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Kubernetes 1.27：服务器端字段校验和 OpenAPI V3 进阶至 GA

作者：Jeffrey Ying (Google), Antoine Pelisse (Google)

译者：Michael Yao (DaoCloud)

在 Kubernetes v1.8 之前，YAML 文件中的拼写错误、缩进错误或其他小错误可能会产生灾难性后果 （例如像在 replica: 1000 中忘记了结尾的字母 “s”，可能会导致宕机。 因为该值会被忽略并且丢失，并强制将副本重置回 1）。当时解决这个问题的办法是： 在 kubectl 中获取 OpenAPI v2 并在应用之前使用 OpenAPI v2 来校验字段是否正确且存在。 不过当时没有自定义资源定义 (CRD)，相关代码是在当时那样的假设下编写的。 之后引入了 CRD，发现校验代码缺乏灵活性，迫使 CRD 在公开其模式定义时做出了一些艰难的决策， 使得我们进入了不良校验造成不良 OpenAPI，不良 OpenAPI 无法校验的循环。 随着新的 OpenAPI v3 和服务器端字段校验在 1.27 中进阶至 GA，我们现在已经解决了这两个问题。

服务器端字段校验针对通过 create、update 和 patch 请求发送到 apiserver 上的资源进行校验， 此特性是在 Kubernetes v1.25 中添加的，在 v1.26 时进阶至 Beta， 如今在 v1.27 进阶至 GA。它在服务器端提供了 kubectl 校验的所有功能。

OpenAPI 是一个标准的、与编程语言无关的接口， 用于发现 Kubernetes 集群支持的操作集和类型集。 OpenAPI v3 是 OpenAPI 的最新标准，它是自 Kubernetes 1.5 开始支持的 OpenAPI v2 的改进版本。对 OpenAPI v3 的支持是在 Kubernetes v1.23 中添加的， v1.24 时进阶至 Beta，如今在 v1.27 进阶至 GA。

OpenAPI v3

OpenAPI v3 相比 v2 提供了什么？

插件类型

Kubernetes 对 OpenAPI v2 中不能表示或有时在 Kubernetes 生成的 OpenAPI v2 中未表示的某些字段提供了注解。最明显地，OpenAPI v3 发布了 “default” 字段， 而在 OpenAPI v2 中被省略。表示多种类型的单个类型也能在 OpenAPI v3 中使用 oneOf 字段被正确表达。这包括针对 IntOrString 和 Quantity 的合理表示。

CRD

在 Kubernetes 中，自定义资源定义 (CRD) 使用结构化的 OpenAPI v3 模式定义， 无法在不损失某些字段的情况下将其表示为 OpenAPI v2。这些包括 nullable、default、anyOf、oneOf、not 等等。OpenAPI v3 是 CustomResourceDefinition 结构化模式定义的完全无损表示。

如何使用？

Kubernetes API 服务器的 /openapi/v3 端点包含了 OpenAPI v3 的根发现文档。 为了减少传输的数据量，OpenAPI v3 文档以 group-version 的方式进行分组， 不同的文档可以通过 /openapi/v3/apis/<group>/<version> 和 /openapi/v3/api/v1 （表示旧版 group）进行访问。有关此端点的更多信息请参阅 Kubernetes API 文档。

众多使用 OpenAPI 的客户侧组件已更新到了 v3，包括整个 kubectl 和服务器端应用。 在 client-go 中也提供了 OpenAPI V3 Golang 客户端。

服务器端字段校验

查询参数 fieldValidation 可用于指示服务器应执行的字段校验级别。 如果此参数未被传递，服务器端字段校验默认采用 Warn 模式。

  • Strict：严格的字段校验，在验证失败时报错
  • Warn：执行字段校验，但错误会以警告的形式给出，而不是使请求失败
  • Ignore：不执行服务器端的字段校验

kubectl 将跳过客户端校验，并将自动使用 Strict 模式下的服务器端字段校验。 控制器默认使用 Warn 模式进行服务器端字段校验。

使用客户端校验时，由于 OpenAPI v2 中缺少某些字段，所以我们必须更加宽容， 以免拒绝可能有效的对象。而在服务器端校验中，所有这些问题都被修复了。 可以在此处找到更多文档。

未来展望

随着服务器端字段校验和 OpenAPI v3 以 GA 发布，我们引入了更准确的 Kubernetes 资源表示。 建议使用服务器端字段校验而非客户端校验，但是通过 OpenAPI v3， 客户端可以在必要时自行实现其自身的校验（“左移”），我们保证 OpenAPI 发布的是完全无损的模式定义。

现在的一些工作将进一步改善通过 OpenAPI 提供的信息，例如 CEL 校验和准入以及对内置类型的 OpenAPI 注解。

使用在 OpenAPI v3 中的类型信息还可以构建许多其他工具来编写和转换资源。

如何参与？

这两个特性由 SIG API Machinery 社区驱动，欢迎加入 Slack 频道 #sig-api-machinery， 请查阅邮件列表， 我们每周三 11:00 AM PT 在 Zoom 上召开例会。

我们对所有曾帮助设计、实现和审查这两个特性的贡献者们表示衷心的感谢。

  • Alexander Zielenski
  • Antoine Pelisse
  • Daniel Smith
  • David Eads
  • Jeffrey Ying
  • Jordan Liggitt
  • Kevin Delgado
  • Sean Sullivan