Топовые решения для Kubernetes в 2024 году. Часть №1

Kubernetes обладает возможностями, о которых даже опытные разработчики могут не до конца знать. Эти хаки раскрывают более мощные трюки, которые значительно расширят ваши возможности. Это не ежедневные советы, а идеи, как заставить Kubernetes делать удивительные вещи.
1. Временные контейнеры для устранения неполадок в реальном времени

С ними у вас появляется возможность динамически вставлять контейнер для устранения неполадок в работающий модуль, предоставляя временную среду для отладки в режиме реального времени без изменения первоначальных настроек модуля. Эта функция незаменима для диагностики проблем в рабочей среде, где традиционные методы отладки могут нарушить работу сервиса.


Что такое временный контейнер?

Его можно временно добавить в работающий модуль. Он запускает инструменты отладки, которые не включены в основные контейнеры модуля, и предлагает мощный способ исследования и устранения проблем. Как только вы закончите работу с временным контейнером, его можно удалить, не затронув исходный модуль.


Как использовать временные контейнеры

Используйте команду kubectl debug, которая позволит внедрить контейнер отладки в существующий модуль. Например, чтобы начать сеанс отладки с контейнером Ubuntu в модуле с именем myapp-pod, вы должны использовать:


kubectl debug myapp-pod -it --image=ubuntu --target=myapp-container

В этой команде --target указывает контейнер внутри модуля, в котором вы хотите запускать команды отладки. Откроется интерактивная оболочка внутри контейнера Ubuntu, где вы сможете установить инструменты отладки.


Когда использовать временные контейнеры

Они особенно полезны для:


  • Проверки запущенных процессов в контейнере.
  • Проверки файловых систем или конфигураций внутри модуля.
  • Перехвата сетевого трафика между контейнерами.
Лучшие практики для временных контейнеров

  • Ограничьте доступ. Учитывая их мощность, убедитесь, что только уполномоченный персонал может загружать одноразовые контейнеры в модули.
  • Ведите журналы, когда и почему используются временные контейнеры, чтобы обеспечить подотчетность и использовать их в будущем при устранении неполадок.
  • Экономно используйте временные контейнеры и старайтесь сократить срок их службы, чтобы свести к минимуму воздействие на работающие приложения.
Дополнительно

2. Динамический контроль допуска для индивидуального управления

Динамический контроль доступа в Kubernetes позволяет применять сложные правила и политики управления к объектам Kubernetes в режиме реального времени. С помощью MutatingAdmissionWebhook и ValidatingAdmissionWebhook администраторы могут изменять входящие запросы к серверу API Kubernetes или вообще отклонять их, обеспечивая соблюдение политик организации и повышая безопасность кластера.


Что такое динамический контроль допуска?

Это функция Kubernetes, которая позволяет администраторам перехватывать, проверять и изменять запросы к серверу API Kubernetes до завершения создания, изменения или удаления объекта. Она работает с помощью контроллеров доступа, которые представляют собой плагины и гарантируют соблюдение правил управления.


Как использовать динамический контроль доступа

Вы определяете серверы webhook для доступа, к которым Kubernetes должен обращаться перед выполнением определенных запросов API. Например, чтобы убедиться, что для всех модулей установлены ограничения на ресурсы, вы можете настроить вебхук ValidatingAdmissionWebhook.


Создайте сервер Webhook: например, который может проверять или изменять объекты Kubernetes. Вот упрощенный пример того, что сервер может ожидать от проверки ограничения ресурсов модуля:


from flask import Flask, request, jsonify

app = Flask(__name__)
@app.route('/validate-pods', methods=['POST'])
def validate():
    request_info = request.get_json()
    try:
        # Example validation: Ensure CPU limits are set
        containers = request_info["request"]["object"]["spec"]["containers"]
        for container in containers:
            if "resources" not in container or "limits" not in container["resources"] or "cpu" not in container["resources"]["limits"]:
                return jsonify({
                    "response": {
                        "allowed": False,
                        "status": {
                            "message": "Missing CPU resource limits"
                        }
                    }
                })
        return jsonify({"response": {"allowed": True}})
    except KeyError as e:
        return jsonify({
            "response": {
                "allowed": False,
                "status": {
                    "message": f"Error processing request: {e}"
                }
            }
        })
if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True, host='0.0.0.0', port=443, ssl_context=('cert.pem', 'key.pem'))

Зарегистрируйте вебхук в Kubernetes, создав ValidatingWebhookConfiguration, указывающий на ваш сервер вебхука:


apiVersion: admissionregistration.k8s.io/v1
kind: ValidatingWebhookConfiguration
metadata:
  name: "pod-validator-webhook"
webhooks:
  - name: "validator.example.com"
    rules:
      - operations: ["CREATE"]
        apiGroups: [""]
        apiVersions: ["v1"]
        resources: ["pods"]
    clientConfig:
      service:
        name: "webhook-service"
        namespace: "default"
        path: "/validate-pods"
      caBundle: "<CA_BUNDLE>"
    admissionReviewVersions: ["v1"]
    sideEffects: None
Когда использовать динамический контроль доступа

Он наиболее эффективен в сценариях, когда вам необходимо обеспечить соблюдение определенных политик организации:


  • Ограничения ресурсов для всех контейнеров во избежание перегрузки.
  • Соблюдение соглашений об именах ресурсов для улучшения управления.
  • Предотвращение использования определенных образов контейнеров из ненадежных реестров.

Лучшие практики для динамического контроля допуска

  • Сосредоточьтесь на политиках управления, которые необходимо применять во всем кластере.
  • Тщательно протестируйте вебхуки в среде разработки, чтобы убедиться, что они случайно не блокируют законные запросы.
  • Ведите подробные журналы решений по контролю доступа для проверки поведения и устранения неполадок в отклоненных запросах.
Дополнительно

3. Расширенное управление конфигурацией

Kustomize упрощает более сложные стратегии развертывания непосредственно из kubectl. Он позволяет создавать индивидуальные оверлеи, которые корректируют базовые конфигурации для различных сред, таких как разработка, промежуточный этап и производство, без дублирования.


Что такое Kustomize

Kustomize — это встроенный инструмент kubectl для настройки конфигураций ресурсов Kubernetes. Он позволяет определить базовую конфигурацию и создавать варианты (оверлеи) для разных сред. Такой подход сохраняет конфигурации сухими, без повторов, и упрощает управление сложными приложениями Kubernetes.


Как использовать Kustomize

Разделите конфигурации структур на базовые и оверлеи. База содержит общие определения ресурсов, в то время как оверлеи изменяют эти ресурсы для конкретных целей.


  1. Создайте базовую конфигурацию kustomization.yaml — файлом, который ссылается на ваши ресурсы Kubernetes:

# kustomization.yaml in the base directory
resources:
  - deployment.yaml
  - service.yaml

Здесь deployment.yaml и service.yaml — это стандартные файлы ресурсов Kubernetes.


Создайте оверлей для каждой среды, определяющее настройки. Например, чтобы создать оверлей разработки:


# kustomization.yaml in the development overlay directory
bases:
  - ../../base
patchesStrategicMerge:
  - deployment_patch.yaml

deployment_patch.yaml содержит изменения, специфичные для среды разработки, например, разное количество реплик:


apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app
spec:
  replicas: 2

используйте kubectl, чтобы применить конфигурацию оверлея к вашему кластеру:


kubectl apply -k overlays/development/

Эта команда объединяет базу с оверлеем разработки и применяет результат к вашему кластеру.


Когда использовать Kustomize

Когда управляете сложными конфигурациями в нескольких средах без дублирования определений ресурсов. Она идеально подходит для:


  • Развертывания одного и того же приложения с небольшими различиями в разных средах.
  • Управления флагами функций или параметрами, зависящими от среды.
  • Реализации GitOps, в котором изменения конфигурации версионируются и проверяются.

Лучшие практики для Kustomize

  • Упорядочивайте определения ресурсов. Держите базовые конфигурации организованными и минималистичными. Используйте оверлеи для настройки с учетом особенностей среды.
  • Сохраняйте настроенные конфигурации в системе управления версиями, чтобы отслеживать изменения и откатывать их при необходимости.
  • Внимательно просмотрите изменения. Прежде чем применять изменения, используйте kubectl kustomize <directory> для создания объединенных конфигураций и проверьте их точность.
Дополнительно

Ответим на все вопросы по переносу, сборке и развертывании.
Kubernetes для Enterprise