使用存储版本迁移功能来迁移 Kubernetes 对象

使用存储版本迁移功能来迁移 Kubernetes 对象

特性状态： Kubernetes v1.30 [alpha]

Kubernetes 依赖主动重写的 API 数据来支持与静态存储相关的一些维护活动。两个著名的例子是已存储资源的版本化模式（即针对给定资源的首选存储模式从 v1 更改为 v2）和静态加密（即基于数据加密方式的变化来重写过时的数据）。

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，且必须配置 kubectl 命令行工具让其与你的集群通信。建议运行本教程的集群至少有两个节点，且这两个节点不能作为控制平面主机。如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群，或者你可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：

你的 Kubernetes 服务器版本必须不低于版本 v1.30. 要获知版本信息，请输入 kubectl version.

确保你的集群启用了 StorageVersionMigrator 和 InformerResourceVersion 特性门控。你需要有控制平面管理员权限才能执行此项变更。

在 API 服务器上将运行时配置 storagemigration.k8s.io/v1alpha1 设为 true，启用存储版本迁移 REST API。有关如何执行此操作的更多信息，请阅读启用或禁用 Kubernetes API。

使用存储版本迁移来重新加密 Kubernetes Secret

首先配置 KMS 驱动，以便使用如下加密配置来加密 etcd 中的静态数据。

kind: EncryptionConfiguration
apiVersion: apiserver.config.k8s.io/v1
resources:
  - resources:
      - secrets
    providers:
      - aescbc:
        keys:
          - name: key1
            secret: c2VjcmV0IGlzIHNlY3VyZQ==

确保通过将 --encryption-provider-config-automatic-reload 设置为 true，允许自动重新加载加密配置文件。

使用 kubectl 创建 Secret。

kubectl create secret generic my-secret --from-literal=key1=supersecret

验证该 Secret 对象的序列化数据带有前缀 k8s:enc:aescbc:v1:key1。

按照以下方式更新加密配置文件，以轮换加密密钥。

kind: EncryptionConfiguration
apiVersion: apiserver.config.k8s.io/v1
resources:
  - resources:
      - secrets
    providers:
      - aescbc:
        keys:
          - name: key2
            secret: c2VjcmV0IGlzIHNlY3VyZSwgaXMgaXQ/
      - aescbc:
        keys:
          - name: key1
            secret: c2VjcmV0IGlzIHNlY3VyZQ==

要确保之前创建的 Secret my-secert 使用新密钥 key2 进行重新加密，你将使用存储版本迁移。

创建以下名为 migrate-secret.yaml 的 StorageVersionMigration 清单：

kind: StorageVersionMigration
apiVersion: storagemigration.k8s.io/v1alpha1
metadata:
  name: secrets-migration
spec:
  resource:
    group: ""
    version: v1
    resource: secrets

使用以下 kubectl 命令创建对象：

kubectl apply -f migrate-secret.yaml

通过检查 StorageVersionMigration 的 .status 来监控 Secret 的迁移。成功的迁移应将其 Succeeded 状况设置为 true。获取 StorageVersionMigration 对象的方式如下：

kubectl get storageversionmigration.storagemigration.k8s.io/secrets-migration -o yaml

输出类似于：

kind: StorageVersionMigration
apiVersion: storagemigration.k8s.io/v1alpha1
metadata:
  name: secrets-migration
  uid: 628f6922-a9cb-4514-b076-12d3c178967c
  resourceVersion: "90"
  creationTimestamp: "2024-03-12T20:29:45Z"
spec:
  resource:
    group: ""
    version: v1
    resource: secrets
status:
  conditions:
    - type: Running
      status: "False"
      lastUpdateTime: "2024-03-12T20:29:46Z"
      reason: StorageVersionMigrationInProgress
    - type: Succeeded
      status: "True"
      lastUpdateTime: "2024-03-12T20:29:46Z"
      reason: StorageVersionMigrationSucceeded
  resourceVersion: "84"

验证存储的 Secret 现在带有前缀 k8s:enc:aescbc:v1:key2。

更新 CRD 的首选存储模式

考虑这样一种情况：用户创建了 CustomResourceDefinition (CRD) 来提供自定义资源 (CR)，并将其设置为首选的存储模式。当需要引入 CRD 的 v2 版本时，只需提供转换 Webhook 就可以为 v2 版本提供服务。基于转换 Webhook 的方式能够实现更平滑的过渡，用户可以使用 v1 或 v2 模式创建 CR，并通过合适的 Webhook 执行必要的模式转换。在将 v2 设置为首选的存储模式版本之前，重要的是要确保将当前已存储为 v1 的所有 CR 已被迁移到 v2。这种迁移可以通过使用存储版本迁移将所有 CR 从 v1 迁移到 v2 来达成。

如下针对名为 test-crd.yaml 的 CRD 创建一个清单：

apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  name: selfierequests.stable.example.com
spec:
  group: stable.example.com
  names:
    plural: SelfieRequests
    singular: SelfieRequest
    kind: SelfieRequest
    listKind: SelfieRequestList
  scope: Namespaced
  versions:
    - name: v1
      served: true
      storage: true
      schema:
        openAPIV3Schema:
          type: object
          properties:
            hostPort:
              type: string
  conversion:
    strategy: Webhook
    webhook:
      clientConfig:
        url: https://127.0.0.1:9443/crdconvert
        caBundle: <CABundle info>
    conversionReviewVersions:
      - v1
      - v2

使用 kubectl 创建 CRD：

kubectl apply -f test-crd.yaml

为 testcrd 示例创建一个清单。命名为 cr1.yaml 并使用以下内容：

apiVersion: stable.example.com/v1
kind: SelfieRequest
metadata:
  name: cr1
  namespace: default

使用 kubectl 创建 CR：

kubectl apply -f cr1.yaml

通过从 etcd 获取对象来验证 CR 是否以 v1 格式被写入和存储。
```
ETCDCTL_API=3 etcdctl get /kubernetes.io/stable.example.com/testcrds/default/cr1 [...] | hexdump -C
```
其中 [...] 包含连接到 etcd 服务器的额外参数。

如下更新 CRD test-crd.yaml，将 v2 版本设置为 served 和 storage，并将 v1 设置为仅 served：

apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
name: selfierequests.stable.example.com
spec:
  group: stable.example.com
  names:
    plural: SelfieRequests
    singular: SelfieRequest
    kind: SelfieRequest
    listKind: SelfieRequestList
  scope: Namespaced
  versions:
    - name: v2
      served: true
      storage: true
      schema:
        openAPIV3Schema:
          type: object
          properties:
            host:
              type: string
            port:
              type: string
    - name: v1
      served: true
      storage: false
      schema:
        openAPIV3Schema:
          type: object
          properties:
            hostPort:
              type: string
  conversion:
    strategy: Webhook
    webhook:
      clientConfig:
        url: "https://127.0.0.1:9443/crdconvert"
        caBundle: <CABundle info>
      conversionReviewVersions:
        - v1
        - v2

使用 kubectl 更新 CRD：

kubectl apply -f test-crd.yaml

如下创建名为 cr2.yaml 的 CR 资源文件：

apiVersion: stable.example.com/v2
kind: SelfieRequest
metadata:
  name: cr2
  namespace: default

使用 kubectl 创建 CR：
```
kubectl apply -f cr2.yaml
```
通过从 etcd 获取对象来验证 CR 是否以 v2 格式被写入和存储。
```
ETCDCTL_API=3 etcdctl get /kubernetes.io/stable.example.com/testcrds/default/cr2 [...] | hexdump -C
```
其中 [...] 包含连接到 etcd 服务器的额外参数。

如下创建名为 migrate-crd.yaml 的 StorageVersionMigration 清单：

kind: StorageVersionMigration
apiVersion: storagemigration.k8s.io/v1alpha1
metadata:
  name: crdsvm
spec:
  resource:
    group: stable.example.com
    version: v1
    resource: SelfieRequest

使用如下 kubectl 命令创建此对象：

kubectl apply -f migrate-crd.yaml

使用 status 监控 Secret 的迁移。若迁移成功，应在 status 字段中将 Succeeded 状况设置为 “True”。获取迁移资源的方式如下：

kubectl get storageversionmigration.storagemigration.k8s.io/crdsvm -o yaml

输出类似于：

kind: StorageVersionMigration
apiVersion: storagemigration.k8s.io/v1alpha1
metadata:
  name: crdsvm
  uid: 13062fe4-32d7-47cc-9528-5067fa0c6ac8
  resourceVersion: "111"
  creationTimestamp: "2024-03-12T22:40:01Z"
spec:
  resource:
    group: stable.example.com
    version: v1
    resource: testcrds
status:
  conditions:
    - type: Running
      status: "False"
      lastUpdateTime: "2024-03-12T22:40:03Z"
      reason: StorageVersionMigrationInProgress
    - type: Succeeded
      status: "True"
      lastUpdateTime: "2024-03-12T22:40:03Z"
      reason: StorageVersionMigrationSucceeded
  resourceVersion: "106"

通过从 etcd 获取对象来验证之前创建的 cr1 是否现在以 v2 格式被写入和存储。
```
ETCDCTL_API=3 etcdctl get /kubernetes.io/stable.example.com/testcrds/default/cr1 [...] | hexdump -C
```
其中 [...] 包含连接到 etcd 服务器的额外参数。