你需要知道的有关Kubernetes 1.23版的更新都在这里

【51CTO.com快译】近期即将发布的Kubernetes圣诞版共带有45项针对成熟性、安全性、以及可扩展性方面的增强功能。在本文中，我将重点关注Kubernetes API、容器与基础设施、存储、网络和安全性等方面的关键性更新。

Kubernetes API

让我们首先来看看具有可扩展性的Kubernetes API。api-machinery、CLI和autoscaling SIG这三大变更将作为1.23版的一部分被发布。

Kubectl事件命令

一直以来，您可能会受到kubectl get命令的选项和数据收集方法的限制。对此，1.23的alpha版将首发一个新的命令--kubectl event。使用kubectl的get events，您可以更便捷地观察到集群的整体状态，并解决相关问题。具体而言，其主要特点包括：

• 能够查看与特定资源相关的所有事件
• 监控集群中的特定事件
• 按照事件的状态或特定命名空间中的类型，去过滤事件

除了上述特点，您也可以通过查看设计文档，以了解在后续版本中即将推出的新功能。值得一提的是，您可以在安装了新的kubectl版本后，立即开始使用kubectl events命令。

将HPA API升级为一般可用性

Horizontal Pod Autoscaler(HPA)是Kubernetes的核心组件，可以根据各项指标自动扩展Pod的数量。HPA可以扩展或缩减的资源包括：副本集、部署、以及CPU利用率等众所周知的指标状态集。自2015年以来，它一直是Kubernetes API中的一部分。如今，它最终走向了一般可用性(General Availability，GA)。

如果您已经在客户端和控制器中使用到了HPA，那么您可以直接使用v2，而非v2beta1。从这次发布，我们可以看到HPA已经作为了Kubernetes API的核心组件，并为加入最终产品做好了准备。因此，您可以放心地使用HPA了。

CRD验证表达式语言

作为一个强大的抽象层，Custom Resource Definition(CRD)扩展了Kubernetes，并使其与所有可自定义的资源协同工作。不过，如果用户定义了新的自定义资源、及其相关规范，那么使用Webhooks、控制器和客户端工具进行验证时，则可能比较繁琐。不过庆幸的是，我们可以将诸如Common Expression Language之类的内联表达式语言，集成到CRD中进行验证。

在1.23版本中，作为alpha功能被提供的验证规则，可以方便您添加x-kubernetes-validation-rules。您可以在Kubernetes文档中查看到如下类似的示例：

... 
     openAPIV3Schema: 
       type: object 
       properties: 
         spec: 
           type: object 
           x-kubernetes-validation-rules: 
            - rule: "self.minReplicas <= self.replicas" 
              message: "replicas should be greater than or equal to minReplicas." 
            - rule: "self.replicas <= self.maxReplicas" 
              message: "replicas should be smaller than or equal to maxReplicas." 
           properties: 
            ... 
            minReplicas: 
              type: integer 
            replicas: 
              type: integer 
            maxReplicas: 
               type: integer 
           required: 
            - minReplicas 
            - replicas 
            - maxReplicas   

假设您要创建如下违反了第二条规则的自定义资源实例：

apiVersion: "stable.example.com/v1" 
kind: CronTab 
metadata: 
   name: my-new-cron-object 
spec: 
   minReplicas: 0 
   replicas: 20 
   maxReplicas: 10 

那么Kubernetes API将会以如下错误消息作为响应：

The CronTab "my-new-cron-object" is invalid: 
* spec: Invalid value: map[string]interface {}{"maxReplicas":10, "minReplicas":0, "replicas":20}: replicas should be smaller than or equal to maxReplicas. 

可见，如果您在集群中准备使用CRD，那么就必须在Open API架构和控制器中使用相应的验证机制。而在这次新的版本中，您可以将它们迁移到x-kubernetes-validation-rules，让Kubernetes API为您完成繁琐的工作。

容器与基础设施

在新的版本中，我发现了Windows和node SIG两个值得注意的功能。它们属于临时容器和Windows特权容器。

临时容器

临时容器可以起到观察其他Pod的状态、故障排除和调试等作用。这个新的功能还附带了一个CLI命令。用户可以使用kubectl debug，来轻松地进行排障。其实，该命令运行在pod的一个容器中，而kubectl exec命令则在该容器中运行一个进程。

使用1.23版本，您将能够在PodSpec.EphemeralContainer下添加临时容器，作为pod规范的一部分。虽然与容器规范类似，但是它们并不涉及到各种资源请求或端口，毕竟它们只是临时被添加到pod中的。例如，您将能够为my-service pod添加一个Debian的容器，并以交互的方式连接，从而让用户进行实时调试。具体请见如下代码段：

$ kubectl debug -it -m debian my-service -- bash 
root@debug:~# ps x 
   PID TTY      STAT   TIME COMMAND 
     1 ?        Ss     0:00 /pause 
    11 ?        Ss     0:00 bash 
   127 ?        R+     0:00 ps x 

其实，临时容器在1.22版本中已经处于alpha版状态了。这次，它们将在1.23版本中被升级为beta版。如果您尚未试用它的话，我建议您最好创建各种调试容器的镜像，并在自己的工具箱中包含kubectl debug命令。

Windows特权容器和主机网络模式

作为一种强大的容器实例，特权容器可以访问和使用主机资源。这和直接运行在主机上的进程非常类似。在Linux容器被广泛使用时，它们虽然在某种程度上构成了安全威胁，但是有利于管理主机的实例。

随着1.23版本的发布，Windows实例的特权容器和主机网络模式将升级为beta版。如果您的集群中有Windows节点，或计划在将来包含这些节点的话，那么请查看功能性和GA计划的设计文档。

贮存

在1.23版本中，存储SIG变化主要体现在卷挂载期间，卷的所有权更改上。

目前，在卷绑定之前，卷的权限会递归地更新为pod规范中的fsGroup值。显然，当卷的体积过大时，所有权的更改可能会导致在创建Pod期间的等待时间过长。因此，我们往往需要添加一个新的字段--pod.Spec.SecurityContext.FSGroupChangePolicy，来允许用户指定该如何操控权限和所有权的更改。

而在1.23版中，此功能已升级到了GA，您可以使用以下两个选项去指定相关策略：

• Always：始终更改各种权限和所有权，以匹配fsGroup字段。
• OnRootMismatch：仅当顶级目录与fsGroup字段不匹配时，才更改相应的权限和所有权。

如果您正在使用诸如数据库等，对于权限更改敏感的应用，那么请检查新的字段，并将其包含在您的pod规范中，以避免在pod创建的过程中，等待过长的时间。

联网

自从IPv6在Kubernetes 1.9版中作为alpha功能被添加以来，它已是用户对Kubernetes团队期待已久的功能。在最新版本中，双栈式的IPv4/IPv6网络终于具有了一般可用性。

该功能包括了对于各种Pod和服务的多个IPv4/IPv6地址的感知。同时，它还支持原生IPv4到IPv4的通信，以及与集群之间IPv6到IPv6的通信。

尽管Kubernetes提供了双栈式网络，但您可能会受到底层基础架构和云提供商的能力的限制。由于节点需要具有可路由的IPv4/IPv6网络接口，而pod需要具有双栈式网络连接，因此您还需要一个能够感知双栈式网络的插件，来为pod和服务分配IP地址。目前，诸如kubenet之类的CNI插件已经可以支持双栈式网络了，并且Kubeadm和kind也正在逐渐增加对于此类生态系统的支持。

安全性

23版本在auth SIG方面的增强主要体现在，将Pod安全标准升级到了beta版。

在之前的版本中，Pod安全标准是作为Alpha功能，用来替换PodSecurityPolicy的。在命名空间和标签的帮助下，他们创建了一种限制pod权限的方法，来执行相应的策略。在将其包含到部署之中后，您便可以提高pod和集群的安全性了。

小结

在2021年的最后一个版本中，Kubernetes带来了更具可扩展性和可靠性的API和基础设施的增强功能。此外，在存储、网络和安全性方面的改进，也使得Kubernetes成为了真正的、面向未来的、业界领先的容器编排平台。

最后，请通过Kubernetes的博客和其发行说明，来进一步了解更多最新的增强功能吧!

原文Kubernetes Version 1.23 Is Out: Everything You Should Know，作者： Amir Kaushansky

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