必知必会！如何在Kubernetes中管理Configurations和Secrets

在Kubernetes中，管理配置和机密信息对于确保应用程序的灵活性、安全性和易于部署至关重要。当应用程序依赖于配置或敏感数据（如API密钥、密码和环境变量）时，Kubernetes提供了将这些数据与应用程序代码分离的工具。

Kubernetes中的ConfigMaps（配置映射）和Secrets（机密）使得动态管理和更新这些配置成为可能，让您的应用程序能够在不直接在容器中硬编码信息的情况下进行适配和扩展。

本指南将解释如何有效地管理配置和机密信息，从而增强安全性并维持平稳运行。

理解Kubernetes中的配置和机密信息

在Kubernetes中，配置和机密信息虽有所不同，但在管理应用程序数据方面目的相关。

配置指的是非敏感数据，例如环境设置或文件路径，在Kubernetes中使用ConfigMaps进行管理。ConfigMaps存储键值对，可以注入到Pod中，无需重新部署应用程序即可实现灵活配置。

机密信息旨在保存敏感信息，如密码、API密钥和证书。Kubernetes的Secrets会在数据静止时对其进行加密，提供了一种将机密信息与主应用程序代码分开处理的安全方法。

使用ConfigMaps和Secrets可使Kubernetes应用程序将配置与代码分离，使其更安全、模块化且易于管理，尤其是在应用程序扩展时。

使用ConfigMaps进行配置管理

ConfigMaps是管理多个应用程序或服务可能使用的非敏感配置数据的强大方式。下面我们来探讨如何在Kubernetes中创建和使用ConfigMaps。

使用ConfigMaps的分步指南

1. 创建ConfigMap：您可以直接从键值对、文件或目录创建ConfigMap。以下是通过字面量值创建ConfigMap的命令：

kubectl create configmap app-config --from-literal=APP_MODE=production --from-literal=LOG_LEVEL=debug

或者，通过YAML文件创建ConfigMap：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: app-config
data:
  APP_MODE: "production"
  LOG_LEVEL: "debug"

使用以下命令应用该文件：

kubectl apply -f configmap.yaml

2. 在Pod中访问ConfigMap：在Pod中访问ConfigMap数据主要有两种方式：环境变量和卷。

• 作为环境变量：以下是将ConfigMap值注入Pod环境的方法：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: configmap-pod
spec:
  containers:
  - name: app-container
    image: nginx
    envFrom:
    - configMapRef:
        name: app-config

• 作为卷：或者，将ConfigMap挂载为卷，以便将其数据作为文件访问：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: configmap-volume-pod
spec:
  containers:
  - name: app-container
    image: nginx
    volumeMounts:
    - name: config-volume
      mountPath: /etc/config
  volumes:
  - name: config-volume
    configMap:
      name: app-config

使用ConfigMaps可让您在不修改容器镜像的情况下更新配置，使应用程序更新更高效且不易出错。

在Kubernetes中管理机密信息

对于数据库凭据或令牌等敏感信息，Kubernetes的Secrets提供了一种安全的方式来处理和存储这些值。Secrets确保敏感数据仅对授权的应用程序可用，保护您的应用程序免受未经授权的访问。

使用Secrets的分步指南

1. 创建Secret：Kubernetes允许您从字面量或文件创建Secrets。以下是通过字面量值创建Secret的命令：

kubectl create secret generic db-credentials --from-literal=username=myuser --from-literal=password=mypassword

或者，使用YAML文件创建Secret：

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: db-credentials
type: Opaque
data:
  username: bXl1c2Vy # base64编码的'myuser'
  password: bXlwYXNzd29yZA== # base64编码的'mypassword'

使用以下命令应用该Secret：

kubectl apply -f secret.yaml

2. 在Pod中访问Secrets：与ConfigMaps类似，Secrets可以作为环境变量访问，也可以挂载为卷。

• 作为环境变量：使用环境变量将Secrets注入您的应用程序：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: secret-pod
spec:
  containers:
  - name: app-container
    image: nginx
    env:
    - name: DB_USERNAME
      valueFrom:
        secretKeyRef:
          name: db-credentials
          key: username
    - name: DB_PASSWORD
      valueFrom:
        secretKeyRef:
          name: db-credentials
          key: password

• 作为卷：将Secret挂载为卷，以便将敏感数据作为文件访问：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: secret-volume-pod
spec:
  containers:
  - name: app-container
    image: nginx
    volumeMounts:
    - name: secret-volume
      mountPath: /etc/secret
  volumes:
  - name: secret-volume
    secret:
      secretName: db-credentials

通过将机密信息与应用程序分离，Kubernetes实现了对敏感数据的安全存储和访问控制。

管理配置和机密信息的最佳实践

为了确保配置和机密信息的安全性和条理性，请遵循以下最佳实践：

• 使用基于角色的访问控制（RBAC）：使用RBAC策略限制对敏感机密信息的访问，确保只有授权的Pod和用户可以访问。
• 避免硬编码：绝不要将敏感数据直接嵌入YAML文件或应用程序代码中。
• 定期轮换：定期更新和轮换机密信息，以降低数据泄露时的风险。
• 使用外部机密管理器：考虑使用HashiCorp Vault或AWS Secrets Manager等外部机密管理工具，在Kubernetes之外安全地管理机密信息。

遵循这些最佳实践有助于维护数据完整性和安全性，防止敏感信息的意外泄露。

使用Kubernetes工具自动化配置和机密信息管理

为了更好地管理配置和机密信息，Kubernetes与sealed-secrets和External Secrets Operator等自动化工具集成。这些工具通过与外部机密存储集成并自动创建机密，简化了机密管理。此外，CI/CD管道可以自动化更新，确保配置更改在各个环境中无缝部署。

结论

在Kubernetes中，有效管理配置和机密信息对于保护应用程序和简化部署流程至关重要。ConfigMaps和Secrets使开发人员能够分别存储和处理配置数据与敏感信息，提供灵活性并增强安全性。

通过遵循最佳实践并利用自动化工具，组织可以高效地管理配置和机密信息，确保Kubernetes应用程序强大、可扩展且安全。