K8S中如何利用Exec Websocket接口实现Pod间的文件拷贝

发布时间：2021-12-16 10:37:50 作者：柒染
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今天就跟大家聊聊有关K8S中如何利用Exec Websocket接口实现Pod间的文件拷贝，可能很多人都不太了解，为了让大家更加了解，小编给大家总结了以下内容，希望大家根据这篇文章可以有所收获。

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

K8S中如何利用Exec Websocket接口实现Pod间的文件拷贝

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
拼接exec接口的访问地址(集群连接,token), tar压缩命令, 标准输入/输出,tty, pod名,容器名等参数. tar czf - /var/log/xxx.log 表示将该文件树结构压缩为数据流
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 cpFilePod2Pod  import (   "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.Conn   mu   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pod   host := "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 - sourceFile   paraSrc := 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 := 1     for {       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 <- true         break       }       // 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 := 3   timer := 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 <- true       log.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 <- true       log.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 <- true   log.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 cpFilePod2Pod 
 
import ( 
  "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.log 16577613b6ea957ecb5d9d5e976d9c50  slow.log 目的容器: root@xxx-75bdcdb8cf-hq9wf:/tmp/var/log/mysql# md5sum slow.log 16577613b6ea957ecb5d9d5e976d9c50  slow.log

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