Kubernetes 1.15：可扩展性和持续改进

作者：Kubernetes 1.15 发布团队 |

我们很高兴地宣布 Kubernetes 1.15 的发布，这是我们 2019 年的第二个版本！Kubernetes 1.15 包含 25 项增强功能：2 项进入稳定版，13 项进入 Beta 版，10 项进入 Alpha 版。此版本的主要主题是

  • 持续改进
    • 项目可持续性不仅仅关乎功能。许多 SIG 一直在努力改进测试覆盖率，确保基础保持可靠，核心功能集的稳定，并致力于使现有功能成熟并清理积压的工作。
  • 可扩展性
    • 社区一直在要求继续支持可扩展性，因此这个周期围绕 CRD 和 API 机制进行了更多工作。此周期中的大多数增强功能都来自 SIG API 机制和相关领域。

让我们深入了解此版本的关键功能

围绕核心 Kubernetes API 的可扩展性

围绕 CustomResourceDefinitions 的新开发主题是数据一致性和原生行为。用户不应注意到交互是与 CustomResource 还是与 Golang 原生资源进行的。我们正在朝着 CRD 的 GA 版本以及在接下来的版本之一中 GA 的准入 Webhook 迈出重要一步。

在这个方向上，我们重新考虑了 CRD 中基于 OpenAPI 的验证模式，从 1.15 开始，我们将针对一个名为“结构模式”的限制检查每个模式。这基本上强制每个 CustomResource 中每个字段的非多态和完整类型化。我们将来将需要结构模式，特别是对于所有新功能（包括下面列出的功能），并在NonStructural条件中列出违规行为。非结构模式在 v1beta1 API 组中暂时继续工作。但是，任何严肃的 CRD 应用程序都应在可预见的将来迁移到结构模式。

有关什么使模式结构化的详细信息将在本周晚些时候在 kubernetes.io 上发布的一篇博客文章中发布，当然，它在Kubernetes 文档中也有说明。

Beta 版：CustomResourceDefinition Webhook 转换

CustomResourceDefinitions 从 1.14 开始以 Beta 版形式支持多个版本。使用 Kubernetes 1.15，它们获得了在不同版本之间动态转换的能力，就像用户长期以来习惯于使用原生资源一样。CRD 的转换是通过 Webhook 实现的，Webhook 由集群管理员部署在集群内部。此功能在 Kubernetes 1.15 中被提升为 Beta 版，将 CRD 提升到严重 CRD 应用程序的全新水平。

Beta 版：CustomResourceDefinition OpenAPI 发布

原生类型的 OpenAPI 规范长期以来由 kube-apiserver 在 /openapi/v2 上提供，并且已被许多组件使用，特别是 kubectl 客户端验证、kubectl explain 和基于 OpenAPI 的客户端生成器。

CRD 的 OpenAPI 发布将在 Kubernetes 1.15 中作为 Beta 版提供，但仍然仅适用于结构模式。

Beta 版：CustomResourceDefinitions 修剪

修剪是自动删除发送到 Kubernetes API 的对象中未知字段的过程。如果未在 OpenAPI 验证模式中指定某个字段，则该字段是未知的。这既是数据一致性，也是与安全相关的功能。它强制将仅由 CRD 开发人员指定的数据结构持久化到 etcd。这是原生资源的行为，并且也将适用于 CRD，从 Kubernetes 1.15 中的 Beta 版开始。

通过 CustomResourceDefinition 中的 spec.preserveUnknownFields: false 激活修剪。将来 apiextensions.k8s.io/v1 变体的 CRD 将强制执行修剪（可以使用，但需要明确选择退出）。

修剪要求 CRD 开发人员提供完整、结构的验证模式，可以是顶级模式，也可以是 CRD 的所有版本的模式。

Alpha 版：CustomResourceDefinition 默认值

CustomResourceDefinitions 获得默认值支持。默认值使用 OpenAPI 验证模式中的 default 关键字指定。默认值设置为发送到 API 的对象中未指定的字段，以及从 etcd 读取时。

默认值将在 Kubernetes 1.15 中以 Alpha 版的形式提供，适用于结构模式。

Beta 版：准入 Webhook 重新调用和改进

对于扩展 Kubernetes API 的项目，可变的和验证的准入 Webhook 越来越主流。到目前为止，可变的 Webhook 仅被调用一次，按字母顺序排列。较早运行的 Webhook 无法对链中稍后调用的 Webhook 的输出做出反应。在 Kubernetes 1.15 中，这种情况将会改变

可变的 Webhook 可以通过指定 reinvocationPolicy: IfNeeded 来选择至少重新调用一次。如果稍后一个可变的 Webhook 修改了对象，则较早的 Webhook 将获得第二次机会。

这要求 Webhook 具有类似于幂等的行为，可以应对第二次调用。

不打算添加另一轮调用，因此 Webhook 作者仍然必须小心他们实现的已接受对象的更改。最后，调用验证 Webhook 以验证承诺的不变量是否已实现。

准入 Webhook 还有更多较小的更改，特别是 objectSelector 用于从准入中排除具有某些标签的对象，Webhook 服务器的任意端口（不仅限于 443）。

集群生命周期稳定性和可用性改进

SIG 集群生命周期在此周期中的一个主要重点是努力使 Kubernetes 的安装、升级和配置更加健壮（请参阅我们的上一个社区更新）。裸机工具和生产就绪的用户案例（例如高可用性用例）的错误修复已在 1.15 中获得优先考虑。

kubeadm 是集群生命周期的构建块，它继续接收高效引导生产集群所需的功能和稳定性工作。kubeadm 已将高可用性 (HA) 功能提升为 Beta 版，允许用户使用熟悉的 kubeadm init 和 kubeadm join 命令配置和部署 HA 控制平面。已经创建了一个全新的测试套件，专门用于确保这些功能随着时间的推移保持稳定。

在 1.15 中，证书管理变得更加健壮，kubeadm 现在会在所有证书（在升级时）过期之前无缝轮换它们。有关如何管理证书的信息，请查看kubeadm 文档。

kubeadm 配置文件 API 在 1.15 中从 v1beta1 迁移到 v1beta2。

最后，让我们庆祝 kubeadm 现在拥有了自己的徽标！

kubeadm official logo

CSI 的持续改进

在 Kubernetes v1.15 中，SIG 存储继续努力将树内卷插件迁移到容器存储接口 (CSI)。SIG 存储致力于使 CSI 具有与树内功能相同的功能，包括调整大小、内联卷等功能。SIG 存储在 CSI 中引入了新的 Alpha 功能，该功能在 Kubernetes 存储子系统中尚不存在，例如卷克隆。

卷克隆使用户可以在配置新卷时指定另一个 PVC 作为“DataSource”。如果底层存储系统支持此功能并在其 CSI 驱动程序中实现“CLONE_VOLUME”功能，则新卷将成为源卷的克隆。

其他值得注意的功能更新

  • Kubernetes Core 中对 Go 模块的支持
  • 继续准备云提供商提取和代码组织。云提供商代码已移至kubernetes/legacy-cloud-providers，以便以后更容易删除和外部使用。
  • Kubectl get 和 describe 现在可以与扩展一起使用
  • 节点现在支持第三方监控插件。
  • 用于调度插件的新调度框架现在是 Alpha 版
  • 旨在在容器中为不同的用例触发 Hook 命令的 ExecutionHook API 现在是 Alpha 版。
  • 继续弃用 extensions/v1beta1、apps/v1beta1 和 apps/v1beta2 API；这些扩展将在 1.16 中停用！

有关值得注意的功能和修复的完整列表，请查看发行说明。

可用性

Kubernetes 1.15 可在 GitHub 上下载。要开始使用 Kubernetes，请查看这些交互式教程。您还可以使用 kubeadm 轻松安装 1.15。

功能博客系列

如果您有兴趣更深入地了解这些功能，请在本周和下周回来查看我们的 Kubernetes 系列日，我们将在其中重点介绍以下功能的详细演练

  • CRD 的未来：结构化模式
  • 为 Kubernetes 引入卷克隆 Alpha 功能
  • Kubeadm 中的自动化高可用性

发布团队

此版本的发布归功于数百名贡献了技术和非技术内容的个人的努力。特别感谢由 Pivotal Software 的高级技术项目经理 Claire Laurence 领导的发布团队。发布团队的 38 位成员协调了发布的许多方面，从文档到测试、验证和功能完整性。

随着 Kubernetes 社区的壮大，我们的发布过程代表了开源软件开发中令人惊叹的协作演示。Kubernetes 继续以惊人的速度获得新用户。这种增长创造了一个积极的反馈循环，其中更多的贡献者提交代码，从而创建一个更活跃的生态系统。迄今为止，Kubernetes 拥有超过32,000 位个人贡献者，以及一个超过 66,000 人的活跃社区。

项目速度

CNCF持续改进 DevStats，这是一个雄心勃勃的项目，旨在可视化项目中大量贡献的来源。K8s DevStats 展示了主要公司贡献者的贡献细目，以及一系列令人印象深刻的预配置报告，涵盖从个人贡献者到拉取请求生命周期时间的各个方面。过去一年，平均每月有 379 家不同的公司和超过 2,715 名个人 为 Kubernetes 做出贡献。 查看 DevStats 以了解更多关于 Kubernetes 项目和社区的整体发展速度。

用户亮点

全球知名的组织正在大规模地在生产环境中使用Kubernetes。最近社区发布的成功案例包括：

  • 中国联通正在使用 Kubernetes 将资源利用率提高 20-50%，降低 IT 基础设施成本，并将部署时间从数小时缩短到 10-15 分钟。
  • 蒙特利尔市正在使用 Kubernetes 将部署时间从数月缩短到数小时，并在 8 台机器上运行 200 个应用程序组件，由 5 人操作 Kubernetes 集群。
  • SLAMTEC 正在使用 Kubernetes 以及其他 CNCF 项目实现18 个月以上的 100% 正常运行时间，从而节省 50% 的故障排除和调试时间，以及 30% 的 CI/CD 工作时间。
  • ThredUP 将关键服务的部署时间平均缩短了约 50%，并将部署的交付周期缩短到 20 分钟以内。

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生态系统更新

KubeCon

全球最大的 Kubernetes 聚会 KubeCon + CloudNativeCon 即将来到 上海 （与开源峰会同期举办），时间为 2019 年 6 月 24 日至 26 日，以及 圣地亚哥，时间为 11 月 18 日至 21 日。这些会议将包括技术讲座、案例研究、开发者深度探讨、沙龙等等！ 立即注册！

网络研讨会

在太平洋夏令时间 7 月 23 日上午 10 点加入 Kubernetes 1.15 发布团队的成员，了解此版本的主要功能。在此注册。

参与其中

参与 Kubernetes 最简单的方法是加入众多与您兴趣相关的特别兴趣小组 (SIG) 之一。有什么想向 Kubernetes 社区广播的内容吗？在我们的每周社区会议以及以下渠道分享您的声音。感谢您持续的反馈和支持。