ConfigMaps

Um ConfigMap é um objeto da API usado para armazenar dados não-confidenciais em pares chave-valor. Pods podem consumir ConfigMaps como variáveis de ambiente, argumentos de linha de comando ou como arquivos de configuração em um volume.

Um ConfigMap ajuda a desacoplar configurações vinculadas ao ambiente das imagens de contêiner, de modo a tornar aplicações mais facilmente portáveis.

Motivação

Utilize um ConfigMap para manter a configuração separada do código da aplicação.

Por exemplo, imagine que você esteja desenvolvendo uma aplicação que pode ser executada no seu computador local (para desenvolvimento) e na nuvem (para manipular tráfego real). Você escreve código para ler a variável de ambiente chamada DATABASE_HOST. No seu ambiente local, você configura essa variável com o valor localhost. Na nuvem, você configura essa variável para referenciar um serviço do Kubernetes que expõe o componente do banco de dados ao seu cluster. Isto permite que você baixe uma imagem de contêiner que roda na nuvem e depure exatamente o mesmo código localmente se necessário.

Um ConfigMap não foi planejado para conter grandes quantidades de dados. Os dados armazenados em um ConfigMap não podem exceder 1 MiB. Se você precisa armazenar configurações que são maiores que este limite, considere montar um volume ou utilizar um serviço separado de banco de dados ou de arquivamento de dados.

Objeto ConfigMap

Um ConfigMap é um objeto da API que permite o armazenamento de configurações para consumo por outros objetos. Diferentemente de outros objetos do Kubernetes que contém um campo spec, o ConfigMap contém os campos data e binaryData. Estes campos aceitam pares chave-valor como valores. Ambos os campos data e binaryData são opcionais. O campo data foi pensado para conter sequências de bytes UTF-8, enquanto o campo binaryData foi planejado para conter dados binários em forma de strings codificadas em base64.

É obrigatório que o nome de um ConfigMap seja um subdomínio DNS válido.

Cada chave sob as seções data ou binaryData pode conter quaisquer caracteres alfanuméricos, -, _ e .. As chaves armazenadas na seção data não podem colidir com as chaves armazenadas na seção binaryData.

A partir da versão v1.19 do Kubernetes, é possível adicionar o campo immutable a uma definição de ConfigMap para criar um ConfigMap imutável.

ConfigMaps e Pods

Você pode escrever uma spec para um Pod que se refere a um ConfigMap e configurar o(s) contêiner(es) neste Pod baseados em dados do ConfigMap. O Pod e o ConfigMap devem estar no mesmo namespace.

Exemplo de um ConfigMap que contém algumas chaves com valores avulsos e outras chaves com valores semelhantes a fragmentos de arquivos de configuração:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: game-demo
data:
  # chaves com valores de propriedades; cada chave mapeia para um valor avulso
  player_initial_lives: "3"
  ui_properties_file_name: "user-interface.properties"

  # chaves semelhantes a fragmentos de arquivos
  game.properties: |
    enemy.types=aliens,monsters
    player.maximum-lives=5    
  user-interface.properties: |
    color.good=purple
    color.bad=yellow
    allow.textmode=true

Existem quatro formas diferentes para consumo de um ConfigMap na configuração de um contêiner dentro de um Pod:

  1. Dentro de um comando de contêiner e seus argumentos.
  2. Variáveis de ambiente para um contêiner.
  3. Criando um arquivo em um volume somente leitura, para consumo pela aplicação.
  4. Escrevendo código para execução dentro do Pod que utilize a API do Kubernetes para ler um ConfigMap.

Os diferentes métodos de consumo oferecem diferentes formas de modelar os dados sendo consumidos. Para os três primeiros métodos, o kubelet utiliza os dados de um ConfigMap quando o(s) contêiner(es) do Pod são inicializados.

O quarto método envolve escrita de código para leitura do ConfigMap e dos seus dados. No entanto, como a API do Kubernetes está sendo utilizada diretamente, a aplicação pode solicitar atualizações sempre que o ConfigMap for alterado e reagir quando isso ocorre. Acessar a API do Kubernetes diretamente também permite ler ConfigMaps em outros namespaces.

Exemplo de um Pod que utiliza valores do ConfigMap game-demo para configurar um Pod:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: configmap-demo-pod
spec:
  containers:
    - name: demo
      image: alpine
      command: ["sleep", "3600"]
      env:
        # Define as variáveis de ambiente
        - name: PLAYER_INITIAL_LIVES # Note que aqui a variável está definida em caixa alta,
                                     # diferente da chave no ConfigMap.
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: game-demo           # O ConfigMap de onde esse valor vem.
              key: player_initial_lives # A chave que deve ser buscada.
        - name: UI_PROPERTIES_FILE_NAME
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: game-demo
              key: ui_properties_file_name
      volumeMounts:
      - name: config
        mountPath: "/config"
        readOnly: true
  volumes:
    # Volumes são definidos no escopo do Pod, e os pontos de montagem são definidos
    # nos contêineres dentro dos pods.
    - name: config
      configMap:
        # Informe o nome do ConfigMap que deseja montar.
        name: game-demo
        # Uma lista de chaves do ConfigMap para serem criadas como arquivos.
        items:
        - key: "game.properties"
          path: "game.properties"
        - key: "user-interface.properties"
          path: "user-interface.properties"

ConfigMaps não diferenciam entre propriedades com valores simples ou valores complexos, que ocupam várias linhas. O importante é a forma que Pods e outros objetos consomem tais valores.

Neste exemplo, definir um volume e montar ele dentro do contêiner demo no caminho /config cria dois arquivos: /config/game.properties e /config/user-interface.properties, embora existam quatro chaves distintas no ConfigMap. Isso se deve ao fato de que a definição do Pod contém uma lista items na seção volumes. Se a lista items for omitida, cada chave do ConfigMap torna-se um arquivo cujo nome é a sua chave correspondente, e quatro arquivos serão criados.

Usando ConfigMaps

ConfigMaps podem ser montados como volumes de dados. ConfigMaps também podem ser utilizados por outras partes do sistema sem serem diretamente expostos ao Pod. Por exemplo, ConfigMaps podem conter dados que outras partes do sistema devem usar para configuração.

A forma mais comum de utilização de ConfigMaps é a configuração de contêineres executando em Pods no mesmo namespace. Você também pode utilizar um ConfigMap separadamente.

Por exemplo, existem complementos ou operadores que adaptam seus comportamentos de acordo com dados de um ConfigMap.

Utilizando ConfigMaps como arquivos em um Pod

Para consumir um ConfigMap em um volume em um Pod:

  1. Crie um ConfigMap ou utilize um ConfigMap existente. Múltiplos Pods podem referenciar o mesmo ConfigMap.
  2. Modifique sua definição de Pod para adicionar um volume em .spec.volumes[]. Escolha um nome qualquer para o seu volume, e referencie o seu objeto ConfigMap no campo .spec.volumes[].configMap.name.
  3. Adicione um campo .spec.containers[].volumeMounts[] a cada um dos contêineres que precisam do ConfigMap. Especifique .spec.containers[].volumeMounts[].readOnly = true e informe no campo .spec.containers[].volumeMounts[].mountPath um caminho de um diretório não utilizado onde você deseja que este ConfigMap apareça.
  4. Modifique sua imagem ou linha de comando de modo que o programa procure por arquivos no diretório especificado no passo anterior. Cada chave no campo data do ConfigMap será transformado em um nome de arquivo no diretório especificado por mountPath.

Exemplo de um Pod que monta um ConfigMap em um volume:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: foo
    configMap:
      name: myconfigmap

Cada ConfigMap que você deseja utilizar precisa ser referenciado em .spec.volumes.

Se houver múltiplos contêineres no Pod, cada contêiner deve ter seu próprio bloco volumeMounts, mas somente uma instância de .spec.volumes é necessária por ConfigMap.

ConfigMaps montados são atualizados automaticamente

Quando um ConfigMap que está sendo consumido em um volume é atualizado, as chaves projetadas são eventualmente atualizadas também. O Kubelet checa se o ConfigMap montado está atualizado em cada sincronização periódica. No entanto, o kubelet utiliza o cache local para buscar o valor atual do ConfigMap. O tipo de cache é configurável utilizando o campo ConfigMapAndSecretChangeDetectionStrategy na configuração do Kubelet (KubeletConfiguration). Um ConfigMap pode ter sua propagação baseada em um watch (comportamento padrão), que é o sistema de propagação de mudanças incrementais em objetos do Kubernetes; baseado em TTL (time to live, ou tempo de expiração); ou redirecionando todas as requisições diretamente para o servidor da API. Como resultado, o tempo decorrido total entre o momento em que o ConfigMap foi atualizado até o momento quando as novas chaves são projetadas nos Pods pode ser tão longo quanto o tempo de sincronização do kubelet somado ao tempo de propagação do cache, onde o tempo de propagação do cache depende do tipo de cache escolhido: o tempo de propagação pode ser igual ao tempo de propagação do watch, TTL do cache, ou zero, de acordo com cada um dos tipos de cache.

ConfigMaps que são consumidos como variáveis de ambiente não atualizam automaticamente e requerem uma reinicialização do pod.

ConfigMaps imutáveis

FEATURE STATE: Kubernetes v1.21 [stable]

A funcionalidade Secrets e ConfigMaps imutáveis do Kubernetes fornece uma opção para marcar Secrets e ConfigMaps individuais como imutáveis. Para clusters que utilizam ConfigMaps extensivamente (ao menos centenas de milhares de mapeamentos únicos de ConfigMaps para Pods), prevenir alterações dos seus dados traz as seguintes vantagens:

  • protege de atualizações acidentais ou indesejadas que podem causar disrupção na execução de aplicações
  • melhora o desempenho do cluster através do fechamento de watches de ConfigMaps marcados como imutáveis, diminuindo significativamente a carga no kube-apiserver

Essa funcionalidade é controlada pelo feature gate ImmutableEphemeralVolumes. É possível criar um ConfigMap imutável adicionando o campo immutable e marcando seu valor com true. Por exemplo:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  ...
data:
  ...
immutable: true

Após um ConfigMap ser marcado como imutável, não é possível reverter a alteração, nem alterar o conteúdo dos campos data ou binaryData. É possível apenas apagar e recriar o ConfigMap. Como Pods existentes que consomem o ConfigMap em questão mantém um ponto de montagem que continuará referenciando este objeto após a remoção, é recomendado recriar estes pods.

Próximos passos

Última modificação October 04, 2021 at 4:49 PM PST: Changes from code review. (e24cf41794)