Kubernetes API访问集群

2023-12-12 40

使用 Kubernetes API 访问集群是一种常见的操作，它可以帮助我们管理和监控 Kubernetes 集群。通过 Kubernetes API，我们可以执行各种任务，如创建、更新和删除资源，以及查询集群状态等。本篇教程将介绍如何使用 Kubernetes API 访问集群。

一、准备

必须拥有一个 Kubernetes 的集群，同时必须配置 kubectl 命令行工具与集群通信。建议在至少有两个不作为控制平面主机的节点的集群上运行本教程。如果还没有集群，可以通过 Minikube 构建一个自己的集群，或者可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：

Killercoda
玩转 Kubernetes

要获知版本信息，请输入 kubectl version.

二、访问Kubernetes API

1、使用 kubectl 进行首次访问

首次访问 Kubernetes API 时，请使用 Kubernetes 命令行工具 kubectl 。

要访问集群，需要知道集群位置并拥有访问它的凭证。使用此命令检查 kubectl 已知的位置和凭证：

kubectl config view

2、直接访问REST API

kubectl 处理对 API 服务器的定位和身份验证。如果想通过 http 客户端（如 curl 或 wget，或浏览器）直接访问 REST API，可以通过多种方式对 API 服务器进行定位和身份验证：

以代理模式运行 kubectl（推荐）。推荐使用此方法，因为它用存储的 apiserver 位置并使用自签名证书验证 API 服务器的标识。使用这种方法无法进行中间人（MITM）攻击；
另外，可以直接为 HTTP 客户端提供位置和身份认证。这适用于被代理混淆的客户端代码。为防止中间人攻击，需要将根证书导入浏览器。

使用 Go 或 Python 客户端库可以在代理模式下访问 kubectl。

3、使用kubectl代理

下列命令使 kubectl 运行在反向代理模式下。它处理 API 服务器的定位和身份认证。

像这样运行它：

kubectl proxy --port=8080 &

然后可以通过 curl，wget，或浏览器浏览 API，像这样：

curl http://localhost:8080/api/

输出类似如下：

{
"versions": [
"v1"
],
"serverAddressByClientCIDRs": [
{
"clientCIDR": "0.0.0.0/0",
"serverAddress": "10.0.1.149:443"
}
]
}

4、不使用kubectl代理

通过将身份认证令牌直接传给 API 服务器，可以避免使用 kubectl 代理，像这样：

使用 grep/cut 方式：

<code class="language-shell" data-lang="shell"># 查看所有的集群，因为你的 .kubeconfig 文件中可能包含多个上下文
kubectl config view -o jsonpath='{"Cluster name\tServer\n"}{range .clusters[*]}{.name}{"\t"}{.cluster.server}{"\n"}{end}'

# 从上述命令输出中选择你要与之交互的集群的名称
export CLUSTER_NAME="some_server_name"

# 指向引用该集群名称的 API 服务器
APISERVER=$(kubectl config view -o jsonpath="{.clusters[?(@.name==\"$CLUSTER_NAME\")].cluster.server}")

# 创建一个 secret 来保存默认服务账户的令牌
kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: default-token
  annotations:
    kubernetes.io/service-account.name: default
type: kubernetes.io/service-account-token
EOF

# 等待令牌控制器使用令牌填充 secret:
while ! kubectl describe secret default-token | grep -E '^token' >/dev/null; do
  echo "waiting for token..." >&2
  sleep 1
done

# 获取令牌
TOKEN=$(kubectl get secret default-token -o jsonpath='{.data.token}' | base64 --decode)

# 使用令牌玩转 API
curl -X GET $APISERVER/api --header "Authorization: Bearer $TOKEN" --insecure

输出类似如下：

{
"kind": "APIVersions",
"versions": [
"v1"
],
"serverAddressByClientCIDRs": [
{
"clientCIDR": "0.0.0.0/0",
"serverAddress": "10.0.1.149:443"
}
]
}

上面例子使用了 –insecure 标志位。这使它易受到 MITM 攻击。当 kubectl 访问集群时，它使用存储的根证书和客户端证书访问服务器。（已安装在 ~/.kube 目录下）。由于集群认证通常是自签名的，因此可能需要特殊设置才能让 http 客户端使用根证书。

在一些集群中，API 服务器不需要身份认证；它运行在本地，或由防火墙保护着。对此并没有一个标准。配置对 API 的访问讲解了作为集群管理员可如何对此进行配置。

5、编程方式访问API

Kubernetes 官方支持 Go、Python、Java、 dotnet、JavaScript 和 Haskell 语言的客户端库。还有一些其他客户端库由对应作者而非 Kubernetes 团队提供并维护。

（1）Go 客户端

要获取库，运行下列命令：go get k8s.io/client-go/kubernetes-<kubernetes 版本号>；基于 client-go 客户端编写应用程序。client-go 定义了自己的 API 对象，因此如果需要，从 client-go 而不是主仓库导入 API 定义，例如 import “k8s.io/client-go/kubernetes” 是正确做法。

Go 客户端可以使用与 kubectl 命令行工具相同的 kubeconfig 文件定位和验证 API 服务器。参见这个例子：

package main

import (
  "context"
  "fmt"
  "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1"
  "k8s.io/client-go/kubernetes"
  "k8s.io/client-go/tools/clientcmd"
)

func main() {
  // 在 kubeconfig 中使用当前上下文
  // path-to-kubeconfig -- 例如 /root/.kube/config
  config, _ := clientcmd.BuildConfigFromFlags("", "<path-to-kubeconfig>")
  // 创建 clientset
  clientset, _ := kubernetes.NewForConfig(config)
  // 访问 API 以列出 Pod
  pods, _ := clientset.CoreV1().Pods("").List(context.TODO(), v1.ListOptions{})
  fmt.Printf("There are %d pods in the cluster\n", len(pods.Items))
}

（2）Python客户端

要使用 Python 客户端，运行下列命令： pip install kubernetes。

Python 客户端可以使用与 kubectl 命令行工具相同的 kubeconfig 文件定位和验证 API 服务器。参见这个例子：

<code class="language-python" data-lang="python">from kubernetes import client, config

config.load_kube_config()

v1=client.CoreV1Api()
print("Listing pods with their IPs:")
ret = v1.list_pod_for_all_namespaces(watch=False)
for i in ret.items:
    print("%s\t%s\t%s" % (i.status.pod_ip, i.metadata.namespace, i.metadata.name))

（3）Java客户端

要安装 Java 客户端，运行：

<code class="language-shell" data-lang="shell"># 克隆 Java 库
git clone --recursive https://github.com/kubernetes-client/java

# 安装项目文件、POM 等
cd java
mvn install

Java 客户端可以使用 kubectl 命令行所使用的 kubeconfig 文件以定位 API 服务器并向其认证身份。参看此示例：

<code class="language-java" data-lang="java">package io.kubernetes.client.examples;

import io.kubernetes.client.ApiClient;
import io.kubernetes.client.ApiException;
import io.kubernetes.client.Configuration;
import io.kubernetes.client.apis.CoreV1Api;
import io.kubernetes.client.models.V1Pod;
import io.kubernetes.client.models.V1PodList;
import io.kubernetes.client.util.ClientBuilder;
import io.kubernetes.client.util.KubeConfig;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

/**
 * A simple example of how to use the Java API from an application outside a kubernetes cluster
 *
 * <p>Easiest way to run this: mvn exec:java
 * -Dexec.mainClass="io.kubernetes.client.examples.KubeConfigFileClientExample"
 *
 */
public class KubeConfigFileClientExample {
  public static void main(String[] args) throws IOException, ApiException {

    // file path to your KubeConfig
    String kubeConfigPath = "~/.kube/config";

    // loading the out-of-cluster config, a kubeconfig from file-system
    ApiClient client =
        ClientBuilder.kubeconfig(KubeConfig.loadKubeConfig(new FileReader(kubeConfigPath))).build();

    // set the global default api-client to the in-cluster one from above
    Configuration.setDefaultApiClient(client);

    // the CoreV1Api loads default api-client from global configuration.
    CoreV1Api api = new CoreV1Api();

    // invokes the CoreV1Api client
    V1PodList list = api.listPodForAllNamespaces(null, null, null, null, null, null, null, null, null);
    System.out.println("Listing all pods: ");
    for (V1Pod item : list.getItems()) {
      System.out.println(item.getMetadata().getName());
    }
  }
}

（4）.Net 客户端

要使用.Net 客户端，运行下面的命令： dotnet add package KubernetesClient –version 1.6.1。

.Net 客户端可以使用与 kubectl CLI 相同的 kubeconfig 文件来定位并验证 API 服务器。参见样例:

<code class="language-csharp" data-lang="csharp">using System;
using k8s;

namespace simple
{
    internal class PodList
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            var config = KubernetesClientConfiguration.BuildDefaultConfig();
            IKubernetes client = new Kubernetes(config);
            Console.WriteLine("Starting Request!");

            var list = client.ListNamespacedPod("default");
            foreach (var item in list.Items)
            {
                Console.WriteLine(item.Metadata.Name);
            }
            if (list.Items.Count == 0)
            {
                Console.WriteLine("Empty!");
            }
        }
    }
}

（5）JavaScript 客户端

要安装 JavaScript 客户端，运行下面的命令： npm install @kubernetes/client-node。

JavaScript 客户端可以使用 kubectl 命令行所使用的 kubeconfig 文件以定位 API 服务器并向其认证身份。参见此例：

<code class="language-javascript" data-lang="javascript">const k8s = require('@kubernetes/client-node');

const kc = new k8s.KubeConfig();
kc.loadFromDefault();

const k8sApi = kc.makeApiClient(k8s.CoreV1Api);

k8sApi.listNamespacedPod('default').then((res) => {
    console.log(res.body);
});

（6）Haskell 客户端

Haskell 客户端可以使用 kubectl 命令行所使用的 kubeconfig 文件以定位 API 服务器并向其认证身份。参见此例：

<code class="language-haskell" data-lang="haskell">exampleWithKubeConfig :: IO ()
exampleWithKubeConfig = do
    oidcCache <- atomically $ newTVar $ Map.fromList []
    (mgr, kcfg) <- mkKubeClientConfig oidcCache $ KubeConfigFile "/path/to/kubeconfig"
    dispatchMime
            mgr
            kcfg
            (CoreV1.listPodForAllNamespaces (Accept MimeJSON))
        >>= print