K8S-利用Exec Websocket接口实现Pod间的文件拷贝
需求
想想咱们遇到以下问题一般怎么解决?
新建了一个Pod, 想把另外一个Pod中的文件拷贝到新Pod中进行分析, 怎么实现呢?
如何在项目中, 如何像kubectl cp拷贝文件一样, 实现Pod间文件拷贝呢?
新Pod与实例Pod共享pvc? 或者封装一个带认证上下文的kubectl执行命令行?
简介
本文通过K8S的exec websocket接口结合tar将文件树压缩为数据流以及解压还原, 实现两个Pod间拷贝文件的功能.
关于exec接口请参考:https://www.cnblogs.com/a00ium/p/10905279.html
请看图
流程说明
首先初始化信号通道, 用于协程间的信号通知, 收到信号的协程执行暂停/退出循环/关闭通道等操作
初始化数据通道srcStdOutCh, 类型为字节数组[]byte, 用于将源Pod的标准输出放入通道, 发送给目的Pod标准输入的数据就是从该数据通道中读取
调用websocket的Dialer方法与源Pod容器建立websocket连接, 并开启协程将标准输出写入数据通道srcStdOutCh
参考源pod exec接口, 拼接目的Pod exec访问连接, tar xzf - -C /tmp表示从标准输入读取数据流, 并解压成文件树结构(注意:解压后包含文件目录树结构)
与目的Pod建立wss连接, 开启协程从数据通道srcStdOutCh中读取源Pod标准输出, 并写入目的Pod的标准输入, 如果从数据通道读取超时,则表示数据已经传输完毕, 此时停止向目的容器输入数据, 并发送通知信号, 通知主协程可以退出,关闭源Pod的wss连接
注意事项
wesocket连上源Pod时, 标准输出中会输出空数据, tar命令输出等干扰数据, 所以接收数据的时候需要传入一个过滤器回调函数, 用于数据过滤
向目的容器发送数据时, 需要将源容器收到的第一个字节删除, 一般为1, 表示标准输出标识, 发送给目的容器是不需要该字节的
发送数据时, 需要设置第一个字节为0, 表示发送到标准输入
参考代码
cp.go
/*总结: 1.不带缓冲的通道需要先读后写 2.websocket ReadMessage方法是阻塞读取的, 如果要中断读取, 关闭连接, 捕获错误即可*/package cpFilePod2Podimport ("crypto/tls""errors""fmt""log""net/url""regexp""strings""sync""time""github.com/gorilla/websocket")// 定义过滤器回调函数type filterCallback func(input string) bool// 带有互斥锁的Websocket连接对象type WsConn struct {Conn *websocket.Connmu sync.Mutex}// 发送字符串, 自动添加换行符func (self *WsConn) Send(sender string, str string) {self.mu.Lock()defer self.mu.Unlock()// 利用k8s exec websocket接口发送数据时, 第一个字节需要设置为0, 表示将数据发送到标准输入data := []byte{0}data = append(data, []byte(str+"\n")...)err := self.Conn.WriteMessage(websocket.BinaryMessage, data) //发送二进制数据类型if err != nil {log.Printf("发送错误, %s", err.Error())}log.Printf("%s, 数据:%s, 字节:%+v", sender, str, []byte(str+"\n"))}//发送字符串, 不添加换行符, 内部做字节过滤,等操作func (self *WsConn) SendWithFilter(sender string, str string) {self.mu.Lock()defer self.mu.Unlock()// log.Printf("向目的容器发送数据:%s", str)str = strings.ReplaceAll(str, "\r\n", "\n") // /r=13, /n=10, windows换行符转Linux换行符//去掉第一个字节(标准输出1, byte:[0 1 ...]), 因为从源容器输出的字节中, 第一位标识了标准输出1, 给目的容器发送字节时, 需要去除该标志//当WebSocket建立连接后,发送数据时需要在字节Buffer第一个字节设置为stdin(buf[0] = 0),而接受数据时, 需要判断第一个字节, stdout(buf[0] = 1)或stderr(buf[0] = 2)strByte := append([]byte(str)[:0], []byte(str)[1:]...)data := []byte{0}data = append(data, strByte...)err := self.Conn.WriteMessage(websocket.BinaryMessage, data)log.Printf("向目的容器标准输入发送数据:\n%s, 字节数:%d, 字节:%+v", string(data), len(data), data)if err != nil {log.Printf("发送错误, %s", err.Error())}}//从连接中获取数据流, 并写入字节数组通道中, 内部执行过滤器(回调函数)func (self *WsConn) Receive(receiver string, ch chan []byte, filter filterCallback) error {self.mu.Lock()defer self.mu.Unlock()msgType, msgByte, err := self.Conn.ReadMessage() //阻塞读取, 类型为2表示二进制数据, 1表示文本, -1表示连接已关闭:websocket: close 1000 (normal)log.Printf("%s, 读取到数据:%s, 类型:%d, 字节数:%d, 字节:%+v", receiver, string(msgByte), msgType, len(msgByte), msgByte)if err != nil {log.Printf("%s, 读取出错, %s", receiver, err.Error())return err}if filter(string(msgByte)) && len(msgByte) > 1 {ch <- msgByte} else {log.Printf("%s, 数据不满足, 直接丢弃数据, 字符:%s, 字节数:%d, 字节:%v", receiver, string(msgByte), len(msgByte), msgByte)}return nil}func NewWsConn(host string, path string, params map[string]string, headers map[string][]string) (*websocket.Conn, error) {paramArray := []string{}for k, v := range params {paramArray = append(paramArray, fmt.Sprintf("%s=%s", k, v))}u := url.URL{Scheme: "wss", Host: host, Path: path, RawQuery: strings.Join(paramArray, "&")}log.Printf("API:%s", u.String())dialer := websocket.Dialer{TLSClientConfig: &tls.Config{RootCAs: nil, InsecureSkipVerify: true}}conn, _, err := dialer.Dial(u.String(), headers)if err != nil {return nil, errors.New(fmt.Sprintf("连接错误:%s", err.Error()))}return conn, nil}//核心: tar -cf - 将具有文件夹结构的数据转换成数据流, 通过 tar -xf - 将数据流转换成 linux 文件系统func CpPod2Pod() {//通知主函数可以退出的信号通道signalExit := make(chan bool, 1)defer close(signalExit)//下发不要给目的容器发送数据的信号signalStopDstSend := make(chan bool, 1)defer close(signalStopDstSend)//下发不要从源容器读取数据的信号signalStopSrcRead := make(chan bool, 1)defer close(signalStopSrcRead)//下发不要从目的容器读取数据的信号signalStopDstRead := make(chan bool, 1)defer close(signalStopDstRead)//下发不要打印目的容器的输出数据signalStopPrintDstStdout := make(chan bool, 1)defer close(signalStopPrintDstStdout)//连接podhost := "172.16.xxx.xxx:6443"token := "xxx"headers := map[string][]string{"authorization": {fmt.Sprintf("Bearer %s", token)}}pathSrc := "/api/v1/namespaces/xxx/pods/xxx/exec"commandSrc := "tar&command=czf&command=-&command=/var/log/mysql/slow.log" //tar czf - sourceFileparaSrc := map[string]string{"stdout": "1", "stdin": "0", "stderr": "1", "tty": "0", "container": "xxx", "command": commandSrc}srcConn, err := NewWsConn(host, pathSrc, paraSrc, headers)if err != nil {log.Printf("源Pod连接出错, %s", err.Error())}pathDst := "/api/v1/namespaces/xxx/pods/xxx/exec"commandDst := "tar&command=xzf&command=-&command=-C&command=/tmp" // tar xzf - -C /tmp// paraDst := map[string]string{"stdout": "1", "stdin": "1", "stderr": "1", "tty": "0", "container": "xxx", "command": commandDst}paraDst := map[string]string{"stdout": "0", "stdin": "1", "stderr": "0", "tty": "0", "container": "xxx", "command": commandDst} //关闭目的Pod标准输出和错误输出dstConn, err := NewWsConn(host, pathDst, paraDst, headers)if err != nil {log.Printf("目的Pod连接出错, %s", err.Error())}wsSrc := WsConn{Conn: srcConn,}wsDst := WsConn{Conn: dstConn,}defer srcConn.Close()defer dstConn.Close()srcStdOutCh := make(chan []byte, 2048)dstStdOutCh := make(chan []byte)defer close(srcStdOutCh)defer close(dstStdOutCh)// 接收源容器标准输出到数据通道中go func() {i := 1for {log.Printf("第%d次, 从源容器读取标准输出", i)i++//定义匿名过滤器回调方法, 对源容器标准输出中不需要的数据进行过滤err := wsSrc.Receive("源容器", srcStdOutCh, func(input string) bool {if input == "cat /var/log/mysql/slow.log" {return false// } else if match, _ := regexp.MatchString("root@(.+)#", input); match {// return false// } else if match, _ := regexp.MatchString("cat /(.+).log", input); match {// return false// } else if match, _ := regexp.MatchString("cat /tmp/(.+)", input); match {// return false} else if match, _ := regexp.MatchString("tar: Removing leading(.+)", input); match {return false} else if len(input) == 0 { //过滤空消息// log.Printf("读取到标准错误输出")return false}return true})if err != nil {log.Printf("读取源容器标准输出失败")// signalExit <- truebreak}// time.Sleep(time.Microsecond * 100)}}()/* 注意, 这里不能开启并发协程去读取目的容器的标准输出, 如果开启可能会与发送数据的协程抢锁, 从而阻塞向目的容器发送数据*/// // 从目的容器获取标准输出到数据通道中// go func() {// // i := 0// for {// // 该过滤器直接返回true, 仅占位// err := wsDst.Receive("目的容器", dstStdOutCh, func(input string) bool {// return true// })// if err != nil {// log.Printf("从目的容器读取数据失败")// break// }// // wsDst.Send()// time.Sleep(time.Microsecond * 100000)// }// // log.Printf("从目的容器读取数据, 第%d次循环", i)// // i++// }()// //从数据通道中读取, 目的容器的标准输出, 并打印// go func() {// BreakPrintDstPodStdout:// for {// select {// case data := <-dstStdOutCh:// log.Printf("目的容器标准输出:%s", string(data))// // time.Sleep(time.Microsecond * 200)// case <-signalStopPrintDstStdout:// log.Printf("收到信号, 停止打印目的容器标准输出")// // close(dataOutput)// // close(dataCh)// // signalStopRead <- true// // log.Printf("发送停止读信号")// // close(dataOutput)// // close(dataCh)// break BreakPrintDstPodStdout// }// // time.Sleep(time.Microsecond * 100)// }// }()//从源容器标准输出的数据通道获取数据, 然后发送给目的容器标准输入//定义超时时间timeOutSecond := 3timer := time.NewTimer(time.Second * time.Duration(timeOutSecond))Break2Main:for {select {case data := <-srcStdOutCh:wsDst.SendWithFilter("向目的容器发送", string(data))// time.Sleep(time.Millisecond * 200)timer.Reset(time.Second * time.Duration(timeOutSecond))case <-timer.C:// time.Sleep(time.Second * 5)log.Printf("================ 源容器标准输出,没有新的数据,获取超时,停止向目的容器发送数据 ================")// log.Printf("发送信号:停止打印目的容器标准输出")// signalStopPrintDstStdout <- truelog.Printf("发送信号:停止从源容器读取数据")wsSrc.Conn.Close()// log.Printf("发送信号:停止从目的容器读取数据")// wsDst.Conn.Close()log.Printf("发送信号:主函数可以退出了")signalExit <- truelog.Printf("所有信号发送完毕")log.Printf("================== 跳出循环 =================")break Break2Main}// time.Sleep(time.Microsecond * 1000)}// signalStopRead <- true<-signalExit //阻塞通道, 直到收到一个信号// signalStopRead <- truelog.Printf("主函数收到信号, 准备退出")// close(dataCh)// time.Sleep(time.Second)// close(dataOutput)// time.Sleep(time.Second)// select {}}
cp_test.go
package cpFilePod2Podimport ("log""testing")// go test -race -test.run TestCpPod2Pod 切到该目录执行该测试func TestCpPod2Pod(t *testing.T) {log.Printf("开始测试")CpPod2Pod()}
参考结果:源容器:root@xxx-mysql-0:/var/log/mysql# md5sum slow.log16577613b6ea957ecb5d9d5e976d9c50 slow.log目的容器:root@xxx-75bdcdb8cf-hq9wf:/tmp/var/log/mysql# md5sum slow.log16577613b6ea957ecb5d9d5e976d9c50 slow.log
参考文档
Kubernetes exec API串接分析:https://www.cnblogs.com/a00ium/p/10905279.html
kubernetes-client-go-实现-kubectl-copy:https://ica10888.com/2019/08/31/kubernetes-client-go-%E5%AE%9E%E7%8E%B0-kubectl-copy.html
END已结束
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