Kubernetes(k8s)手册 Kubernetes 配置Pod使用ConfigMap

2024-02-25 开发教程 Kubernetes(k8s)手册 匿名 4

配置 Pod 使用 ConfigMap

很多应用在其初始化或运行期间要依赖一些配置信息。大多数时候, 存在要调整配置参数所设置的数值的需求。 ConfigMap 是 Kubernetes 用来向应用 Pod 中注入配置数据的方法。

ConfigMap 允许你将配置文件与镜像文件分离,以使容器化的应用程序具有可移植性。 本页提供了一系列使用示例,这些示例演示了如何创建 ConfigMap 以及配置 Pod 使用存储在 ConfigMap 中的数据。

在开始之前

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群,同时你的 Kubernetes 集群必须带有 kubectl 命令行工具。 建议在至少有两个节点的集群上运行本教程,且这些节点不作为控制平面主机。 如果你还没有集群,你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群,或者你可以使用下面任意一个 Kubernetes 工具构建:

要检查版本,请输入 ​kubectl version​。

创建 ConfigMap

你可以使用 ​kubectl create configmap​ 或者在 ​kustomization.yaml​ 中的 ConfigMap 生成器来创建 ConfigMap。注意,​kubectl ​从 1.14 版本开始支持 ​kustomization.yaml​。

使用 kubectl create configmap 创建 ConfigMap

你可以使用 ​kubectl create configmap​ 命令基于目录、 文件或者字面值来创建 ConfigMap:

kubectl create configmap <映射名称> <数据源>

其中,​<映射名称>​ 是为 ConfigMap 指定的名称,​<数据源> ​是要从中提取数据的目录、 文件或者字面值。 ConfigMap 对象的名称必须是合法的 DNS 子域名.

在你基于文件来创建 ConfigMap 时,​<数据源>​ 中的键名默认取自文件的基本名, 而对应的值则默认为文件的内容。

你可以使用​kubectl describe​ 或者 ​kubectl get​ 获取有关 ConfigMap 的信息。

基于目录创建 ConfigMap

你可以使用 ​kubectl create configmap​ 基于同一目录中的多个文件创建 ConfigMap。 当你基于目录来创建 ConfigMap 时,kubectl 识别目录下基本名可以作为合法键名的文件, 并将这些文件打包到新的 ConfigMap 中。普通文件之外的所有目录项都会被忽略 (例如:子目录、符号链接、设备、管道等等)。

例如:

# 创建本地目录
mkdir -p configure-pod-container/configmap/
# 将示例文件下载到 `configure-pod-container/configmap/` 目录
wget https://kubernetes.io/examples/configmap/game.properties -O configure-pod-container/configmap/game.properties
wget https://kubernetes.io/examples/configmap/ui.properties -O configure-pod-container/configmap/ui.properties
# 创建 configmap
kubectl create configmap game-config --from-file=configure-pod-container/configmap/

以上命令将 ​configure-pod-container/configmap​ 目录下的所有文件,也就是 ​game.properties​ 和 ​ui.properties​ 打包到 game-config ConfigMap 中。你可以使用下面的命令显示 ConfigMap 的详细信息:

kubectl describe configmaps game-config

输出类似以下内容:

Name:         game-config
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
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

configure-pod-container/configmap/​ 目录中的 ​game.properties​ 和 ​ui.properties​ 文件出现在 ConfigMap 的 ​data ​部分。

kubectl get configmaps game-config -o yaml

输出类似以下内容:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
creationTimestamp: 2016-02-18T18:52:05Z
name: game-config
namespace: default
resourceVersion: "516"
uid: b4952dc3-d670-11e5-8cd0-68f728db1985
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

基于文件创建 ConfigMap

你可以使用 ​kubectl create configmap​ 基于单个文件或多个文件创建 ConfigMap。

例如:

kubectl create configmap game-config-2 --from-file=configure-pod-container/configmap/game.properties

将产生以下 ConfigMap:

kubectl describe configmaps game-config-2

输出类似以下内容:

Name:         game-config-2
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
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

你可以多次使用 ​--from-file​ 参数,从多个数据源创建 ConfigMap。

kubectl create configmap game-config-2 --from-file=configure-pod-container/configmap/game.properties --from-file=configure-pod-container/configmap/ui.properties

你可以使用以下命令显示 ​game-config-2​ ConfigMap 的详细信息:

kubectl describe configmaps game-config-2

输出类似以下内容:

Name:         game-config-2
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
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

当 ​kubectl ​基于非 ASCII 或 UTF-8 的输入创建 ConfigMap 时, 该工具将这些输入放入 ConfigMap 的 ​binaryData ​字段,而不是 ​data ​中。 同一个 ConfigMap 中可同时包含文本数据和二进制数据源。 如果你想查看 ConfigMap 中的 ​binaryData ​键(及其值), 你可以运行 ​kubectl get configmap -o jsonpath='{.binaryData}' <name>​。

使用 ​--from-env-file​ 选项从环境文件创建 ConfigMap,例如:

Env 文件包含环境变量列表。其中适用以下语法规则:

  • Env 文件中的每一行必须为 VAR=VAL 格式。
  • 以#开头的行(即注释)将被忽略。
  • 空行将被忽略。
  • 引号不会被特殊处理(即它们将成为 ConfigMap 值的一部分)。

将示例文件下载到 ​configure-pod-container/configmap/​ 目录:

wget https://kubernetes.io/examples/configmap/game-env-file.properties -O configure-pod-container/configmap/game-env-file.properties
wget https://kubernetes.io/examples/configmap/ui-env-file.properties -O configure-pod-container/configmap/ui-env-file.properties

Env 文件 ​game-env-file.properties​ 如下所示:

cat configure-pod-container/configmap/game-env-file.properties
enemies=aliens
lives=3
allowed="true"
kubectl create configmap game-config-env-file \
--from-env-file=configure-pod-container/configmap/game-env-file.properties

将产生以下 ConfigMap:

kubectl get configmap game-config-env-file -o yaml

输出类似以下内容:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
creationTimestamp: 2017-12-27T18:36:28Z
name: game-config-env-file
namespace: default
resourceVersion: "809965"
selfLink: /api/v1/namespaces/default/configmaps/game-config-env-file
uid: d9d1ca5b-eb34-11e7-887b-42010a8002b8
data:
allowed: '"true"'
enemies: aliens
lives: "3"

从 Kubernetes 1.23 版本开始,​kubectl ​支持多次指定 ​--from-env-file​ 参数来从多个数据源创建 ConfigMap。

kubectl create configmap config-multi-env-files \
--from-env-file=configure-pod-container/configmap/game-env-file.properties \
--from-env-file=configure-pod-container/configmap/ui-env-file.properties

将产生以下 ConfigMap:

kubectl get configmap config-multi-env-files -o yaml

输出类似以下内容:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
creationTimestamp: 2017-12-27T18:38:34Z
name: config-multi-env-files
namespace: default
resourceVersion: "810136"
uid: 252c4572-eb35-11e7-887b-42010a8002b8
data:
allowed: '"true"'
color: purple
enemies: aliens
how: fairlyNice
lives: "3"
textmode: "true"

定义从文件创建 ConfigMap 时要使用的键

在使用 ​--from-file​ 参数时,你可以定义在 ConfigMap 的 ​data ​部分出现键名, 而不是按默认行为使用文件名:

kubectl create configmap game-config-3 --from-file=<我的键名>=<文件路径>

<我的键名> ​是你要在 ConfigMap 中使用的键名,​<文件路径> ​是你想要键所表示的数据源文件的位置。

例如:

kubectl create configmap game-config-3 --from-file=game-special-key=configure-pod-container/configmap/game.properties

将产生以下 ConfigMap:

kubectl get configmaps game-config-3 -o yaml

输出类似以下内容:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
creationTimestamp: 2016-02-18T18:54:22Z
name: game-config-3
namespace: default
resourceVersion: "530"
uid: 05f8da22-d671-11e5-8cd0-68f728db1985
data:
game-special-key: |
enemies=aliens
lives=3
enemies.cheat=true
enemies.cheat.level=noGoodRotten
secret.code.passphrase=UUDDLRLRBABAS
secret.code.allowed=true
secret.code.lives=30

根据字面值创建 ConfigMap

你可以将 ​kubectl create configmap​ 与 ​--from-literal​ 参数一起使用, 通过命令行定义文字值:

kubectl create configmap special-config --from-literal=special.how=very --from-literal=special.type=charm

你可以传入多个键值对。命令行中提供的每对键值在 ConfigMap 的 ​data ​部分中均表示为单独的条目。

kubectl get configmaps special-config -o yaml

输出类似以下内容:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
creationTimestamp: 2016-02-18T19:14:38Z
name: special-config
namespace: default
resourceVersion: "651"
uid: dadce046-d673-11e5-8cd0-68f728db1985
data:
special.how: very
special.type: charm

基于生成器创建 ConfigMap

自 1.14 开始,​kubectl ​开始支持 ​kustomization.yaml​。 你还可以基于生成器(Generators)创建 ConfigMap,然后将其应用于 API 服务器上创建对象。 生成器应在目录内的 ​kustomization.yaml​ 中指定。

基于文件生成 ConfigMap

例如,要基于 ​configure-pod-container/configmap/game.properties​ 文件生成一个 ConfigMap:

# 创建包含 ConfigMapGenerator 的 kustomization.yaml 文件
cat <<EOF >./kustomization.yaml
configMapGenerator:
- name: game-config-4
files:
- configure-pod-container/configmap/game.properties
EOF

应用(Apply)kustomization 目录创建 ConfigMap 对象:

kubectl apply -k .
configmap/game-config-4-m9dm2f92bt created

你可以检查 ConfigMap 被创建如下:

kubectl get configmap
NAME                       DATA   AGE
game-config-4-m9dm2f92bt 1 37s
kubectl describe configmaps/game-config-4-m9dm2f92bt
Name: game-config-4-m9dm2f92bt
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
{"apiVersion":"v1","data":{"game.properties":"enemies=aliens\nlives=3\nenemies.cheat=true\nenemies.cheat.level=noGoodRotten\nsecret.code.p...
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
Events: <none>

请注意,生成的 ConfigMap 名称具有通过对内容进行散列而附加的后缀, 这样可以确保每次修改内容时都会生成新的 ConfigMap。

定义从文件生成 ConfigMap 时要使用的键

在 ConfigMap 生成器中,你可以定义一个非文件名的键名。 例如,从 ​configure-pod-container/configmap/game.properties​ 文件生成 ConfigMap, 但使用 ​game-special-key​ 作为键名:

# 创建包含 ConfigMapGenerator 的 kustomization.yaml 文件
cat <<EOF >./kustomization.yaml
configMapGenerator:
- name: game-config-5
files:
- game-special-key=configure-pod-container/configmap/game.properties
EOF

应用 Kustomization 目录创建 ConfigMap 对象。

kubectl apply -k .
configmap/game-config-5-m67dt67794 created

基于字面值生成 ConfigMap

要基于字符串 ​special.type=charm​ 和 ​special.how=very​ 生成 ConfigMap, 可以在 ​kustomization.yaml​ 中配置 ConfigMap 生成器:

# 创建带有 ConfigMapGenerator 的 kustomization.yaml 文件
cat <<EOF >./kustomization.yaml
configMapGenerator:
- name: special-config-2
literals:
- special.how=very
- special.type=charm
EOF

应用 Kustomization 目录创建 ConfigMap 对象。

kubectl apply -k .
configmap/special-config-2-c92b5mmcf2 created

使用 ConfigMap 数据定义容器环境变量

使用单个 ConfigMap 中的数据定义容器环境变量

  1. 在 ConfigMap 中将环境变量定义为键值对:
kubectl create configmap special-config --from-literal=special.how=very
将 ConfigMap 中定义的 ​special.how​ 赋值给 Pod 规约中的 ​SPECIAL_LEVEL_KEY ​环境变量。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: dapi-test-pod
spec:
containers:
- name: test-container
image: k8s.gcr.io/busybox
command: [ "/bin/sh", "-c", "env" ]
env:
# 定义环境变量
- name: SPECIAL_LEVEL_KEY
valueFrom:
configMapKeyRef:
# ConfigMap 包含你要赋给 SPECIAL_LEVEL_KEY 的值
name: special-config
# 指定与取值相关的键名
key: special.how
restartPolicy: Never

创建 Pod:

kubectl create -f https://kubernetes.io/examples/pods/pod-single-configmap-env-variable.yaml

现在,Pod 的输出包含环境变量 ​SPECIAL_LEVEL_KEY=very​。

使用来自多个 ConfigMap 的数据定义容器环境变量

  • 与前面的示例一样,首先创建 ConfigMap。
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: special-config
namespace: default
data:
special.how: very
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: env-config
namespace: default
data:
log_level: INFO

创建 ConfigMap:

kubectl create -f https://kubernetes.io/examples/configmap/configmaps.yaml
在 Pod 规约中定义环境变量。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: dapi-test-pod
spec:
containers:
- name: test-container
image: k8s.gcr.io/busybox
command: [ "/bin/sh", "-c", "env" ]
env:
- name: SPECIAL_LEVEL_KEY
valueFrom:
configMapKeyRef:
name: special-config
key: special.how
- name: LOG_LEVEL
valueFrom:
configMapKeyRef:
name: env-config
key: log_level
restartPolicy: Never

创建 Pod:

kubectl create -f https://kubernetes.io/examples/pods/pod-multiple-configmap-env-variable.yaml

现在,Pod 的输出包含环境变量 ​SPECIAL_LEVEL_KEY=very​ 和 ​LOG_LEVEL=INFO​。

将 ConfigMap 中的所有键值对配置为容器环境变量

Note: Kubernetes v1.6 和更高版本支持此功能。

  • 创建一个包含多个键值对的 ConfigMap。
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: special-config
namespace: default
data:
SPECIAL_LEVEL: very
SPECIAL_TYPE: charm

创建 ConfigMap:

kubectl create -f https://kubernetes.io/examples/configmap/configmap-multikeys.yaml
使用 ​envFrom ​将所有 ConfigMap 的数据定义为容器环境变量,ConfigMap 中的键成为 Pod 中的环境变量名称。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: dapi-test-pod
spec:
containers:
- name: test-container
image: k8s.gcr.io/busybox
command: [ "/bin/sh", "-c", "env" ]
envFrom:
- configMapRef:
name: special-config
restartPolicy: Never

创建 Pod:

kubectl create -f https://kubernetes.io/examples/pods/pod-configmap-envFrom.yaml

现在,Pod 的输出包含环境变量 ​SPECIAL_LEVEL=very​ 和 ​SPECIAL_TYPE=charm​。

在 Pod 命令中使用 ConfigMap 定义的环境变量

你可以使用 ​$(VAR_NAME)​ Kubernetes 替换语法在容器的 ​command ​和 ​args ​属性中使用 ConfigMap 定义的环境变量。

例如,以下 Pod 规约

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: dapi-test-pod
spec:
containers:
- name: test-container
image: k8s.gcr.io/busybox
command: [ "/bin/echo", "$(SPECIAL_LEVEL_KEY) $(SPECIAL_TYPE_KEY)" ]
env:
- name: SPECIAL_LEVEL_KEY
valueFrom:
configMapKeyRef:
name: special-config
key: SPECIAL_LEVEL
- name: SPECIAL_TYPE_KEY
valueFrom:
configMapKeyRef:
name: special-config
key: SPECIAL_TYPE
restartPolicy: Never

通过运行下面命令创建 Pod:

kubectl create -f https://kubernetes.io/examples/pods/pod-configmap-env-var-valueFrom.yaml

在 ​test-container​ 容器中产生以下输出:

very charm

将 ConfigMap 数据添加到一个卷中

如基于文件创建 ConfigMap 中所述,当你使用 ​--from-file​ 创建 ConfigMap 时,文件名成为存储在 ConfigMap 的 ​data ​部分中的键, 文件内容成为键对应的值。

本节中的示例引用了一个名为 'special-config' 的 ConfigMap,如下所示:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: special-config
namespace: default
data:
SPECIAL_LEVEL: very
SPECIAL_TYPE: charm

创建 ConfigMap:

kubectl create -f https://kubernetes.io/examples/configmap/configmap-multikeys.yaml

使用存储在 ConfigMap 中的数据填充卷

在 Pod 规约的 ​volumes ​部分下添加 ConfigMap 名称。 这会将 ConfigMap 数据添加到 ​volumeMounts.mountPath​ 所指定的目录 (在本例中为 ​/etc/config​)。 ​command ​部分列出了名称与 ConfigMap 中的键匹配的目录文件。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: dapi-test-pod
spec:
containers:
- name: test-container
image: k8s.gcr.io/busybox
command: [ "/bin/sh", "-c", "ls /etc/config/" ]
volumeMounts:
- name: config-volume
mountPath: /etc/config
volumes:
- name: config-volume
configMap:
# 提供包含要添加到容器中的文件的 ConfigMap 的名称
name: special-config
restartPolicy: Never

创建 Pod:

kubectl create -f https://kubernetes.io/examples/pods/pod-configmap-volume.yaml

Pod 运行时,命令 ​ls /etc/config/​ 产生下面的输出:

SPECIAL_LEVEL
SPECIAL_TYPE

Caution: 如果在 ​/etc/config/​ 目录中有一些文件,这些文件将被删除。

Note: 文本数据会展现为 UTF-8 字符编码的文件。如果使用其他字符编码, 可以使用 ​binaryData​。

将 ConfigMap 数据添加到卷中的特定路径

使用 ​path ​字段为特定的 ConfigMap 项目指定预期的文件路径。 在这里,ConfigMap 中键 ​SPECIAL_LEVEL ​的内容将挂载在 ​config-volume​ 卷中 ​/etc/config/keys​ 文件中。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: dapi-test-pod
spec:
containers:
- name: test-container
image: k8s.gcr.io/busybox
command: [ "/bin/sh","-c","cat /etc/config/keys" ]
volumeMounts:
- name: config-volume
mountPath: /etc/config
volumes:
- name: config-volume
configMap:
name: special-config
items:
- key: SPECIAL_LEVEL
path: keys
restartPolicy: Never

创建Pod:

kubectl create -f https://kubernetes.io/examples/pods/pod-configmap-volume-specific-key.yaml

当 Pod 运行时,命令 ​cat /etc/config/keys​ 产生以下输出:

very

Caution: 如前,​/etc/config/​ 目录中所有先前的文件都将被删除。

映射键到指定路径并设置文件访问权限

你可以将指定键名投射到特定目录,也可以逐个文件地设定访问权限。

可选的引用

ConfigMap 引用可以被标记为 “optional(可选的)”。如果所引用的 ConfigMap 不存在, 则所挂载的卷将会是空的。如果所引用的 ConfigMap 确实存在,但是所引用的主键不存在, 则在挂载点下对应的路径也会不存在。

挂载的 ConfigMap 将自动更新

当某个已被挂载的 ConfigMap 被更新,所投射的内容最终也会被更新。 对于 Pod 已经启动之后所引用的、可选的 ConfigMap 才出现的情形, 这一动态更新现象也是适用的。

kubelet ​在每次周期性同步时都会检查已挂载的 ConfigMap 是否是最新的。 但是,它使用其本地的基于 TTL 的缓存来获取 ConfigMap 的当前值。 因此,从更新 ConfigMap 到将新键映射到 Pod 的总延迟可能与 kubelet 同步周期(默认 1 分钟) + ConfigMap 在 kubelet 中缓存的 TTL (默认 1 分钟)一样长。 你可以通过更新 Pod 的某个注解来触发立即更新。

Note: 使用 ConfigMap 作为 subPath 的数据卷将不会收到 ConfigMap 更新。

了解 ConfigMap 和 Pod

ConfigMap API 资源将配置数据存储为键值对。 数据可以在 Pod 中使用,也可以用来提供系统组件(如控制器)的配置。 ConfigMap 与 Secret 类似, 但是提供的是一种处理不含敏感信息的字符串的方法。 用户和系统组件都可以在 ConfigMap 中存储配置数据。

Note: ConfigMap 应该引用属性文件,而不是替换它们。可以将 ConfigMap 理解为类似于 Linux ​/etc​ 目录及其内容的东西。例如,如果你基于 ConfigMap 创建 Kubernetes 卷,则 ConfigMap 中的每个数据项都由该数据卷中的某个独立的文件表示。

ConfigMap 的 ​data ​字段包含配置数据。如下例所示,它可以简单 (如用 ​--from-literal​ 的单个属性定义)或复杂 (如用 ​--from-file​ 的配置文件或 JSON blob定义)。

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
creationTimestamp: 2016-02-18T19:14:38Z
name: example-config
namespace: default
data:
# 使用 --from-literal 定义的简单属性
example.property.1: hello
example.property.2: world
# 使用 --from-file 定义复杂属性的例子
example.property.file: |-
property.1=value-1
property.2=value-2
property.3=value-3

限制

  • 在 Pod 规约中引用某个 ConfigMap 之前,必须先创建它(除非将 ConfigMap 标记为 “optional(可选)”)。如果引用的 ConfigMap 不存在,则 Pod 将不会启动。 同样,引用 ConfigMap 中不存在的主键也会令 Pod 无法启动。
  • 如果你使用 ​envFrom ​来基于 ConfigMap 定义环境变量,那么无效的键将被忽略。 Pod 可以被启动,但无效名称将被记录在事件日志中(​InvalidVariableNames​)。 日志消息列出了每个被跳过的键。例如:
kubectl get events

输出与此类似:

LASTSEEN FIRSTSEEN COUNT NAME          KIND  SUBOBJECT  TYPE      REASON                            SOURCE                MESSAGE
0s 0s 1 dapi-test-pod Pod Warning InvalidEnvironmentVariableNames {kubelet, 127.0.0.1} Keys [1badkey, 2alsobad] from the EnvFrom configMap default/myconfig were skipped since they are considered invalid environment variable names.
ConfigMap 位于确定的名字空间中。 每个 ConfigMap 只能被同一名字空间中的 Pod 引用. 你不能将 ConfigMap 用于静态 Pod, 因为 Kubernetes 不支持这种用法。