使用存储版本迁移功能来迁移 Kubernetes 对象

特性状态: Kubernetes v1.30 [alpha] (enabled by default: false)

Kubernetes 依赖主动重写的 API 数据来支持与静态存储相关的一些维护活动。 两个著名的例子是已存储资源的版本化模式(即针对给定资源的首选存储模式从 v1 更改为 v2) 和静态加密(即基于数据加密方式的变化来重写过时的数据)。

准备开始

安装 kubectl

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群,且必须配置 kubectl 命令行工具让其与你的集群通信。 建议运行本教程的集群至少有两个节点,且这两个节点不能作为控制平面主机。 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的 Kubernetes 练习环境之一:

你的 Kubernetes 服务器版本必须不低于版本 v1.30. 要获知版本信息,请输入 kubectl version.

确保你的集群启用了 StorageVersionMigratorInformerResourceVersion 特性门控。 你需要有控制平面管理员权限才能执行此项变更。

在 API 服务器上将运行时配置 storagemigration.k8s.io/v1alpha1 设为 true,启用存储版本迁移 REST API。 有关如何执行此操作的更多信息,请阅读启用或禁用 Kubernetes API

使用存储版本迁移来重新加密 Kubernetes Secret

  • 首先配置 KMS 驱动, 以便使用如下加密配置来加密 etcd 中的静态数据。

    kind: EncryptionConfiguration
    apiVersion: apiserver.config.k8s.io/v1
    resources:
      - resources:
          - secrets
        providers:
          - aescbc:
            keys:
              - name: key1
                secret: c2VjcmV0IGlzIHNlY3VyZQ==
    

    确保通过将 --encryption-provider-config-automatic-reload 设置为 true,允许自动重新加载加密配置文件。

  • 使用 kubectl 创建 Secret。

    kubectl create secret generic my-secret --from-literal=key1=supersecret
    
  • 验证该 Secret 对象的序列化数据带有前缀 k8s:enc:aescbc:v1:key1

  • 按照以下方式更新加密配置文件,以轮换加密密钥。

    kind: EncryptionConfiguration
    apiVersion: apiserver.config.k8s.io/v1
    resources:
      - resources:
          - secrets
        providers:
          - aescbc:
            keys:
              - name: key2
                secret: c2VjcmV0IGlzIHNlY3VyZSwgaXMgaXQ/
          - aescbc:
            keys:
              - name: key1
                secret: c2VjcmV0IGlzIHNlY3VyZQ==
    
  • 要确保之前创建的 Secret my-secret 使用新密钥 key2 进行重新加密,你将使用存储版本迁移

  • 创建以下名为 migrate-secret.yaml 的 StorageVersionMigration 清单:

    kind: StorageVersionMigration
    apiVersion: storagemigration.k8s.io/v1alpha1
    metadata:
      name: secrets-migration
    spec:
      resource:
        group: ""
        version: v1
        resource: secrets
    

    使用以下 kubectl 命令创建对象:

    kubectl apply -f migrate-secret.yaml
    
  • 通过检查 StorageVersionMigration 的 .status 来监控 Secret 的迁移。 成功的迁移应将其 Succeeded 状况设置为 true。 获取 StorageVersionMigration 对象的方式如下:

    kubectl get storageversionmigration.storagemigration.k8s.io/secrets-migration -o yaml
    

    输出类似于:

    kind: StorageVersionMigration
    apiVersion: storagemigration.k8s.io/v1alpha1
    metadata:
      name: secrets-migration
      uid: 628f6922-a9cb-4514-b076-12d3c178967c
      resourceVersion: "90"
      creationTimestamp: "2024-03-12T20:29:45Z"
    spec:
      resource:
        group: ""
        version: v1
        resource: secrets
    status:
      conditions:
        - type: Running
          status: "False"
          lastUpdateTime: "2024-03-12T20:29:46Z"
          reason: StorageVersionMigrationInProgress
        - type: Succeeded
          status: "True"
          lastUpdateTime: "2024-03-12T20:29:46Z"
          reason: StorageVersionMigrationSucceeded
      resourceVersion: "84"
    
  • 验证存储的 Secret 现在带有前缀 k8s:enc:aescbc:v1:key2

更新 CRD 的首选存储模式

考虑这样一种情况: 用户创建了 CustomResourceDefinition (CRD) 来提供自定义资源 (CR),并将其设置为首选的存储模式。 当需要引入 CRD 的 v2 版本时,只需提供转换 Webhook 就可以为 v2 版本提供服务。 基于转换 Webhook 的方式能够实现更平滑的过渡,用户可以使用 v1 或 v2 模式创建 CR,并通过合适的 Webhook 执行必要的模式转换。 在将 v2 设置为首选的存储模式版本之前,重要的是要确保将当前已存储为 v1 的所有 CR 已被迁移到 v2。 这种迁移可以通过使用存储版本迁移将所有 CR 从 v1 迁移到 v2 来达成。

  • 如下针对名为 test-crd.yaml 的 CRD 创建一个清单:

    apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1
    kind: CustomResourceDefinition
    metadata:
      name: selfierequests.stable.example.com
    spec:
      group: stable.example.com
      names:
        plural: SelfieRequests
        singular: SelfieRequest
        kind: SelfieRequest
        listKind: SelfieRequestList
      scope: Namespaced
      versions:
        - name: v1
          served: true
          storage: true
          schema:
            openAPIV3Schema:
              type: object
              properties:
                hostPort:
                  type: string
      conversion:
        strategy: Webhook
        webhook:
          clientConfig:
            url: https://127.0.0.1:9443/crdconvert
            caBundle: <CABundle info>
        conversionReviewVersions:
          - v1
          - v2
    

    使用 kubectl 创建 CRD:

    kubectl apply -f test-crd.yaml
    
  • 为 testcrd 示例创建一个清单。命名为 cr1.yaml 并使用以下内容:

    apiVersion: stable.example.com/v1
    kind: SelfieRequest
    metadata:
      name: cr1
      namespace: default
    

    使用 kubectl 创建 CR:

    kubectl apply -f cr1.yaml
    
  • 通过从 etcd 获取对象来验证 CR 是否以 v1 格式被写入和存储。

    ETCDCTL_API=3 etcdctl get /kubernetes.io/stable.example.com/testcrds/default/cr1 [...] | hexdump -C
    

    其中 [...] 包含连接到 etcd 服务器的额外参数。

  • 如下更新 CRD test-crd.yaml,将 v2 版本设置为 served 和 storage,并将 v1 设置为仅 served:

    apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1
    kind: CustomResourceDefinition
    metadata:
    name: selfierequests.stable.example.com
    spec:
      group: stable.example.com
      names:
        plural: SelfieRequests
        singular: SelfieRequest
        kind: SelfieRequest
        listKind: SelfieRequestList
      scope: Namespaced
      versions:
        - name: v2
          served: true
          storage: true
          schema:
            openAPIV3Schema:
              type: object
              properties:
                host:
                  type: string
                port:
                  type: string
        - name: v1
          served: true
          storage: false
          schema:
            openAPIV3Schema:
              type: object
              properties:
                hostPort:
                  type: string
      conversion:
        strategy: Webhook
        webhook:
          clientConfig:
            url: "https://127.0.0.1:9443/crdconvert"
            caBundle: <CABundle info>
          conversionReviewVersions:
            - v1
            - v2
    

    使用 kubectl 更新 CRD:

    kubectl apply -f test-crd.yaml
    
  • 如下创建名为 cr2.yaml 的 CR 资源文件:

    apiVersion: stable.example.com/v2
    kind: SelfieRequest
    metadata:
      name: cr2
      namespace: default
    
  • 使用 kubectl 创建 CR:

    kubectl apply -f cr2.yaml
    
  • 通过从 etcd 获取对象来验证 CR 是否以 v2 格式被写入和存储。

    ETCDCTL_API=3 etcdctl get /kubernetes.io/stable.example.com/testcrds/default/cr2 [...] | hexdump -C
    

    其中 [...] 包含连接到 etcd 服务器的额外参数。

  • 如下创建名为 migrate-crd.yaml 的 StorageVersionMigration 清单:

    kind: StorageVersionMigration
    apiVersion: storagemigration.k8s.io/v1alpha1
    metadata:
      name: crdsvm
    spec:
      resource:
        group: stable.example.com
        version: v1
        resource: SelfieRequest
    

    使用如下 kubectl 命令创建此对象:

    kubectl apply -f migrate-crd.yaml
    
  • 使用 status 监控 Secret 的迁移。 若迁移成功,应在 status 字段中将 Succeeded 状况设置为 "True"。 获取迁移资源的方式如下:

    kubectl get storageversionmigration.storagemigration.k8s.io/crdsvm -o yaml
    

    输出类似于:

    kind: StorageVersionMigration
    apiVersion: storagemigration.k8s.io/v1alpha1
    metadata:
      name: crdsvm
      uid: 13062fe4-32d7-47cc-9528-5067fa0c6ac8
      resourceVersion: "111"
      creationTimestamp: "2024-03-12T22:40:01Z"
    spec:
      resource:
        group: stable.example.com
        version: v1
        resource: testcrds
    status:
      conditions:
        - type: Running
          status: "False"
          lastUpdateTime: "2024-03-12T22:40:03Z"
          reason: StorageVersionMigrationInProgress
        - type: Succeeded
          status: "True"
          lastUpdateTime: "2024-03-12T22:40:03Z"
          reason: StorageVersionMigrationSucceeded
      resourceVersion: "106"
    
  • 通过从 etcd 获取对象来验证之前创建的 cr1 是否现在以 v2 格式被写入和存储。

    ETCDCTL_API=3 etcdctl get /kubernetes.io/stable.example.com/testcrds/default/cr1 [...] | hexdump -C
    

    其中 [...] 包含连接到 etcd 服务器的额外参数。

最后修改 September 26, 2024 at 12:10 AM PST: [zh] Fix typo (4611d2cdbf)