       80;
       server_name  www.mysite.com;
       listen 443 ssl;
       ssl_certificate /etc/nginx/conf.d/certs/tls.crt;
       ssl_certificate_key /etc/nginx/conf.d/certs/tls.key;

       location / {
           root /usr/share/nginx/html; 
           index index.html;
           if ($scheme = http ){  #未加条件判断，会导致死循环
              rewrite / https://www.mysite.com permanent;
           }  

           if (!-e $request_filename) {
               rewrite ^/(.*) /index.html last;
           }
       }
    }

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myserver-myapp-frontend-deployment
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: myserver-myapp-frontend
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myserver-myapp-frontend
    spec:
      containers:
      - name: myserver-myapp-frontend
        image: harbor.ik8s.cc/baseimages/nginx:1.20.0
        ports:
          - containerPort: 80
        volumeMounts:
          - name: nginx-config
            mountPath:  /etc/nginx/conf.d/myserver
          - name: myserver-tls-key
            mountPath:  /etc/nginx/conf.d/certs
      volumes:
      - name: nginx-config
        configMap:
          name: nginx-config
          items:
             - key: default
               path: mysite.conf
      - name: myserver-tls-key
        secret:
          secretName: myserver-tls-key 


---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myserver-myapp-frontend
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30018
    protocol: TCP
  - name: htts
    port: 443
    targetPort: 443
    nodePort: 30019
    protocol: TCP
  selector:
    app: myserver-myapp-frontend

上述配置清单主要创建了一个configmap资源，用来给nginxpod提供配置信息，然后创建了一个deploy控制器运行了一个nginx pod ，这个pod挂载使用configmap和secret资源；最后创建了一个service将对应nginx Pod服务暴露给集群外部客户端访问；

应用配置清单

验证：进入pod内部，查看对应配置信息和证书文件是否正常挂载？

可以看到我们创建configmap资源中的配置信息和secret资源中的证书信息都正常挂载至nginx pod对应指定目录下

修改nginx主配置文件，让其加载我们通过configmap挂载的配置文件

重载nginx pod配置文件

上述方法不推荐，正确的做法就是在打镜像的时候，将对应配置文件打入镜像；或者我们使用configmap将对应配置信息创建为configmap资源对象，然后再pod中挂载对应配置信息即可；

验证：访问集群任意节点30018端口和30019端口，看看对应nginx pod是否能够正常被访问？是否是加密访问呢？

从上面的访问情况可以看到，直接访问30019，会报400，这是因为30019时一个https的端口，用http的协议去访问肯定不能正常响应；当我们访问30018时，对应页面会进行跳转到https://www.mysite.com，这是因为我们在nginx的配置中配置了访问http端口进行重定向https://www.mysite.com；访问30019端口时，用https协议访问30019时，也正常加载了证书；

使用configmap将nginx配置信息导入主配置文件

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: include-conf
data:
 include.conf: |
    include /etc/nginx/conf.d/*/*.conf;
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: nginx-config
data:
 default: |
    server {
       listen       80;
       server_name  www.mysite.com;
       listen 443 ssl;
       ssl_certificate /etc/nginx/conf.d/certs/tls.crt;
       ssl_certificate_key /etc/nginx/conf.d/certs/tls.key;

       location / {
           root /usr/share/nginx/html; 
           index index.html;
           if ($scheme = http ){  #未加条件判断，会导致死循环
              rewrite / https://www.mysite.com permanent;
           }  

           if (!-e $request_filename) {
               rewrite ^/(.*) /index.html last;
           }
       }
    }

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myserver-myapp-frontend-deployment-v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: myserver-myapp-frontend-v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myserver-myapp-frontend-v1
    spec:
      containers:
      - name: myserver-myapp-frontend-v1
        image: harbor.ik8s.cc/baseimages/nginx:1.20.0
        ports:
          - containerPort: 80
        volumeMounts:
          - name: nginx-config
            mountPath:  /etc/nginx/conf.d/myserver
          - name: myserver-tls-key
            mountPath:  /etc/nginx/conf.d/certs
          - name: include-conf
            mountPath: /etc/nginx/conf.d
      volumes:
      - name: nginx-config
        configMap:
          name: nginx-config
          items:
             - key: default
               path: mysite.conf
      - name: myserver-tls-key
        secret:
          secretName: myserver-tls-key 
      - name: include-conf
        configMap:
          name: include-conf
          items:
             - key: include.conf
               path: include.conf
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myserver-myapp-frontend-v1
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 31080
    protocol: TCP
  - name: htts
    port: 443
    targetPort: 443
    nodePort: 31443
    protocol: TCP
  selector:
    app: myserver-myapp-frontend-v1

pod挂载使用configmap时，对应pod内部必须事先不存在对应文件，如果对应文件存在，则对应pod会启不起来；所以我们挂载configmap时指定挂载至/etc/nginx/conf.d即可；

应用配置清单，看看使用https访问31443是否可以正常访问？


基于自定义的Secret实现私有镜像的下载认证

创建secret资源

方式一：通过命令创建

kubectl create secret docker-registry harbor.ik8s.cc-imagepull 
                                    --docker-server=harbor.ik8s.cc 
                                    --docker-username=admin 
                                    --docker-password=123456

方式二：通过docker/containerd认证文件创建

登录harbor，生成config.json文件

使用config.json文件创建secret资源

kubectl create secret generic harbor.k8s.cc-registry-image-pull-key 
                --from-file=.dockerconfigjson=/root/.docker/config.json 
                --type=kubernetes.io/dockerconfigjson

在harbor上将baseimgaes仓库设置为私有仓库

验证，使用docker/containerd拉取harbor.k8s.cc/baseimages下的镜像，看看是否可以正常拉取？

可以看到现在更改仓库为私有仓库以后，对应仓库中的镜像不可以正常被拉取

验证,使用私有仓库镜像创建pod,看看pod是否能够正常运行起来？

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: "tomcat-demo"
  namespace: default
  labels:
    app: "tomcat-demo"
spec:
  containers:
  - name: tomcat-demo
    image: "harbor.ik8s.cc/baseimages/tomcat:v1"
    ports:
    - containerPort:  8080
      name:  http

应用配置清单，看看对应pod是否能够正常跑起来？

可以看到对应pod处于ErrImagePull状态，该状态就是表示pod在创建时，下载镜像错误

查看pod详细信息

创建pod使用secret

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: "tomcat-demo"
  namespace: default
  labels:
    app: "tomcat-demo"
spec:
  containers:
  - name: tomcat-demo
    image: "harbor.ik8s.cc/baseimages/tomcat:v1"
    imagePullPolicy: Always
    ports:
    - containerPort:  8080
      name:  http
  imagePullSecrets:
    - name: harbor.k8s.cc-registry-image-pull-key

spec字段中使用imagePullSecrets字段来引用dockerconfigjson类型的secret资源,使用name字段指定secret的名称即可

验证pod运行状态

应用配置清单，看看对应pod是否能够正常跑起来？

可以看到现在对应pod正常跑起来

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