K8s-kubectl(变更对比策略和拓展命令)

基于1.25

什么是变更对比策略

  • kuebctl apply 通过JSON/YAML，标准输入输出获取K8s集群进行配置更新

  • Kubectl edit 实时编辑K8s资源对象

  • kubectl patch 提供更新资源对象

  • kubectl diff 本地文件和实时资源对比

所以存在了不同的对比策略场景：

  • 变更对比逻辑在哪进行（服务端还是客户端）
  • 针对什么资源对象可以进行变更对象
  • 使用说明变更对比算法

服务端应用和客户端应用

服务端应用

通过声明式的方法，kuebctl 发送完整的对象描述去创建和更新对象。

kubectl提供了俩个命令参数实现支持服务端：

  • server-side：服务端应用的开关，当设置为true时，开启并使用服务端应用
  • force-conflicts：冲突解决策略，当设置为true；会强制应用变更

kubectl apply 和kubectl diff 都支持启用服务端应用

kubectl patch 值提供服务端应用的变更方式

客户端应用

与服务端不同，客户端在处理变更和冲突逻辑之后，把处理后的变更发送给服务端

  • kubectl apply 和 kubectl diff 默认使用客户端应用更新策略
  • kubectl edit 和 kubectl annotation 值提供客户端更新策略

  1. 获取变更配置：kubectl把用户提供的变更内容转换为runtime.Object对象后，会进一步将改对象编码为JSON格式的字节数组，作为待变更配置
  2. 获取服务端对象：kubectl请求kube-apisever获取最新服务端对象
  3. 计算变更内容：kubectl内部有一个专门计算变更的Patcher工具，会比形成完整的变更差异
  4. 应用变更内容：kubectl计算之后的作为参数，使用Patch进行kube-apiserver请求变更
  • 使用客户端变更，可以减少kube-apiserver压力
  • 如果多个来源同一时间请求变更，可能失败，kubectl实现了失败检测重试机制
    • 如果失败的原因是变更冲突，才进入重试（最大重试次数5）
    • 第一次重试，先从kube-apiserver获取最新资源
    • 第2-5次，为了减少频繁获取，退避1s重试

策略对比器和JSON对比器

kubectl支持提供了策略对比器（strategicpatch）和JSON对比器（jsonmerepatch）俩种

策略对比器

除了常规的字段对比，策略对比还支持使用对应的内置资源来对应OpenAPI资源类型提供的Schema信息进行对比，还可以进行更复杂的指令策略（Directive）对比

在实际中，常用的指令策略-retainKeys

  • 描述在变更时需要整体保留/替换字段

JSON对比器

无法从kube-apiserver中获取自定义资源的对象的OpenAPI，在K8s源码中也无法为每个用户自定义资源对象特定的资源实现类。

实现对比：

  • 先把用户自定义的资源对象转换为JSON格式，然后递归便利对比JSON对象的各个字段，找到全部变更内容

  • JSON无法实现高级对比，但是JSON支持注入预检查（PreconditionFunc）实现拓展对比

双路合并和三路合并

k8s对比分三类：新增字段、修改字段、删除字段

双路合并（2-way-Merge）：基于变更配置和当前配置 来计算变更

  • kubectl edit｜kubectl taint｜kubectl cordon 等

三路合并（3-way-Merge）：当前配置（服务端获取的完整的资源对象配置）、变更配置（由用户提供的、待生效的资源配置）、最后应用配置（用户提供的、已生效的最新资源配置）

  • 最后的应用配置通过读取配置的annotation的kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration注解内容来获取

  • 在更新成功后，变更配置会被写入``kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration`

三路合并流程

  1. 比较变更配置和当前配置
    • 将变更配置中存在、当前配置中不存在的字段作为新增字段
    • 将变更配置和当前配置中都存在但值不同的字段作为修改字段
    • 忽略当前配置中存在、变更配置中不存在的字段
  2. 比较变更配置和最后应用配置，将最后应用配置中存在、变更配置中不存在的字段作为删除字段
  3. 合并第一步的新增字段和修改字段，以及第2步中的删除字段，合并的内容作为变更内容

拓展命令

除了预置的kubectl命令，kubectl还支持插件拓展命令

拓展原理

设计插件，需要循环以下设计原则：

  1. 无需在kubectl上进行任何安装和配置，符合一定命名规范的二进制文件都可以直接作为插件（设置到/usr/bin/kubectl-educate-dplphins，就可以使用kubectl educate dplphins
  2. kubectl 所有输入参数都会提供给二进制文件
    • 拓展命令执行优先级最低，输入参数先匹配到核心，就会先匹配

拓展命令管理器Krew

Krew上K8s官方提供的拓展命令管理工具，实现对拓展命令的查找、安装、使用和管理

#1.更新可用命令
kubectl krew update
#2.搜索可用的拓展命令
kubectl krew seacrch
#3.安装拓展命令
kubectl krew install access-matrix
#4.使用拓展命令
kubectl access-matrix
# 5.更新拓展命令
kubectl krew upgrade
#6.卸载拓展命令
kubectl krew uninstall access-matrix