测试开发之路 k8s 之 POD 详解 (三)

孙高飞 · 2019年02月07日 · 2786 次阅读

volume

volume，中文称为卷，在 k8s 中我们经常会使用各种各样的 volume 类型。其实抛开 k8s，我们单纯在日程应用 docker 的时候，相信也已经有很多同学体验过使用-v 这个参数来实现宿主机和容器之间的容器挂载。这是一种我们最常见的 volume，专门用来实现数据持久化的目的，也被我们常称为数据卷。比如在 k8s 中我们也有这种 volume 类型。如下：

     volumeMounts:
           - mountPath: "/dev/shm"
             name: "dshm"
volumes:
  - name: "dshm"
    hostPath:
      path: "/dev/shm"

以上是我再利用 k8s 搭建分布式 UI 自动化架构中，针对 chrome node 的 yaml 文件中的一个小片段。在一个 POD 中，可以使用 volumes 声明一个卷。并且我们有很多种卷类型可以选择。比如用于在 POD 中共享文件的 emptyDir，用于将数据持久化到宿主机中的 hostPath，以及专门对接分布式存储系统的 PV(PV 这块略复杂，我之后有时间再详解)。以及我们还有一些特别的类型，比如 config map 和 secret。而上面 demo 中我们使用的就是将宿主机文件目录挂载到容器中的 hostPath 模式。这个的效果跟在 docker 中使用-v 是一样的。声明了 volumes 后就可以在容器定义中，使用 volumeMounts 来把卷挂载到容器中了。那么在之前 POD 详解一种我们说过 POD 的 side car 模式是可以让 POD 中的目录共享文件的。那么实现了这种方式的卷就是 emptyDir。 EmptyDir 类型的 volume 创建于 pod 被调度到某个宿主机上的时候，而同一个 pod 内的容器都能读写 EmptyDir 中的同一个文件。一旦这个 pod 离开了这个宿主机，EmptyDirr 中的数据就会被永久删除。所以目前 EmptyDir 类型的 volume 主要用作临时空间，比如 Web 服务器写日志或者 tmp 文件需要的临时目录。yaml 示例如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    name: test-emptypath
    role: master
  name: test-emptypath
spec:
  containers:
    - name: test-emptypath
      image: registry:5000/back_demon:1.0
      volumeMounts:
       - name: log-storage
         mountPath: /home/laizy/test/
      command:
      - /run.sh
  volumes:
  - name: log-storage
    emptyDir: {}

为了简单期间，上面并没有在一个 POD 中定义两个容器。但是如果大家试一试启动第二个容器的话，会发现两个容器都可以使用名叫 log-storage 的 emptyDir。

config map

config map 是一种特殊的 volume，它的目的解决 POD 的配置管理问题。在现实的工作环境中，我们的每一个服务都有复杂的配置文件。比如 java 常用的 properties 文件，python 常用的 ini 文件以及很多人特别偏好的 json 和 xml 文件。那么这些配置一般是以文件的形式供应用程序读取。那么按照以往在 docker 上的习惯，我们可能会在项目中设置一个配置模板，然后容器运行时在外界设置非常多的环境变量。在容器内通过 sed 命令来修改配置文件。但这种方式太挫也太麻烦了，也许有些同学会想到实现生成配置文件然后通过挂载的方式挂载到容器中使用。那么 k8s 就为我们专门提供了 config map 中特殊的资源类型来实现这个目的。首先，我们看看如何创建一个 config map。

apiVersion: v1
data:
  config.json: |+
    {
      "jenkins":{
        "job_name": "340UI",
        "params": {
          "host":"gateway.autoui340cdh.autoui.4pd.io",
          "db_port": "30317",
          "branch": "release/3.4",
          "thread": "10",
          "deletedata": "false"
        }
      },
      "monitor": {
        "kubeconfig_path": "configs/autouicluster",
        "namespaces": [
          "autoui340cdh"
        ],
        "pushgateway": "172.27.128.190:30076",
        "emails": [
          "sungaofei@4paradigm.com"
        ],
        "blacklist": [
          "kafka-exporter"
        ]
      }
    }

  autouicluster: |
    apiVersion: v1
    clusters:
    - cluster:
        certificate-authority-data: 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
        server: https://172.27.128.190:6443
      name: kubernetes
    contexts:
    - context:
        cluster: kubernetes
        user: admin
      name: kubernetes
    current-context: kubernetes
    kind: Config
    preferences: {}
    users:
    - name: admin
      user:
        as-user-extra: {}
        client-certificate-data: LS0tLS1CRUdJTiBDRVJUSUZJQ0FURS0tLS0tCk1JSUQzekNDQXNlZ0F3SUJBZ0lVZmdJS3Y2VzlCZnVwYmpmaVd0N253RXFrODgwd0RRWUpLb1pJaHZjTkFRRUwKQlFBd1pURUxNQWtHQTFVRUJoTUNRMDR4RURBT0JnTlZCQWdUQjBKbGFVcHBibWN4RURBT0JnTlZCQWNUQjBKbAphVXBwYm1jeEREQUtCZ05WQkFvVEEyczRjekVQTUEwR0ExVUVDeE1HVTNsemRHVnRNUk13RVFZRFZRUURFd3ByCmRXSmxjbTVsZEdWek1DQVhEVEU1TURFeE1EQTNNemN3TUZvWUR6SXhNVGd4TWpFM01EY3pOekF3V2pCck1Rc3cKQ1FZRFZRUUdFd0pEVGpFUU1BNEdBMVVFQ0JNSFFtVnBTbWx1WnpFUU1BNEdBMVVFQnhNSFFtVnBTbWx1WnpFWApNQlVHQTFVRUNoTU9jM2x6ZEdWdE9tMWhjM1JsY25NeER6QU5CZ05WQkFzVEJsTjVjM1JsYlRFT01Bd0dBMVVFCkF4TUZZV1J0YVc0d2dnRWlNQTBHQ1NxR1NJYjNEUUVCQVFVQUE0SUJEd0F3Z2dFS0FvSUJBUURycitNN1c5VGIKNU1sWXgxdEpRMGc4T3hFUG1nVmU1QkovU0JEK1AveVJETHZ0RVREbDF6Q2Z0eHV5VmJQUmlySm02R2s2YmJKTAo4ZFhIaUc3bFpSOFJ4SGxIVXlFSi80SDhST0cwWWJSZVhOaTdBRG0xUC9oVFNxNjV0Nk1YT2dISXE0eDJUN0RRCmxhbndHa3dTQWx6MGhJbG9ZZU03NDVjclhqMlRRbExsb0piRUlNL1EvQkNUaTN5TWYwNTJHclFLMXJheS9wdUcKc2lydkxvNkdKMUtNR1JIV1VnR29kTVg2Uy8wdlBjb2tGN2Qvcyt6dDg4YnIxMmZjQXBPWW5yN21tamNXYkllNApLVzd4eE1pdFFCRW11eUl6OTNJZnhKQ01VeFJFRU14VGxoL1RtNTA4RGJEV2RxQVEwWUtVdGw1eTdYR1licGc5CkRHUWVjSXZpdGZiM0FnTUJBQUdqZnpCOU1BNEdBMVVkRHdFQi93UUVBd0lGb0RBZEJnTlZIU1VFRmpBVUJnZ3IKQmdFRkJRY0RBUVlJS3dZQkJRVUhBd0l3REFZRFZSMFRBUUgvQkFJd0FEQWRCZ05WSFE0RUZnUVVhdXdMdzh2Rwp0cUh6S21ZNE5CY2pYSUdQRDlNd0h3WURWUjBqQkJnd0ZvQVVzSk92YjVoQVY1K3U3eHhEVkxpVHRta29FTkV3CkRRWUpLb1pJaHZjTkFRRUxCUUFEZ2dFQkFIWjduNkZ1QzhER3RsdzQxRjdDWXFzL0M4Um1acm12Lys1cldCaU8KYnZtWVNxejAwdG9VR0tHMXNkZVk0UTRQWkFnRVhCUGduRjZTMzltRVVaTmVmRVdVdlpRMVRmTDlTRjYxVlRUZgpGZDdHRURGekIxQ0krTGVrY2pxNDdBTTNITlMzVWN3bVI5Y0lrRnRjbnZ1dS92T1kxeGRZenVPQXkyOUgyck9vCmtmS3JNNkhlTXZscEdyMWN2VmhVbm5HVGpuVlNVWW9tYVF3YU1aZUZSSUMyK0hlK1Y3OWlyTTNERFNYZGgxUE4KQlpocUxHbDBDRFVrQTZidW9ieFh4SWo1aVRLd2ZBOEh2OXMvQTlwRzJuQ1JLaVdDQ01tU1N0UklUVTJpeUlyVQpiWkFBOStVL0dXSUxJNm5kcmhpcjBkNkEyaUVCTTB4MmlOTWVmSngvUzRZbW4wND0KLS0tLS1FTkQgQ0VSVElGSUNBVEUtLS0tLQo=
        client-key-data: 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

kind: ConfigMap
metadata:
  name: stableconfig

上面是我再稳定性测试中使用的 config map。里面提供了两种配置文件，一个是 config.json，里面提供了代码运行需要的所有信息，包括 jenkins job 的地址和参数以及运行时需要监控的信息。但是在我的程序中，我需要通过 k8s 的 client-go 来实时的监控被测 k8s 系统的各种事件，这样我才能在出现异常的时候实时的报警并且通过 webhook 触发相应的事件通知到主服务。因此我仍然需要被测 k8s 系统的 kubeconfig 来达到这个目的。所以上面我又定义了第二个配置，也就是名为 autouicluster 的 kubeconfig。然后通过 kubectl create -f 命令，我们即可创建出此 config map，那么下一步就是在 POD 中使用这个配置。

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: stable-test
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: stable
        image: registry.4paradigm.com/stable_test
        imagePullPolicy: Always
        volumeMounts:
        - name: stableconfig
          mountPath: "/home/work/configs"
          readOnly: false
      restartPolicy: Never
      imagePullSecrets:
      - name: docker4paradigm
      volumes:
      - name: "stableconfig"
        configMap:
          name: stableconfig

  backoffLimit: 4
  parallelism: 1
  completions: 100

上面试稳定性测试 Job 的定义,Job 是 k8s 中撬动离线业务的资源类型，关于 JOB 的具体使用方式我们先抛开不理，我之后的文章会有这方面的介绍。这里主要关注 volumes 部分，可以看到跟上面使用 hostPath 和 emptyDir 一样。我们在编写 volume 字段的时候，声明此 volume 是 configMap 类型，并且是一个名字叫 stableconfig 的 configMap。然后在容器中，仍然通过 volumeMounts 来挂载使用。注意这里有一个 readOnly 的选项，表明容器是否有对此配置文件有读写权限。

PS：configMap 在设计之初就为热更新做好了准备。也就是说它希望用户在改变配置的时候，可以无需重启服务。所以他被设计成每隔 5 分钟 (我记得好像是~~~) 就会把最新的配置刷新到容器中。所以如果我们在需要时使用 kubectl edit 这样的命令修改了 config map 中的内容，那么它会在不久之后就将最新的配置更新到了容器中。所以如果我们服务本身也希望实现热更新的功能。只需要专门启动一个 goroutine 定时同步缓存中的配置即可。

Secret

secret 与 config map 的使用方式几乎一模一样，只不过它的目的是为容器挂载加密数据，比如用户名和密码。这里简单介绍一下我们更常用的场景 -- 拉取私有镜像仓库中的镜像。在 k8s 中，如果我们需要启动 pod 是需要从 pod 被调度到的节点上下载镜像的。但是如果对方镜像开启了认证功能。那么就需要我们有个机制通过验证，否则在运行 POD 时就会收到 imagepullbackoff 的异常。使用 docker 的时候我们都知道只需要运行 docker login 命令并填写相应的用户名密码就可以了。但是在 k8s 中，我们需要提供相应的 secret。首先我们需要创建这个 secret，如下：

kubectl create secret docker-registry docker4paradigm --docker-server=https://registry.4paradigm.com --docker-username=docker-registry --docker-password=1qaz9ol. --docker-email=sungaofei.4paradigm.com

这样我们在系统中就创建好了这个叫 docker4paradigm 的 secret 了。所以在上面的例子中我们会看到 POD 中有这样一段字段定义：

imagePullSecrets:
      - name: docker4paradigm

这里就表示在运行容器的时候，我们使用这个 secret 来与远程镜像仓库通信。

尾声

大过年的就先写这些吧。关于 POD 的使用方式和相应的字段其实还有很多，但我们先不继续深究下去，下一期开始我们会开始介绍 k8s 是如何撬动分布式离线业务和在线服务的。

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