K8s基于Reloader的ConfigMap/Secret熱更新

背景

K8s中部署的工作負載使用ConfigMapSecret時,存在兩種方式:

  • 環境變量 Env 方式掛載
  • 文件方式掛載

當更新ConfigMapSecret時,掛載到Pod中的數據存在兩種情況:

  • Env 方式掛載的環境變量不會同步更新
  • 文件方式掛載的數據會同步更新(存在秒級延時)

大部分場景下,在更新了ConfigMapSecret中的信息后,都希望Pod內業務能讀取到最新的值。通常都會手動去滾動更新一下Pod,重新讀取環境變量或文件內容。當前社區已經有對應的開源工具Reloader實現了ConfigMap/Secret更新時自動觸發Pod的滾動更新。

Reloader介紹

Reloader 通過watch ConfigMapSecret 中的變化,對 DeploymentDaemonSetStatefulSet 等負載的 Pod 進行滾動升級。

兼容性

Reloader 兼容的 K8s 版本為>=1.9。

常用配置

以下使用Deployment舉例:

  • Deployment 中使用的所有 ConfigMap 和 Secret 變動都會觸發 Pod 滾動更新
    在Deployment 的metadata.annotations中添加reloader.stakater.com/auto: "true"
    kind: Deployment
    metadata:
      annotations:
        reloader.stakater.com/auto: "true"
    spec:
      template:
    
  • Deployment 中的部分 ConfigMap 和 Secret 變動會觸發 Pod 滾動更新
    在Deployment 的metadata.annotations中添加reloader.stakater.com/search: "true"
    kind: Deployment
    metadata:
      annotations:
        reloader.stakater.com/search: "true"
    spec:
      template:
    
    同時在需要觸發 Pod 更新的 ConfigMap 或 Secret 中的metadata.annotations中添加reloader.stakater.com/match: "true"
    kind: ConfigMap
    metadata:
      annotations:
        reloader.stakater.com/match: "true"
    data:
      key: value
    
  • Deployment 中指定 ConfigMap 或 Secret 的變動觸發 Pod 滾動更新
    在Deployment 的metadata.annotations中添加configmap.reloader.stakater.com/reload: "foo-configmap,bar-configmap,baz-configmap",指定這些 ConfigMap 才會觸發 Pod 的更新。多個 ConfigMap 使用逗號分隔
    kind: Deployment
    metadata:
      annotations:
        configmap.reloader.stakater.com/reload: "foo-configmap,bar-configmap,baz-configmap"
    spec:
      template: 
        metadata:
    
    在Deployment 的metadata.annotations中添加secret.reloader.stakater.com/reload: "foo-secret,bar-secret,baz-secret",指定這些 Secret 才會觸發 Pod 的更新。多個 Secret 使用逗號分隔
    kind: Deployment
    metadata:
      annotations:
        secret.reloader.stakater.com/reload: "foo-secret,bar-secret,baz-secret"
    spec:
      template: 
        metadata:
    

其他配置

  • 忽略 ConfigMap 或 Secret 變動(全局
    在 Reloader deployment的spec.template.spec.container.args中添加參數:

    參數 描述
    --resources-to-ignore=configMaps 忽略 configMaps 變動
    --resources-to-ignore=secrets 忽略 secrets 變動

    --resources-to-ignore參數只支持忽略一種資源,若要同時忽略 configMaps 和 secrets 的變動,則只需要把 Reloader 副本數降為0。

  • 忽略 Namespace 中的變動
    在 Reloader deployment的spec.template.spec.container.args中配置參數--namespaces-to-ignore={namespace}

  • 覆蓋默認相關annotation

    參數 描述
    --auto-annotation 覆蓋默認的annotation reloader.stakater.com/auto
    --auto-search-annotation 覆蓋默認的annotation reloader.stakater.com/search
    --search-match-annotation 覆蓋默認的annotation reloader.stakater.com/match
    --configmap-annotation 覆蓋默認的annotation configmap.reloader.stakater.com/reload
    --secret-annotation 覆蓋默認的annotation secret.reloader.stakater.com/reload

更多信息參考:https://github.com/stakater/Reloader

實戰驗證

測試環境準備

  • 創建namespace
    輸入命令,創建一個namespace,名為ns1
kubectl create ns ns1
  • 安裝reloader
    輸入如下命令,安裝reloader相關deployment。
$ kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/stakater/Reloader/master/deployments/kubernetes/reloader.yaml
  • 創建configmap
    使用kubectl apply -f cm.yaml命令創建configmap。cm.yaml文件內容如下:
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: test-config-file
  namespace: ns1
  annotations:
#    reloader.stakater.com/match: "true"
data:
  info.yaml: |
    user=aliens
    age=22
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: test-config-env
  namespace: ns1
  annotations:
#    reloader.stakater.com/match: "true"
data:
  COUNTRY: china
  CITY: beijing
  • 創建deployment
    使用kubectl apply -f nginx-deploy.yaml命令創建configmap。nginx-deploy.yaml文件內容如下:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  namespace: ns1
  annotations:
#    configmap.reloader.stakater.com/reload: "test-config-file"
#    reloader.stakater.com/search: "true"
     reloader.stakater.com/auto: "true"
spec:
  selector: 
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        env:
          # Define the environment variable
          - name: COUNTRY
            valueFrom:
              configMapKeyRef:
                name: test-config-env
                key: COUNTRY
          - name: CITY
            valueFrom:
              configMapKeyRef:
                name: test-config-env
                key: CITY
        volumeMounts:
        - name: foo
          mountPath: "/etc/foo"
          readOnly: true
      volumes:
      - name: foo
        configMap:
          name: test-config-file

Reloader功能驗證

  1. 更新configmap(以文件方式掛載)
    使用命令kubectl -nns1 edit cm test-config-file編輯configmap,設置user的值為ted。查看pod已經滾動更新。
? kubectl edit cm -nns1 test-config-file
configmap/test-config-file edited
? kubectl get pods -nns1
NAME                     READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-5dff48f5dd-m528h   0/1     ContainerCreating   0          6s
nginx-6f455f8cd5-9h7pp   1/1     Running             0          34m

查看新啟動pod中configmap所掛載的文件內容,發現user的值已經變為ted

? kubectl exec -it nginx-5dff48f5dd-m528h  -nns1 -- cat /etc/foo/info.yaml
user=ted
age=22
  1. 更新configmap(以環境變量方式注入)
    使用命令kubectl -nns1edit cm test-config-env編輯configmap,設置CITY的值為shenzhen。查看pod已經滾動更新。
? kubectl edit cm -nns1 test-config-env
configmap/test-config-env edited
? kubectl get pods -nns1
NAME                     READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-5b4cb86669-9cv6k   0/1     ContainerCreating   0          6s
nginx-5dff48f5dd-m528h   1/1     Running             0          9m35s

查看新啟動pod中configmap所注入的環境變量,發現CITY的值已經變為shenzhen

? kubectl exec -it nginx-5b4cb86669-9cv6k -nns1 -- env|grep CITY
CITY=shenzhen

注意事項

  • Reloader自動觸發滾動更新,可能會導致業務中斷。使用該功能時需要評估pod滾動更新對業務帶來的影響。
  • reloader.stakater.com/auto的優先級高于reloader.stakater.com/search
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