4.k8s：cronJob计划任务，初始化容器，污点、容忍，亲和力，身份认证和权限

一、高级调度

1.CronJob 计划任务

在 k8s 中周期性运行计划任务，与 linux 中的 crontab 相同。

注意点：CronJob 执行的时间是 controller-manager 的时间，所以一定要确保 controller-manager 时间是准确的

（1）cron表达式

* * * * *
分钟、小时、天、月、周几

周几：0表示周日，1表示周一

（2）cron示例

cd /opt/k8s/
mkdir jobs
cd jobs/
vim cron-job-pd.yaml

##############################################################
apiVersion: batch/v1
kind: CronJob #定时任务
metadata:
  name: cron-job-test #定时任务名字
spec:
  concurrencyPolicy: Allow # 并发调度策略：Allow 允许并发调度，Forbid：不允许并发执行，Replace：如果之前的任务还没执行完，就直接执行新的，放弃上一个任务
  failedJobsHistoryLimit: 1 # 保留多少个失败的任务
  successfulJobsHistoryLimit: 3 # 保留多少个成功的任务
  suspend: false # 是否挂起任务，若为 true 则该任务不会执行
#  startingDeadlineSeconds: 30 # 间隔多长时间检测失败的任务并重新执行，时间不能小于 10
  schedule: "* * * * *" # 调度策略
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: busybox
            image: busybox:1.28
            imagePullPolicy: IfNotPresent
            command:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
          restartPolicy: OnFailure
##############################################################

#启动
kubectl create -f cron-job-pd.yaml 
kubectl get cj cron-job-test
kubectl get po
kubectl logs -f cron-job-test-28703645-8rdgv

2.初始化容器 InitContainer

在真正的容器启动之前，先启动 InitContainer，在初始化容器中完成真实容器所需的初始化操作，完成后再启动真实的容器。

相对于 postStart 来说，首先 InitController 能够保证一定在 EntryPoint 之前执行，而 postStart 不能，其次 postStart 更适合去执行一些命令操作，而 InitController 实际就是一个容器，可以在其他基础容器环境下执行更复杂的初始化功能。

注意放置的位置：

spec:
  initContainers:
  - image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["sh", "-c", "echo 'inited;' >> ~/.init"]
    name: init-test

3.污点（Taint）和容忍（Toleration）

（1）概念

污点（Taint）：主节点很重要，一般不想把很多不相干的任务放在主节点上执行，因此我们给主节点打污点，那么任务就不会放置到主节点上。

• NoSchedule：如果不能容忍该污点，那么 Pod 就无法调度到该节点上。但是已经存在的会继续保留

• NoExecute：

  • 如果 Pod 不能忍受这类污点，Pod 会马上被驱逐。
  • 如果 Pod 能够忍受这类污点，但是在容忍度定义中没有指定 tolerationSeconds， 则 Pod 还会一直在这个节点上运行。
  • 如果 Pod 能够忍受这类污点，而且指定了 tolerationSeconds， 则 Pod 还能在这个节点上继续运行这个指定的时间长度。

容忍（Toleration）：任务如果不配置容忍，不会部署到主节点上。但是如果配置了容忍，而主节点的污点正好匹配了这个容忍，则任务可以部署到主节点。

• Equal：比较操作类型为 Equal，则意味着必须与污点值做匹配，key/value都必须相同，才表示能够容忍该污点

• Exists：容忍与污点的比较只比较 key，不比较 value，不关心 value 是什么东西，只要 key 存在，就表示可以容忍。

（2）操作示例

#给kubernete141添加污点，并且是NoSchedule类型
kubectl taint node kubernete141 key=value:NoSchedule

#查看，能够看到这个污点信息
kubectl describe no kubernete141 

#移除污点
kubectl taint node kubernete141 key=value:NoSchedule-

kubectl edit deploy nginx-deploy

##########################################
spec:
  template:
    spec:
      tolerations:
      - key: "memory"
        operator: "Equal"
        value: "low"
        effect: "NoSchedule"
##########################################

kubectl get po -o wide


##########################################
spec:
  template:
    spec:
      tolerations:
      - key: "memory"
        operator: "Exists"
        effect: "NoSchedule"
##########################################

4.亲和力

污点主要是驱逐为主，不适配的驱逐走。亲和力主要是优先适配。

（1）节点亲和力：NodeAffinity

硬亲和力（RequiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution）：即支持必须部署在指定的节点上，也支持必须不部署在指定的节点上

软亲和力（PreferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution）：尽量部署在满足条件的节点上，或尽量不要部署在被匹配的节点上

kubectl edit deploy nginx-deploy

############################################################################
spec:
  template:
    spec:
      affinity: # 亲和力配置
        nodeAffinity: # 节点亲和力
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 节点必须匹配下方配置
            nodeSelectorTerms: # 选择器
            - matchExpressions: # 匹配表达式
              - key: topology.kubernetes.io/zone # 匹配 label 的 key
                operator: In # 匹配方式，只要匹配成功下方的一个 value 即可
                values:
                - antarctica-east1 # 匹配的 value
                - antarctica-west1 # 匹配的 value
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 节点尽量匹配下方配置
          - weight: 1 # 权重[1,100]，按照匹配规则对所有节点累加权重，最终之和会加入优先级评分，优先级越高被调度的可能性越高
            preference:
              matchExpressions: # 匹配表达式
              - key: another-node-label-key # label 的 key
                operator: In # 匹配方式，满足一个即可
                values:
                - another-node-label-value # 匹配的 value
############################################################################


#打标签
kubectl label no kubernete141 topology.kubernetes.io/zone=antarctica-east1
kubectl label no kubernete142 topology.kubernetes.io/zone=antarctica-east1
kubectl label no kubernete141 another-node-label-key=another-node-label-value

#可以看到都去了141
kubectl get po -o wide

匹配类型

• In：满足一个就行

• NotIn：一个都不能满足，反亲和性

• Exists：只要存在就满足

• DoesNotExist：不存在就满足

• Gt：大于

• Lt：小于

（2）PodAffinity：pod亲和性

将与指定 pod 亲和力相匹配的 pod 部署在同一节点。前提是必须已经有一个pod了。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-pod-affinity
spec:
  affinity: # 亲和力配置
    podAffinity: # pod 亲和力配置
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 当前 pod 必须匹配到对应条件 pod 所在的 node 上
      - labelSelector: # 标签选择器
          matchExpressions: # 匹配表达式
          - key: security # 匹配的 key
            operator: In # 匹配方式
            values: # 匹配其中的一个 value
            - S1
        topologyKey: topology.kubernetes.io/zone #节点必须要有这个标签
    podAntiAffinity: # pod 反亲和力配置
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 尽量不要将当前节点部署到匹配下列参数的 pod 所在的 node 上
      - weight: 100 # 权重
        podAffinityTerm: # pod 亲和力配置条件
          labelSelector: # 标签选择器
            matchExpressions: # 匹配表达式
            - key: security # 匹配的 key
              operator: In # 匹配的方式
              values:
              - S2 # 匹配的 value
          topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
  containers:
  - name: with-pod-affinity
    image: pause:2.0

二、身份认证与权限

Kubernetes 中提供了良好的多租户认证管理机制，如 RBAC、ServiceAccount 还有各种策略等。

通过该文件可以看到已经配置了 RBAC 访问控制：/usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service

（1）服务账户和普通账户

所有 Kubernetes 集群有两类用户：由 Kubernetes 管理的Service Accounts （服务账户）和（Users Accounts） 普通账户。

普通账户是假定被外部或独立服务管理的，由管理员分配 keys，用户像使用 Keystone 或 google 账号一样，被存储在包含 usernames 和 passwords 的 list 的文件里。

需要注意：在 Kubernetes 中不能通过 API 调用将普通用户添加到集群中。

• 普通帐户是针对（人）用户的，服务账户针对 Pod 进程
• 普通帐户是全局性。在集群所有namespaces中，名称具有惟一性。
• 通常，群集的普通帐户可以与企业数据库同步，新的普通帐户创建需要特殊权限。服务账户创建目的是更轻量化，允许集群用户为特定任务创建服务账户。
• 普通帐户和服务账户的审核注意事项不同。
• 对于复杂系统的配置包，可以包括对该系统的各种组件的服务账户的定义。

（2）服务账户的控制器

服务账户主要有3个控制器构成。

*1）Service Account Admission Controller

通过 Admission Controller 插件来实现对 pod 修改，它是 apiserver 的一部分。创建或更新 pod 时会同步进行修改 pod。当插件处于激活状态（在大多数发行版中都默认情况）创建或修改 pod 时，会按以下操作执行：

• 如果 pod 没有设置 ServiceAccount，则将 ServiceAccount 设置为 default。
• 确保 pod 引用的 ServiceAccount 存在，否则将会拒绝请求
• 如果 pod 不包含任何 ImagePullSecrets，则将ServiceAccount 的 ImagePullSecrets 会添加到 pod 中
• 为包含 API 访问的 Token 的 pod 添加了一个 volume。
• 把 volumeSource 添加到安装在 pod 的每个容器中，挂载在 /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount

*2）TokenController

TokenController 作为 controller-manager 的一部分运行。异步行为:

• 观察 serviceAccount 的创建，并创建一个相应的 Secret 来允许 API 访问。
• 观察 serviceAccount 的删除，并删除所有相应的ServiceAccountToken Secret
• 观察 secret 添加，并确保关联的 ServiceAccount 存在，并在需要时向 secret 中添加一个 Token。
• 观察 secret 删除，并在需要时对应 ServiceAccount 的关联

*3）Service Account Controller

Service Account Controller 在 namespaces 里管理ServiceAccount，并确保每个有效的 namespaces 中都存在一个名为 "default" 的 ServiceAccount。

#查看服务账户
kubectl get sa
kubectl get sa -n kube-system

（3）授权rbac

*1）role

代表一个角色，会包含一组权限，没有拒绝规则，只是附加允许。它是 Namespace 级别的资源，只能作用与 Namespace 之内。

#查看角色
kubectl get role -n ingress-nginx -o yaml

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  labels:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
  name: nginx-ingress
  namespace: ingress-nginx
roles:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - configmaps
  - pods
  - secrets
  - namespaces
  verbs:
  - get
- apiGroups:
  - ""
  resourceNames:
  - ingress-controller-label-nginx
  resources:
  - configmaps
  verbs:
  - get
  - update
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - configmaps
  verbs:
  - create

*2）ClusterRole

功能与 Role 一样，区别是资源类型为集群类型，而 Role 只在 Namespace

kubectl get clusterrole view -oyaml

*3）RoleBinding

Role 或 ClusterRole 只是用于制定权限集合，具体作用与什么对象上，需要使用 RoleBinding 来进行绑定。

作用于 Namespace 内，可以将 Role 或 ClusterRole 绑定到 User、Group、Service Account 上。

kubectl get rolebinding --all-namespaces

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  ......
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: Role
  name nginx-ingress-role
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: nginx-ingress-serviceaccount
  namespace: ingress-nginx

*4）ClusterRoleBinding

与 RoleBinding 相同，但是作用于集群之上，可以绑定到该集群下的任意 User、Group 或 Service Account

3.感谢支持

感谢各位大佬支持，如果觉得满意可以请喝一杯咖啡吗：