运维实战容器部分 Kubernetes存储

最新推荐文章于 2025-04-07 18:03:53 发布

洛冰音

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分类专栏： Kubernetes 容器相关运维实战

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/lunarlibrary/article/details/116947674

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本文详细介绍了Kubernetes中的ConfigMap配置管理，包括字面值、文件和目录创建，以及如何通过环境变量、命令行参数和数据卷挂载使用。此外，还讨论了Secret的创建、使用和存储Docker Registry认证信息。接着，探讨了各种Volume类型的使用，如emptyDir、hostPath和PV，以及StatefulSet控制器在处理稳定存储和网络标识中的应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

CoinfigMap配置管理

在K8S中, CoinfigMap被用于保存配置信息.

其主要特点是以键值对方式存储.

通过CoinfigMap, K8S提供了向Pod中导入配置的方法.

这一操作结局了镜像与配置耦合度高的问题, 实现了镜像与配置的解耦, 同时也大大提高了镜像的复用性和可移植性.

通过导入配置, 镜像可以批量化的进行配置修改和迁移.

可能的应用场景

用于向容器内填充环境变量
设置容器内的命令行参数
作为容器内应用的配置文件存在
填充数据卷的配置文件

如何使用

常见的创建ConfigMap的方式有4种

CLI交互式创建, 即字面值方式创建
使用文件进行创建
使用目录进行创建(实际就是批量文件创建)
通过编写yaml资源清单创建

分类实践及其特性

字面值方式创建

##采用CLI方式交互式填写键值对
[root@Server2 YAML]# kubectl create configmap my-config --from-literal=key1=config1 --from-literal=key2=config2
configmap/my-config created

##查看创建的ConfigMap
[root@Server2 YAML]# kubectl get cm
NAME               DATA   AGE
kube-root-ca.crt   1      5h31m
my-config          2      6s
[root@Server2 YAML]# kubectl describe cm my-config 
Name:         my-config
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
key1:
----
config1
key2:
----
config2
Events:  <none>

##测试完成后清理环境
[root@Server2 YAML]# kubectl delete cm my-config 
configmap "my-config" deleted

使用文件创建

默认情况下, 文件的名称会成为Key, 而文件的内容会成为对应的Value.

##使用DNS解析文件作为导入文件
[root@Server2 YAML]# kubectl create configmap my-config-2 --from-file=/etc/resolv.conf
configmap/my-config-2 created

##查看创建的ConfigMap
[root@Server2 YAML]# kubectl get cm
NAME               DATA   AGE
kube-root-ca.crt   1      5h32m
my-config-2        1      5s
[root@Server2 YAML]# kubectl describe cm my-config-2 
Name:         my-config-2
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
resolv.conf:
----

nameserver 114.114.114.114

Events:  <none>

##测试完成后清理环境
[root@Server2 YAML]# kubectl delete cm my-config-2 
configmap "my-config-2" deleted

使用目录创建

##创建测试目录并导入用于测试的文件
[root@Server2 mnt]# mkdir configMap
[root@Server2 mnt]# cd configMap/
[root@Server2 configMap]# cp /etc/passwd .
[root@Server2 configMap]# cp /etc/resolv.conf .
[root@Server2 configMap]# cp /etc/hosts .

##通过目录方式创建ConfigMap
[root@Server2 configMap]# kubectl create configmap my-config-3 --from-file=/etc/configMap

##查看创建的ConfigMap
[root@Server2 configMap]# kubectl get cm
NAME               DATA   AGE
kube-root-ca.crt   1      5h35m
[root@Server2 configMap]# kubectl create configmap my-config-3 --from-file=/mnt/configMap
configmap/my-config-3 created
[root@Server2 configMap]# kubectl get cm
NAME               DATA   AGE
kube-root-ca.crt   1      5h35m
my-config-3        3      3s
[root@Server2 configMap]# kubectl describe cm my-config-3 
Name:         my-config-3
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
hosts:
----
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
172.25.5.250 foundation4.ilt.example.com
172.25.5.1  Server1 reg.westos.org
172.25.5.2  Server2
172.25.5.3  Server3
172.25.5.4  Server4
172.25.5.5  Server5
172.25.5.6  Server6
172.25.5.7  Server7
172.25.5.8  Server8

passwd:
----
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin
sync:x:5:0:sync:/sbin:/bin/sync
shutdown:x:6:0:shutdown:/sbin:/sbin/shutdown
halt:x:7:0:halt:/sbin:/sbin/halt
mail:x:8:12:mail:/var/spool/mail:/sbin/nologin
operator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin
games:x:12:100:games:/usr/games:/sbin/nologin
ftp:x:14:50:FTP User:/var/ftp:/sbin/nologin
nobody:x:99:99:Nobody:/:/sbin/nologin
systemd-network:x:192:192:systemd Network Management:/:/sbin/nologin
dbus:x:81:81:System message bus:/:/sbin/nologin
polkitd:x:999:998:User for polkitd:/:/sbin/nologin
sshd:x:74:74:Privilege-separated SSH:/var/empty/sshd:/sbin/nologin
postfix:x:89:89::/var/spool/postfix:/sbin/nologin
tss:x:59:59:Account used by the trousers package to sandbox the tcsd daemon:/dev/null:/sbin/nologin
kubeadm:x:1000:1000::/home/kubeadm:/bin/bash

resolv.conf:
----

nameserver 114.114.114.114

Events:  <none>

##测试完成后清理环境
[root@Server2 configMap]# kubectl delete cm my-config-3 
configmap "my-config-3" deleted

使用资源清单创建

使用的CM1.yaml文件内容

vim CM1.yaml

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: cm1-config
data:
  db_host: "172.25.0.250"
  db_port: "3306"

创建一个简单的ConfigMap

[root@Server2 configMap]# vim CM1.yaml

##导入资源清单
[root@Server2 configMap]# kubectl apply -f CM1.yaml 
configmap/cm1-config created

##查看创建的ConfigMap
[root@Server2 configMap]# kubectl get cm
NAME               DATA   AGE
cm1-config         2      7s
kube-root-ca.crt   1      5h37m
[root@Server2 configMap]# kubectl describe cm cm1-config 
Name:         cm1-config
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
db_host:
----
172.25.0.250
db_port:
----
3306
Events:  <none>

如何使用ConfigMap

上文有提到, ConfigMap的用法之一就是导入Pod中, 那么如何在Pod中使用自然也有不同的用法了.

通过环境变量直接传递

Pod1.yaml内容

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod1
spec:
  containers:
    - name: pod1
      image: busybox
      command: ["/bin/sh", "-c", "env"]
      env:
        - name: key1
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: cm1-config
              key: db_host
        - name: key2
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: cm1-config
              key: db_port
  restartPolicy: Never

实现目的

通过使用Pod1.yaml, 可以创建一个自主式Pod, 名称为pod1,并将cm1-config中的db_host赋给了容器内的环境变量key1, db_port的值赋给了key2, 在容器运行后采用终端输出环境变量.

相当于只是传递数值而并没有直接引入变量.

验证效果

[root@Server2 configMap]# vim Pod1.yaml
[root@Server2 configMap]# kubectl apply -f Pod1.yaml 
pod/pod1 created
[root@Server2 configMap]# kubectl get pod
NAME   READY   STATUS              RESTARTS   AGE
pod1   0/1     ContainerCreating   0          6s
[root@Server2 configMap]# kubectl logs pod1 
KUBERNETES_SERVICE_PORT=443
KUBERNETES_PORT=tcp://10.96.0.1:443
HOSTNAME=pod1
SHLVL=1
HOME=/root
KUBERNETES_PORT_443_TCP_ADDR=10.96.0.1
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
KUBERNETES_PORT_443_TCP_PORT=443
key1=172.25.0.250
KUBERNETES_PORT_443_TCP_PROTO=tcp
key2=3306
KUBERNETES_SERVICE_PORT_HTTPS=443
KUBERNETES_PORT_443_TCP=tcp://10.96.0.1:443
KUBERNETES_SERVICE_HOST=10.96.0.1
PWD=/

##进行环境清洁
[root@Server2 configMap]# kubectl delete -f Pod1.yaml 
pod "pod1" deleted

env命令的效果为打印环境变量.

上文代码框中的环境变量含有key1和key2, 其内容取自ConfigMap的键.

另一种方式

当然, 也可以直接传递变量而不是赋值了.

Pod2.yaml内容

vim pod2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod2
spec:
  containers:
    - name: pod2
      image: busybox
      command: ["/bin/sh", "-c", "env"]
      envFrom:
        - configMapRef:
            name: cm1-config
  restartPolicy: Never

检查结果

[root@Server2 configMap]# vim Pod2.yaml 
[root@Server2 configMap]# kubectl apply -f Pod2.yaml 
pod/pod2 created
[root@Server2 configMap]# kubectl get pod
NAME   READY   STATUS              RESTARTS   AGE
pod2   0/1     ContainerCreating   0          3s
[root@Server2 configMap]# kubectl logs pod2
KUBERNETES_SERVICE_PORT=443
KUBERNETES_PORT=tcp://10.96.0.1:443
HOSTNAME=pod2
SHLVL=1
db_port=3306
HOME=/root
KUBERNETES_PORT_443_TCP_ADDR=10.96.0.1
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
KUBERNETES_PORT_443_TCP_PORT=443
KUBERNETES_PORT_443_TCP_PROTO=tcp
KUBERNETES_PORT_443_TCP=tcp://10.96.0.1:443
KUBERNETES_SERVICE_PORT_HTTPS=443
KUBERNETES_SERVICE_HOST=10.96.0.1
PWD=/
db_host=172.25.0.250

[root@Server2 configMap]# kubectl delete -f Pod2.yaml 
pod "pod2" deleted

设置命令行参数方式

修改过的Pod2.yaml内容

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod1
spec:
  containers:
    - name: pod1
      image: busybox
      command: ["/bin/sh", "-c", "echo $(db_host) $(db_port)"]
      envFrom:
        - configMapRef:
            name: cm1-config
  restartPolicy: Never

不难看出, 这里是将变量的值在命令行中直接显示, 实际的实现与上面的方式并无二样.

[root@Server2 configMap]# vim Pod2.yaml 
[root@Server2 configMap]# kubectl apply -f Pod2.yaml 
pod/pod1 created
[root@Server2 configMap]# kubectl get pod
NAME   READY   STATUS              RESTARTS   AGE
pod1   0/1     ContainerCreating   0          3s
[root@Server2 configMap]# kubectl logs pod1 
172.25.0.250 3306

通过数据卷挂载进行使用

Pod3.yaml内容

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod3
spec:
  containers:
    - name: pod3
      image: busybox
      command: ["/bin/sh", "-c", "cat /config/db_host"]
      volumeMounts:
      - name: config-volume
        mountPath: /config
  volumes:
    - name: config-volume
      configMap:
        name: cm1-config
  restartPolicy: Never

上面的资源清单做了以下几件事:

将cm1-config作为数据卷config-volume
将config-volume挂载到/config下
在命令行中输出/config/db_host的内容, 实际就是读取了db_host的值

[root@Server2 configMap]# kubectl delete -f Pod2.yaml 
pod "pod1" deleted
[root@Server2 configMap]# kubectl apply -f Pod3.yaml 
pod/pod3 created
[root@Server2 configMap]# kubectl get pod
NAME   READY   STATUS      RESTARTS   AGE
pod3   0/1     Completed   0          10s
[root@Server2 configMap]# kubectl logs pod3 
172.25.0.250[root@Server2 configMap]#

数据卷模式下的ConfigMap热更新

通过以下实验, 我们可以验证ConfigMap热更新相关的问题
通过以下YAML文件创建控制器并将配置文件作为数据卷挂载

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-nginx
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx
          ports:
          - containerPort: 80
          volumeMounts:
          - name: config-volume
            mountPath: /etc/nginx/conf.d
      volumes:
        - name: config-volume
          configMap:
            name: nginxconf

使用的nginx.conf内容

server {
   
    listen	80;
    server_name	_;

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

创建ConfigMap并进行内容检测

[root@Server2 configMap]# kubectl create configmap nginxconf --from-file=nginx.conf 
configmap/nginxconf created
[root@Server2 configMap]# kubectl get cm
kNAME               DATA   AGE
cm1-config         2      15m
kube-root-ca.crt   1      5h53m
nginxconf          1      10s
[root@Server2 configMap]# kubectl describe cm nginxconf 
Name:         nginxconf
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
nginx.conf:
----
server {
   
    listen       80;
    server_name  _;

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

Events:  <none>

不难发现, 此时nginxconf中的nginx.conf的值中端口配置部分为listen 80
创建控制器并进行内容检测

[root@Server2 configMap]# kubectl apply -f Pod4.yaml 
deployment.apps/my-nginx created
[root@Server2 configMap]# kubectl get pod
NAME                        READY   STATUS              RESTARTS   AGE
my-nginx-86d5ccb8db-zsl8v   0/1     ContainerCreating   0          5s
[root@Server2 configMap]# kubectl exec -it my-nginx-86d5ccb8db-zsl8v -- bash
root@my-nginx-86d5ccb8db-zsl8v:/# cd /etc/nginx/conf.d/
root@my-nginx-86d5ccb8db-zsl8v:/etc/nginx/conf.d# ls
nginx.conf
root@my-nginx-86d5ccb8db-zsl8v:/etc/nginx/conf.d# cat nginx.conf 
server {
   
    listen	80;
    server_name	_;

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

##查看容器内挂载情况(此处节选有用部份)
root@my-nginx-86d5ccb8db-zsl8v:/etc/nginx/conf.d# mount
/dev/mapper/rhel-root on /etc/nginx/conf.d type xfs (ro,re