Day-12-Kubernetes_介紹-ConfigMap

15th鐵人賽

luciferstut

2023-09-24 00:14:01

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Day-12-Kubernetes_介紹-ConfigMap

前言

今天來介紹一下 ConfigMap，我們在介紹 Container 時，有介紹到容器具有一致的環境、依賴項管理左移 的特性，讓 Container 具有良好的可移植性。

一致的環境 ：容器確保應用程式在不同環境中運行一致，開發者可以在本地開發環境中進行測試，確保應用程式在生產環境中也能正常運行。

依賴項管理左移 ：開發者在打包容器時，將應用程式的所有依賴項一併放入 Container，而不必跨團隊溝通依賴項配置問題，從而減少了開發和部署中的挑戰。

但應用程序執行時，除了依賴函式庫，通常還依賴了配置項，且這個配置項，通常與運行環境綁定的，這時候該怎麼處理。

如運行在不同環境時，資料庫的連線位址是不同的。舉例

測試環境：jdbc:mysql://192.168.1.100:3306/apps

正式環境：jdbc:mysql://203.0.113.50:3306/apps

依照 12factor 的建議，應該將配置從程式碼中分離出來，以便在不同環境中（開發、測試、生產等）運行，且能搭配不同的配置，才算是有良好的可移植性。

今天介紹的 ConfigMap，就是 Kubernetes 提供給我們集中管理這類配置的資源。

什麼是 ConfigMap

ConfigMap 提供 key-value pairs 的方式來儲存配置，且可以透過以下形式提供給 Pod中的應用程序使用。

環境變數
掛載檔案
命令行參數

kubectl 提供使用以下方式建立 ConfigMap

從文件創建（Create from File）：從本地文件或目錄中的配置數據創建 ConfigMap。例如：
```
kubectl create configmap my-config --from-file=config-files/
```
指定 Key-Value：直接指定配置數據的鍵值對，而無需從文件中讀取。例如：
```
kubectl create configmap my-config --from-literal=key1=value1 --from-literal=key2=value2
```
從 yaml 建立：從一個包含 ConfigMap 定義的 YAML 文件，然後使用 kubectl apply 命令將其應用到集群中。
```
kubectl apply -f my-config.yaml
```

讓我們透過 kubectl 建立一個 demo-config.yaml，並介紹其中的屬性

kubectl create configmap demo-config --dry-run=client -o yaml --from-literal=APP.WELCOME.MESSAGE="Hello, ConfigMap" --from-literal=APP.ENV=kind > demo-config.yaml

demo-config.yaml 內容

apiVersion: v1
data:
  APP.ENV: kind
  APP.WELCOME.MESSAGE: Hello, ConfigMap
kind: ConfigMap
metadata:
  creationTimestamp: null
  name: demo-config

ConfigMap 的 yaml 格式非常簡單，能看到資料存放於 data 欄位，並已 key-value 的方式定義，依此例存放了兩個變數

key	value
APP.WELCOME.MESSAGE	Hello, ConfigMap
APP.ENV	kind

我們透過該 yaml 建立 configMap 資源，方便後面實作進行測試

# apply yaml
kubectl apply -f demo-config.yaml

# 查詢建立的 configMap
kubectl get configMap demo-config

實作

實務上，我們為了同一份代碼，能在本地運行方便開發，又能與配置解耦，通常會透過環境變數的方式並搭配預設值，讓應用程序使用配置時，遵循以下規則選擇配置

當該配置對應的環境變數存在時，應用程序使用環境變數之值
若不存在，使用應用程序的預設值

已 Spring boot 為例，application.yml 中配置方式如下

# 使用 SpEL 表達式來設置參數，並指定預設值
app:
  welcome:
    message: ${APP.WELCOME.MESSAGE: Hello, World}

意思是 app.welcome.message 這個配置的值會先從先從環境變數的APP.WELCOME.MESSAGE 取得，若該環境變數不存在，則使用 Hello, World 當作配置值。

使用一個簡單的範例應用程序，這個應用程序提供兩個 API

localhost:8080: 返回值使用環境變數 APP.WELCOME.MESSAGE 之值，若該變數不存在時，返回 Hello, welcome to use the container.
localhost:8080/env: 返回值使用環境變數 APP.ENV 之值，若該變數不存在時，返回 local

搭配上面建立的 configMap 來建立一個 deployment，並使用該 configMap 當作配置檔

# 建立 deployment
cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: demo-deployment
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: demo-deployment
  template:
    metadata:
      labels:
        app: demo-deployment
    spec:
      containers:
        - name: app
          image: yihonggaotw/demo-image:v2
          envFrom: # 將 ConfigMap 注入此容器的環境變數
            - configMapRef: 
                name: demo-config # 注入的 ConfigMap 名稱
EOF

測試

# 將該 Pod 服務轉發至本地 8080 port 提供測試
kubectl port-forward deployments/demo-deployment 8080:8080

測試 localhost:8080，預期結果為 Hello, ConfigMap 而不是預設得 Hello, welcome to use the container.
測試 localhost:8080/env，預期結果為 kind 而不是預設得 local

另外兩種使用方式

將 ConfigMap 掛載(mount)到 Pod 中，成為一個檔案，能參考官方用例
應用於 Pod 啟動參數案，能參考官方用例

使用 ConfigMap 該注意的事項

ConfigMap 中儲存的值是明文的，且不提供加密功能，故不適合存放機敏資訊(API token, Password..等資訊)

機敏資訊適合用 Secret 來儲存，會在明天介紹這組件
ConfigMap 不適合儲存大量數據，數據容量上限是 1 MiB
更新 ConfigMap 中數據，已經在運行(Running)的 Pod 預設不會使用新數據，需要重啟該 Pod 才可以取得新數據

為了保持 Pod 運行的環境穩定，預設 Kubernetes 方案不提供熱更新。若有熱更新需求，可參考第三方提供的 Reloader