Kubernetes数据持久化之Secret与ConfigMap

ConfigMap和Secret是Kubernetes中两种特殊类型的存储卷，ConfigMap这种资源对象主要用于提供配置数据以定制程序行为，不过一些敏感的配置信息，比如像用户名、密码、密钥等通常都是由Secret这种资源对象来进行配置的，他们将相应的配置信息保存于对象中，而后在Pod资源上以存储卷的形式将其挂载并获取相应配置，以实现配置与镜像文件的解耦。

一、Secret资源对象

1） Secret概述

Secret资源对象存储数据的方式是以键值对的方式进行存储的，在Pod资源进行Secret的方式是通过环境变量或存储卷的方式进行访问数据，解决了密码、token、密钥等敏感数据的配置问题，而不需要将这些敏感数据暴露到镜像或者Pod的spec字段中。另外，Secret对象的数据存储和打印格式为Base64编码的字符串，因此用户在创建Secret对象时，也需要提供该类型的编码格式的数据。在容器中以环境变量或存储卷的方式访问时，会自动解码为明文格式。需要注意的是，如果是在Master节点上，Secret对象以非加密的格式存储在etcd中，所以需要对etcd的管理和权限进行严格控制。

2）Secret资源的类型

Secret有四种类型：
1）Service Account ：用来访问Kubernetes API，由Kubernetes自动创建，并且会自动挂载到Pod的/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount目录中；
2）Opaque ：base64编码格式的Secret，用来存储密码、密钥、信息、证书等，类型标识符为generic；
3）kubernetes.io/dockerconfigjson ：用来存储私有docker registry的认证信息，类型标识为docker-registry；
4）kubernetes.io/tls：用于为SSL通信模式存储证书和私钥文件，命令式创建类型标识为tls；

3）创建Secret的方式

假设存储的数据是：
username：root
password：123.com
以下的存储方式都是存储该信息！

1）使用--from-literal（文字）的方式

[root@master ~]# kubectl create secret generic mysecret01 --from-literal=username=root --from-literal=password=123.com
#创建一个secret资源对象，名称为mysecret01，采用的加密方式是generic（通用的、一般的加密方式）
#注意：这种方式每一条只能保存一条信息
[root@master ~]# kubectl get secrets mysecret01 
NAME         TYPE     DATA   AGE
mysecret01   Opaque   2      25s
[root@master ~]# kubectl describe secrets mysecret01     #查看该资源的详细信息
Name:         mysecret01
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Type:  Opaque                         #不透明的，看不到的

Data
====
password:  7 bytes                     #只能查看键的名称，无法查看到键对应的值
username:  4 bytes
[root@master ~]# kubectl get secrets mysecret01 -o yaml            
#将该资源以yaml文件的方式进行显示
apiVersion: v1
data:
  password: MTIzLmNvbQ==                       #键对应的值都是乱码，加密使用的是base64编码格式
  username: cm9vdA==
kind: Secret
metadata:
  creationTimestamp: "2020-02-14T10:08:21Z"
  name: mysecret01
  namespace: default
  resourceVersion: "2474"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/secrets/mysecret01
  uid: 1aee0635-7bfb-4e8a-a21e-be993e534156
type: Opaque
[root@master ~]# echo -n cm9vdAo= | base64 --d              #将乱码解码后的结果
root
[root@master ~]# echo -n MTIzLmNvbQ== | base64 --d
123.com

2）使用--from-file（文件）的方式

这种方式更第一种方式差不多，可能稍微显得麻烦一些！

[root@master ~]# echo root > username
[root@master ~]# echo 123.com > password
#需要先将要存储的键值对写入到文件中，并且每个文件只能写入一个值
[root@master ~]# kubectl create secret generic mysecret02 --from-file=username --from-file=password
[root@master ~]# rm -rf username password              
#即使文件删除之后，该资源键对应的值依然也是存在的
[root@master ~]# kubectl get secrets mysecret02
NAME         TYPE     DATA   AGE
mysecret02   Opaque   2      58s
[root@master ~]# kubectl describe secrets mysecret02
Name:         mysecret02
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Type:  Opaque

Data
====
password:  8 bytes
username:  5 bytes

3）通过 --from-env-file（环境变量）的方式

这种方式可以在同一个文件中写入多个键值对，推荐使用！

[root@master ~]# tee  env.txt <<EOF            #将多个需要存储的键值写入同一个文件中
 username=root
 password=123.com
 EOF
[root@master ~]# kubectl create secret generic mysecret03 --from-env-file=env.txt
secret/mysecret03 created
[root@master ~]# kubectl get secrets mysecret03
NAME         TYPE     DATA   AGE
mysecret03   Opaque   2      19s
[root@master ~]# kubectl describe secrets mysecret03
Name:         mysecret03
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Type:  Opaque

Data
====
username:  4 bytes
password:  7 bytes

4）通过yaml文件的方式

 [root@master ~]# echo root | base64                  #需要将键对应的值进行加密
cm9vdAo=
[root@master ~]# echo 123.com | base64
MTIzLmNvbQo=
[root@master ~]# vim secret.yaml  
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysecret04
data:
  username: cm9vdAo=                            #将加密后的值写到配置文件中
  password: MTIzLmNvbQo=
[root@master ~]# kubectl apply -f secret.yaml
[root@master ~]# kubectl get secrets mysecret04
NAME         TYPE     DATA   AGE
mysecret04   Opaque   2      118s
[root@master ~]# kubectl describe secrets mysecret04
Name:         mysecret04
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  
Type:         Opaque

Data
====
password:  8 bytes
username:  5 bytes

4）Secret资源的使用方式

1）以volume挂载的方式使用

[root@master ~]# vim secret-pod01.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: busybox
    args:
      - /bin/sh
      - -c
      - sleep 3000000                  #以上字段仅仅是创建一个容器
    volumeMounts:
    - name: secret-test
      mountPath: "/etc/secret-test"                  #指定容器中的目录
      readOnly: true                                         #以只读的方式挂载
  volumes:
  - name: secret-test
    secret:
      secretName: mysecret04          #指定的是已有的secret资源的名称
[root@master ~]# kubectl apply -f secret-pod01.yaml 
[root@master ~]# kubectl exec -it mypod /bin/sh        #进入容器
/ # cat -n /etc/secret-test/username /etc/secret-test/password     #查看对应的目录是否存在数据
     1  root
     2  123.com
#而且是已经解密后的数据         
/ # echo 12324235532 > /etc/secret-test/username 
/bin/sh: can't create /etc/secret-test/username: Read-only file system

现在，我们可以验证一下，如果此时更改secret04的内容，那么容器内对应的挂载目录下的内容是否更改？

[root@master ~]# echo zhangsan | base64
emhhbmdzYW4K
[root@master ~]# echo 123456 | base64
MTIzNDU2Cg==
[root@master ~]# vim secret.yaml 
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysecret04
data:
  username: emhhbmdzYW4K
  password: MTIzNDU2Cg==
[root@master ~]# kubectl apply -f secret.yaml 
[root@master ~]# kubectl exec -it mypod /bin/sh
/ # cat -n /etc/secret-test/username /etc/secret-test/password 
     1  zhangsan
     2  123456
#再次查看容器中数据，发现已经发生了变化！    

注意：如果采用volume挂载的方式调用secert存储的值，容器内的值会随着secert存储的值发生改变而变化！

2）用环境变量的方式运行

[root@master ~]# vim secret-pod02.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod2
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: busybox
    args:
      - /bin/sh
      - -c
      - sleep 3000000
    env:                                   #设置环境变量
      - name: SECRET_USERNAME               #指容器中的变量名称
        valueFrom:
          secretKeyRef:
            name: mysecret02                 #调用的是mysecret02 
            key: username                       #对应的是mysecret02中username对应的值
      - name: SECRET_PASSWORD     #同上
        valueFrom:
          secretKeyRef:
            name: mysecret02
            key: password
[root@master ~]# kubectl apply -f secret-pod02.yaml
[root@master ~]# kubectl exec -it mypod2 /bin/sh
/ # echo ${SECRET_USERNAME}
root
/ # echo ${SECRET_PASSWORD}
123.com
#进入容器之后，查看变量对应的值

注意：如果采用变量的方式调用secert存储的值，容器内的变量值并不会随着secert存储的值发生改变，除非重新生成pod。

二、ConfigMap资源对象

1）ConfigMap概述

我们知道，在几乎所有的应用开发中，都会涉及到配置文件的变更，比如说在web的程序中，需要连接数据库，缓存甚至是队列等等。而我们的一个应用程序从写第一行代码开始，要经历开发环境、测试环境、预发布环境只到最终的线上环境。而每一个环境都要定义其独立的各种配置。如果我们不能很好的管理这些配置文件，你的运维工作将顿时变的无比的繁琐。为此业内的一些大公司专门开发了自己的一套配置管理中心，如360的Qcon，百度的disconf等。kubernetes也提供了自己的一套方案，即ConfigMap。kubernetes通过ConfigMap来实现对容器中应用的配置管理。

2）ConfigMap的创建方式

其实configMap和secert资源对象的创建方式完全一样！

1）通过--from-literal的方式

[root@master ~]# kubectl create configmap configmap01 --from-literal=username=root --from-literal=password=123.com
#创建一个configmap资源，名称为configmap01
[root@master ~]# kubectl describe configmaps configmap01 
Name:         configmap01
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data      #可以很明确的看出存储的键对应的值，所以一般用于存储配置文件信息
====
password:
----
123.com
username:
----
root
Events:  <none>

2）通过--from-file的方式

[root@master ~]# echo root > username
[root@master ~]# echo 123.com > password
[root@master ~]# kubectl create configmap configmap02 --from-file=username --from-file=password
configmap/configmap02 created
[root@master ~]# kubectl describe configmaps configmap02
Name:         configmap02
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
password:
----
123.com

username:
----
root

Events:  <none>

3）通过--from-env-file的方式

[root@master ~]# tee 123.txt <<EOF
> username=root
> password=123.com
> EOF
[root@master ~]# kubectl create configmap configmap03 --from-env-file=123.txt
configmap/configmap03 created
[root@master ~]# kubectl describe configmaps configmap03
Name:         configmap03
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
username:
----
root
password:
----
123.com
Events:  <none>

4）通过yaml文件的方式

[root@master ~]# vim configmap.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: configmap04
data: 
  username: root                       #configmap使用yaml文件进行创建时，键对应的值无需事先加密
  password: 123.com                     #对应的值如果是数字，则需要单引号引起
[root@master ~]# kubectl apply -f configmap.yaml
[root@master ~]# kubectl describe configmaps configmap04
Name:         configmap04
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
                {"apiVersion":"v1","data":{"password":"123.com","username":"root"},"kind":"ConfigMap","metadata":{"annotations":{},"name":"configmap04","n...

Data
====
password:
----
123.com
username:
----
root
Events:  <none>

3）ConfigMap的使用方式

1）以volume挂载的方式使用

[root@master ~]# vim configmap-pod01.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: configmap-pod01
spec:
  containers:
  - name: configmap-pod01
    image: busybox
    args:
      - /bin/sh
      - -c
      - sleep 3000000
    volumeMounts:
    - name: configmap-test
      mountPath: "/etc/configmap-test"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: configmap-test
    configMap:
      name: configmap01
[root@master ~]# kubectl apply -f configmap-pod01.yaml
[root@master ~]# kubectl exec -it configmap-pod01 /bin/sh
/ # cat -n /etc/configmap-test/username /etc/configmap-test/password
     1  root
     2  123.com

ConfigMap资源采用volume挂载的方式，与Secret资源采用volume挂载的方式几乎是一样的，会随着源数据的变化而变化！

2）用环境变量的方式运行

[root@master ~]# vim configmap-pod02.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: configmap-pod02
spec:
  containers:
  - name: configmap-pod02
    image: busybox
    args:
      - /bin/sh
      - -c
      - sleep 3000000
    env:
      - name: CONFIGMAP_USERNAME
        valueFrom:
          configMapKeyRef:
            name: configmap04
            key: username                   #调用的是configmap04中username的值
      - name: CONFIGMAP_PASSWORD
        valueFrom:
          configMapKeyRef:
            name: configmap04
            key: password
[root@master ~]# kubectl apply -f configmap-pod02.yaml                      
[root@master ~]# kubectl exec -it configmap-pod02 /bin/sh
/ # echo ${CONFIGMAP_USERNAME}
root
/ # echo ${CONFIGMAP_PASSWORD}
123.com

ConfigMap资源采用环境变量的方式，与Secret资源采用变量变量的方式几乎是一样的，不会随着源数据的变化！

三、Secret与ConfigMap的异同点

1）相同点

都是用来保存轻量级信息的，可以供其他资源对象（Deployment、RC、RS和POd）进行挂载使用。
这两种资源对象的创建方法（4种）及引用方法（2种）都是一样的，都是以键值对的方式进行存储的。

2）不同点

Secret是用来保存敏感信息的，而configMap是用来保存一些不太重要的数据的，具体表现在当我们执行“kubectl describe ....”命令时，Secret这种类型的资源对象时查看不到其具体的信息的，而configMap是可以查看到其保存的具体内容的。

3）注意事项

1）Secret、ConfigMap必须在Pod之前创建；
2）只有与当前Secret、ConfigMap在同一个namespace内的pod才能使用这个Secret、ConfigMap，换句话说，Secret、ConfigMap不能跨命名空间调用。

——————————本文到此结束，感谢阅读————————————