导言：在 Kubernetes 中，ConfigMap 是允许管理员将配置组件与镜像内容解耦，使容器化应用程序产生可移植性的一种资源。ConfigMap 可以与 Kubernetes Pod 一起使用，用于动态添加或更改容器中的使用文件。本文将阐述 Kubernetes ConfigMap 如何利用动态应用程序的方法来解决轻量级文件服务器部署到 Kubernetes 集群中的问题。
ConfigMap 概览
生产环境中很多应用程序的配置可能需要通过配置文件、命令行参数和环境变量的组合来完成。这些配置应该从镜像中解耦，通过这种方式来保持容器化应用程序的可移植性。在 Kubernetes 1.2 版本以后，研发人员引入 ConfigMap 来处理这种类型的配置数据。
简单来说，ConfigMap 是容器的配置管理。在容器运行时，ConfigMap 把配置文件、命令行参数、环境变量、端口号和其他配置组件绑定到 Pod 的容器和系统组件上，同时将应用的代码和配置区分开。从数据角度来看，ConfigMap 的类型只是键值对。从应用角度来看，管理员可以从不同角度来配置它。
在 Pod 中使用 ConfigMap 大致有以下三种方式：
- 将 ConfigMap 中的数据设置为环境变量；
- 将 ConfigMap 中的数据设置为命令行参数；
- 将 ConfigMap 作为文件或目录挂载。
另外，由于应用会从环境变量和包含配置数据的文件中读取配置信息，所以 ConfigMap 是可以支持这两种读取方式的。
创配置 ConfigMap 的注意事项
众所周知，ConfigMap 与 Secret 很相似。但是，ConfigMap 主要用来存储和共享非敏感、未加密的配置信息。Secret 是用来存储敏感信息（例如：密码）。除了这个大家都了解的注意事项外，在配置 ConfigMap 时还要注意以下 4 点：
- ConfigMap 必须在被 Pod 使用之前创建；
- Pod 只能使用在同一 Namespace 中的 ConfigMap；
- ConfigMap 大小的配额是一个已经设置好的功能；
- Kubelet 只支持 API 服务器中的 Pod 使用 ConfigMap。
注：API 服务器中的 Pod 包括用 Kubectl 创建的 Pod、间接通过 replication controller 创建的 Pod，不包括通过 Kubelet 的 –manifest-url 标志创建的 Pod，也不包括从它的 REST API 创建的 Pod。
ConfigMap 用于动态应用程序的实践
需要解决的问题
作为 Kubernetes 安装程序的一部分，很多人希望可以将轻量级文件服务器部署到 Kubernetes 集群中以此处理默认（root - path）入口请求。并且，我认为如果我们可以编辑 index.html 和 CSS 文件而不必重新部署应用程序。
为了解决这个用例，我们决定构建一个 Golang 应用程序，将其部分文件系统映射到 Kubernetes ConfigMap 资源中。
Golang Fileserver
文件服务器应用程序的设计非常简单，它仅用于提供静态内容。这种方式可以帮助 Kubernetes 用户使用入口功能。
package main
import (
“log”
“net/http”
)
func main() {
fs := http.FileServer(http.Dir(“html”))
http.Handle(“/”, fs)
log.Println(“Listening…”)
http.ListenAndServe(“:8080”, nil)
}
应用程序使用以下 Dockerfile 内容构建容器镜像。它是一个两阶段的 Dockerfile，首先在 Alpine 容器中执行 Golang 构建，然后将已编译的二进制和空 helm 目录复制到最终的 scratch-based 镜像上。
# build stage
FROM golang:alpine AS builder
WORKDIR /usr/local/go/src
COPY main.go .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -o main .
# final stage
FROM scratch
WORKDIR /
COPY --from=builder /usr/local/go/src/main main
COPY html html
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["/main"]
在 Golang 应用程序中使用 scratch 容器来部署 Golang 容器是一种更安全、更轻量级的方法。
部署和运行
我使用 make 来自动化 Docker 操作。以下是此应用程序的 Makefile 。
VERSION？= 0.0.1
NAME？=“ingress-default”
AUTHOR？=“Jimmy Ray”
PORT_EXT？= 8080
PORT_INT？= 8080
NO_CACHE？= true
.PHONY：build run stop clean
build：
docker build -f scratch.dockerfile.-t $（NAME）\：$（VERSION） - no-cache = $（NO_CACHE）
run： docker
run --name $（NAME）-d -p $（PORT_EXT）：$（PORT_INT）$（NAME） \：$（VERSION）&& docker ps -a --format“{{.ID}} \ t {{.Names}}”| grep $（NAME）
stop：
docker rm $$（docker stop $$（docker ps） -a -q --filter“ancestor = $（NAME）：$（VERSION）” - format =“{{.ID}}”））
clean：
@rm -f main
DEFAULT：build
我们可以使用 make 消除重复任务之间的可变性。有了上述的 Makefile，在将测试的应用程序部署到 Kubernetes 之前，我们可以在 Docker 中构建和运行应用程序。
配置 Kubernetes
对于此解决方案，我们需要配置 Kubernetes Namespace、ConfigMap、Deployment、Service 和 Ingress。我们通过使用 kubectl apply -f 的方法来完成此操作（这是对 Kubernetes 集群资源应用更改的声明式方法）。
下面是我们将 munge 的 Kubernetes 资源的 YAML 文件。
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: ingress-default
labels:
app: ingress-default
---
kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
name: ingress-default-static-files
namespace: ingress-default
labels:
app: ingress-default
data:
index.html: |
<!doctype html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>Cluster Ingress Index</title>
<link rel="stylesheet" href="main.css">
</head>
<body>
<table class="class1">
<tr>
<td class="class2">Kubernetes Platform</td>
</tr>
<tr>
<td class="class1">
<table class="class3">
<tr><td><h1>Cluster Ingress Index</h1></td></tr>
</table>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<table class="class3">
<tr>
<td>
<h2>The following are links to this cluster's ingress resources:</h2>
</td>
</tr>
<tr>
<td class="class4">
<a href="https://<ROOT_INGRESS_PATH>" target="_blank">Root Ingress</a><br/>
<a href="https://<OTHER_INGRESS_PATH>" target="_blank">Other Ingress</a><br/>
</td>
</tr>
</table>
</td>
</tr>
</table>
</body>
</html>
main.css: |
body {
background-color: rgb(224,224,224);
font-family: Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif;
font-size: 100%;
}
.class1 {
...
}
.class2 {
...
}
.class3 {
...
}
.class4 {
...
}
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
labels:
app: ingress-default
name: ingress-default
namespace: ingress-default
spec:
selector:
matchLabels:
app: ingress-default
replicas: 1
template:
metadata:
labels:
app: ingress-default
name: ingress-default
spec:
containers:
- name: ingress-default
image: <IMAGE_REGISTRY_REPO_TAG>
imagePullPolicy: Always
resources:
limits:
cpu: 100m
memory: 10Mi
requests:
cpu: 100m
memory: 10Mi
volumeMounts:
- readOnly: true
mountPath: html
name: html-files
volumes:
- name: html-files
configMap:
name: ingress-default-static-files
---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
name: ingress-default
namespace: ingress-default
labels:
app: ingress-default
spec:
selector:
app: ingress-default
ports:
- name: http
protocol: TCP
port: 80
targetPort: 8080
---
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: default-ingress
namespace: ingress-default
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
kubernetes.io/ingress.class: "nginx"
labels:
app: ingress-default
spec:
rules:
- http:
paths:
- path: /
backend:
serviceName: ingress-default
servicePort: 80
正如在 YAML 中的：
ingress-default-static-files
我们可以知道，ConfigMap 包含index.html 和 main.css 文件的内容。通过编辑或替换此 ConfigMap，我们可以更改在 Golang 文件服务器应用程序中的文件。
使用 ConfigMap 作为卷
在 Docker 和 Kubernetes 的中，卷用于解决两个问题：
- 需要持久化的文件系统；
- 需要在容器之间共享的文件系统。
现在，我们将已部署在容器中的卷映射到 ConfigMap 资源中。在下面的代码段中，被配置的 html-files 卷可能被 Pod 中的所有容器使用。
卷会将数据配置映射到 ConfigMap 中的 ingress-default-static-files 上。
...volumes:
- name: html-files
configMap:
name: ingress-default-static-files…
在 Pod 级别配置卷后，我们将配置的卷装入容器中。将此卷的挂载映射到在 Pod 中配置的 html-files 卷上。通过此映射，应用程序容器现在可以访问 ConfigMap 中的两个文件：html/index.html 和 html/mian.css。
...volumeMounts:
- readOnly: true
mountPath: html
name: html-files
当在 Kubernetes 集群中启动 Golang 应用程序时，ingress-default 会在 NGINX 入口控制器中配置上游规则。生成的路径将通过 NGINX 入口控制器将集群边缘连接到ingress-default 服务上。此服务指向 Golang 文件服务的 app Pod 中。在运行时，它为 ingress 控制器的根路径上的默认 Web 应用程序提供服务。如果需要更改此网页，我们只需要 edit/replace ConfigMap。
结语
容器编排的一个关键好处是，它承诺消除多个容器工作负载所需的“无差异的繁重工作”。通过使用 Kubernetes 声明性配置功能（如 ConfigMap），可以提高应用程序部署和更改集群状态的效率与速度。我们通过将 ConfigMap 资源作为已安装的卷，使用正在运行的容器，可以从容器中抽象配置和内容，减少对镜像重构和重新部署容器的需求。
