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K8s:通過 Kustomize 實現(xiàn)YAML資源文件組合與繼承

在使用 helm 的時候，有些 chart 包里面，小伙伴可能會發(fā)現(xiàn)，好多資源對象是定義在一個文件里的，而且定義的順序是按照創(chuàng)建順序的，剛開始我一直以為是寫好之后又整合到一起的，但是后來遇到了 Kustomize,才發(fā)現(xiàn)可能并不是那樣。

Kustomize 通過 kustomization 文件 不但可以定制 Kubernetes 對象。還可以組合 多個資源對象為一個 yaml 文件 ，實現(xiàn)資源對象 yaml 文件的簡單管理。

組合和繼承資源

一種常見的做法是在項目中構(gòu)造資源集合并將其放到同一個文件或目錄中管理。 Kustomize 提供基于不同配置文件來合并資源并向其應用一些補丁或者其他定制的能力。

資源文件的組合

Kustomize 支持組合不同的資源。kustomization.yaml 文件的 resources 字段定義配置中要包含的資源列表。 你可以將 resources 列表中的路徑設(shè)置為資源配置文件的路徑。 下面是由 Deployment 和 Service 構(gòu)成的 NGINX 應用的示例：

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$cat deploy.yaml

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  creationTimestamp: null

  labels:

    app: web-deploy

  name: web

spec:

  replicas: 3

  selector:

    matchLabels:

      app: web

  strategy: {}

  template:

    metadata:

      creationTimestamp: null

      labels:

        app: web

    spec:

      containers:

      - image: nginx

        name: nginx-web

        ports:

        - containerPort: 80

          name: nginx-web

        resources: {}

status: {}

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$cat service.yaml

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: web-svc

  labels:

    app: nginx-svc

spec:

  ports:

  - port: 30088

    targetPort: 80

    name: nginx-web

  selector:

    app: web

定義如下的 kustomization yaml 文件，即可以做到 deploy 和 svc 的 yaml 文件整合

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$cat kustomization.yaml

resources:

- deploy.yaml

- service.yaml

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$ls

deploy.yaml  kustomization.yaml  service.yaml

kubectl kustomize ./ 檢查生成的資源文件

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$kubectl kustomize ./

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    app: nginx-svc

  name: web-svc

spec:

  ports:

  - name: nginx-web

    port: 30088

    targetPort: 80

  selector:

    app: web

---

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  creationTimestamp: null

  labels:

    app: web-deploy

  name: web

spec:

  replicas: 3

  selector:

    matchLabels:

      app: web

  strategy: {}

  template:

    metadata:

      creationTimestamp: null

      labels:

        app: web

    spec:

      containers:

      - image: nginx

        name: nginx-web

        ports:

        - containerPort: 80

          name: nginx-web

        resources: {}

status: {}

如果希望直接應用他們，可以實現(xiàn)下面的命令

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$kubectl apply  -k ./

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$kubectl get  svc web-svc

NAME      TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)     AGE

web-svc   ClusterIP   10.106.69.74   <none>        30088/TCP   25h

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$kubectl get  deployments.apps web

NAME   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE

web    3/3     3            3           25h

資源文件的繼承

補丁文件(Patches)可以用來對資源執(zhí)行不同的定制。用通俗的話講，即可以定義一些其他的文件(補丁文件)，在繼承原來資源文件的基礎(chǔ)上，重寫原來的單一的資源文件中某些字段。類似于面向?qū)ο罄锩娴睦^承關(guān)系。

Kustomize 通過 patchesStrategicMerge 和 patchesJson6902 支持不同的打補丁機制(重寫)。

模板化重寫

patchesStrategicMerge 的內(nèi)容是一個文件路徑的列表，其中每個文件都應可解析為 策略性合并補丁(Strategic Merge Patch)。 補丁文件中的名稱必須與已經(jīng)加載的資源的名稱匹配。 建議構(gòu)造規(guī)模較小的、僅做一件事情的補丁。

例如，構(gòu)造一個補丁來增加 Deployment 的副本個數(shù)；構(gòu)造另外一個補丁來設(shè)置內(nèi)存限制。

原始文件

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/patches]

└─$cat deployment.yaml

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: my-nginx

spec:

  selector:

    matchLabels:

      run: my-nginx

  replicas: 2

  template:

    metadata:

      labels:

        run: my-nginx

    spec:

      containers:

      - name: my-nginx

        image: nginx

        ports:

        - containerPort: 80

重寫 Deployment 的副本個數(shù)

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/patches]

└─$cat increase_replicas.yaml

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: my-nginx

spec:

  replicas: 3

重寫 pod 模板的內(nèi)存限制

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/patches]

└─$cat set_memory.yaml

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: my-nginx

spec:

  template:

    spec:

      containers:

      - name: my-nginx

        resources:

          limits:

            memory: 512Mi

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/patches]

└─$

kustomization 文件可以看做是描述繼承關(guān)系的文件

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/patches]

└─$ls

deployment.yaml  increase_replicas.yaml  kustomization.yaml  set_memory.yaml

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/patches]

└─$cat kustomization.yaml

resources:

- deployment.yaml

patchesStrategicMerge:

- increase_replicas.yaml

- set_memory.yaml

生成的新的資源文件

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/patches]

└─$kubectl kustomize ./

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: my-nginx

spec:

  replicas: 3

  selector:

    matchLabels:

      run: my-nginx

  template:

    metadata:

      labels:

        run: my-nginx

    spec:

      containers:

      - image: nginx

        name: my-nginx

        ports:

        - containerPort: 80

        resources:

          limits:

            memory: 512Mi

局部值重寫

并非所有資源或者字段都支持策略性合并補丁。為了支持對任何資源的任何字段進行修改， Kustomize 提供通過 patchesJson6902 來應用 JSON 補丁的能力。 為了給 JSON 補丁找到正確的資源，需要在 kustomization.yaml 文件中指定資源的組（group）、 版本（version）、類別（kind）和名稱（name）。 例如，為某 Deployment 對象增加副本個數(shù)的操作也可以通過 patchesJson6902 來完成：

# 創(chuàng)建一個 JSON 補丁文件

cat  patch.yaml

- op: replace

  path: /spec/replicas

  value: 3

# 創(chuàng)建一個 kustomization.yaml

cat ./kustomization.yaml

resources:

- deployment.yaml

patchesJson6902:

- target:

    group: apps

    version: v1

    kind: Deployment

    name: my-nginx

  path: patch.yaml

對象字段重寫

除了補丁之外，Kustomize 還提供定制容器鏡像或者將其他對象的字段值注入到容器中的能力，并且不需要創(chuàng)建補丁。 例如，你可以通過在 kustomization.yaml 文件的 images 字段設(shè)置新的鏡像來更改容器中使用的鏡像。

cat ./kustomization.yaml

resources:

- deployment.yaml

images:

- name: nginx

  newName: my.image.registry/nginx

  newTag: 1.4.0

組合中變量的使用

有些時候，Pod 中運行的應用可能需要使用來自其他對象的配置值。 例如，某 Deployment 對象的 Pod 需要從環(huán)境變量或命令行參數(shù)中讀取讀取 Service 的名稱。 由于在 kustomization.yaml 文件中添加 namePrefix 或 nameSuffix 時 Service 名稱可能發(fā)生變化，建議不要在命令參數(shù)中硬編碼 Service 名稱。 對于這種使用場景，Kustomize 可以通過 vars 將 Service 名稱注入到容器中。

deployment 中使用了變量

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/vars]

└─$cat deployment.yaml

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: my-nginx

spec:

  selector:

    matchLabels:

      run: my-nginx

  replicas: 2

  template:

    metadata:

      labels:

        run: my-nginx

    spec:

      containers:

      - name: my-nginx

        image: nginx

        command: ["start", "--host", "$(MY_SERVICE_NAME)"]

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/vars]

└─$cat service.yaml

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: my-nginx

  labels:

    run: my-nginx

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

  selector:

    run: my-nginx

kustomization.yaml 需要定義變量的來源。

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/vars]

└─$ls

deployment.yaml  kustomization.yaml  service.yaml

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/vars]

└─$cat kustomization.yaml

namePrefix: dev-

nameSuffix: "-001"

resources:

- deployment.yaml

- service.yaml

vars:

- name: MY_SERVICE_NAME

  objref:

    kind: Service

    name: my-nginx

    apiVersion: v1

查看組合后的變量情況

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/vars]

└─$kubectl kustomize ./

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    run: my-nginx

  name: dev-my-nginx-001

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

  selector:

    run: my-nginx

---

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: dev-my-nginx-001

spec:

  replicas: 2

  selector:

    matchLabels:

      run: my-nginx

  template:

    metadata:

      labels:

        run: my-nginx

    spec:

      containers:

      - command:

        - start

        - --host

        - dev-my-nginx-001

        image: nginx

        name: my-nginx

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/vars]

└─$

Bases 與 Overlays

Kustomize 中有 基準(bases) 和 覆蓋(overlays) 的概念區(qū)分。 這里可以理解為目錄級別 yaml 資源文件的繼承?；鶞?為父類目錄，覆蓋 為子類重寫目錄。

基準 是包含 kustomization.yaml 文件的一個目錄，其中包含一組資源及其相關(guān)的定制。 基準可以是本地目錄或者來自遠程倉庫的目錄，只要其中存在 kustomization.yaml 文件即可。

覆蓋 也是一個目錄，其中包含將其他 kustomization 目錄當做 bases 來引用的 kustomization.yaml 文件。 基準不了解覆蓋的存在，且可被多個覆蓋所使用。 覆蓋則可以有多個基準，且可針對所有基準中的資源執(zhí)行組織操作，還可以在其上執(zhí)行定制。

創(chuàng)建一個 bases 目錄。里面存放基準 的 yaml 文件

kustomization.yaml 文件定義

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/rebase]

└─$cat kustomization.yaml

resources:

- deployment.yaml

- service.yaml

合并后的基準文件

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/rebase]

└─$kubectl kustomize  ./

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    run: my-nginx

  name: my-nginx

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

  selector:

    run: my-nginx

---

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: my-nginx

spec:

  replicas: 2

  selector:

    matchLabels:

      run: my-nginx

  template:

    metadata:

      labels:

        run: my-nginx

    spec:

      containers:

      - image: nginx

        name: my-nginx

此基準可在多個覆蓋中使用。你可以在不同的覆蓋中添加不同的 namePrefix 或其他通用字段。 下面是兩個使用同一基準的覆蓋(具體的 Yaml 資源目錄繼承)：

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/]

└─$mkdir dev

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/]

└─$mkdir prod

編寫繼承的 yaml 資源文件目錄的 kustomization.yaml 文件

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize]

└─$cat ./prod/kustomization.yaml

bases:

- ../rebase

namePrefix: prod-

namespace: liruilong-prod

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize]

└─$cat ./dev/kustomization.yaml

bases:

- ../rebase

namePrefix: dev-

namespace: liruilong-dev

查看覆蓋(繼承)后新的資源文件

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize]

└─$kubectl kustomize  ./prod/

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    run: my-nginx

  name: prod-my-nginx

  namespace: liruilong-prod

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

  selector:

    run: my-nginx

---

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: prod-my-nginx

  namespace: liruilong-prod

spec:

  replicas: 2

  selector:

    matchLabels:

      run: my-nginx

  template:

    metadata:

      labels:

        run: my-nginx

    spec:

      containers:

      - image: nginx

        name: my-nginx

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize]

└─$kubectl kustomize  ./dev/

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    run: my-nginx

  name: dev-my-nginx

  namespace: liruilong-dev

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

  selector:

    run: my-nginx

---

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: dev-my-nginx

  namespace: liruilong-dev

spec:

  replicas: 2

  selector:

    matchLabels:

      run: my-nginx

  template:

    metadata:

      labels:

        run: my-nginx

    spec:

      containers:

      - image: nginx

        name: my-nginx

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize]

└─$

如何使用 Kustomize 來應用、查看和刪除對象

應用對象

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$kubectl apply -k ./

service/web-svc created

deployment.apps/web created

查看對象

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$kubectl get -k ./

NAME              TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)     AGE

service/web-svc   ClusterIP   10.100.206.11   <none>        30088/TCP   7s

NAME                  READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE

deployment.apps/web   1/3     3            1           7s

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$kubectl describe -k ./

Name:              web-svc

Namespace:         awx

Labels:            app=nginx-svc

Annotations:       <none>

Selector:          app=web

Type:              ClusterIP

。。。。。。

Name:                   web

Namespace:              awx

CreationTimestamp:      Sat, 24 Dec 2022 01:14:23 +0800

Labels:                 app=web-deploy

Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 1

Selector:               app=web

Replicas:               3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable

StrategyType:           RollingUpdate

MinReadySeconds:        0

。。。。。

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$kubectl diff -k ./

刪除對象

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$kubectl delete -k ./

service "web-svc" deleted

deployment.apps "web" deleted

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/kustomize/merge]

└─$

博文參考

https://kubectl.docs.kubernetes.io/zh/installation/

https://github.com/kubernetes-sigs/kustomize

https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/manage-kubernetes-objects/kustomization/

qiabib

作者：山河已無恙

歡迎關(guān)注微信公眾號 ：山河已無恙