开启 TiDB Operator 准入控制器

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2023-12-01

Kubernetes 在 1.9 版本引入了动态准入机制，从而使得拥有对 Kubernetes 中的各类资源进行修改与验证的功能。在 TiDB Operator 中，我们也同样使用了动态准入机制来帮助我们进行相关资源的修改、验证与运维。

先置条件

TiDB Operator 准入控制器与大部分 Kubernetes 平台上产品的准入控制器较为不同，TiDB Operator 通过扩展 API-Server 与 WebhookConfiguration 的两个机制组合而成。所以需要 Kubernetes 集群启用聚合层功能，通常情况下这个功能已经默认开启。如需查看是否开启聚合层功能，请参考启用 Kubernetes Apiserver 标志。

开启 TiDB Operator 准入控制器

TiDB Operator 在默认安装情况下不会开启准入控制器，你需要手动开启:

修改 Operator 的 values.yaml
开启 Operator Webhook 特性:
```
admissionWebhook:
  create: true
```
默认情况下，如果你的 Kubernetes 集群版本大于等于 v1.13.0，你可以通过上述配置直接开启 Webhook 功能。
如果你的 Kubernetes 集群版本小于 v1.13.0，你需要执行以下命令，将得到的返回值配置在 values.yaml 中的 admissionWebhook.cabundle：
```
kubectl get configmap -n kube-system extension-apiserver-authentication -o=jsonpath='{.data.client-ca-file}' | base64 | tr -d '\n'
```
```
admissionWebhook:
  # 将上述命令的返回值填写到 admissionWebhook.cabundle 中
  cabundle: <cabundle>
```
配置失败策略
在 Kubernetes 1.15 版本之前，动态准入机制的管理机制的粒度较粗并且并不方便去使用。所以为了防止 TiDB Operator 的动态准入机制影响全局集群，我们需要配置失败策略。
对于 Kubernetes 1.15 以下的版本，我们推荐将 TiDB Operator 失败策略配置为 Ignore，从而防止 TiDB Operator 的 admission webhook 出现异常时影响整个集群。
```
......
failurePolicy:
    validation: Ignore
    mutation: Ignore
```
对于 Kubernetes 1.15 及以上的版本，我们推荐给 TiDB Operator 失败策略配置为 Failure，由于 Kubernetes 1.15 及以上的版本中，动态准入机制已经有了基于 Label 的筛选机制，所以不会由于 TiDB Operator 的 admission webhook 出现异常而影响整个集群。
```
......
failurePolicy:
    validation: Fail
    mutation: Fail
```
安装/更新 TiDB Operator
修改完 values.yaml 文件中的上述配置项以后，进行 TiDB Operator 部署或者更新。安装与更新 TiDB Operator 请参考在 Kubernetes 上部署 TiDB Operator。

为 TiDB Operator 准入控制器设置 TLS 证书

在默认情况下，TiDB Operator 准入控制器与 Kubernetes api-server 之间跳过了 TLS 验证环节，你可以通过以下步骤手动开启并配置 TiDB Operator 准入控制器与 Kubernetes api-server 之间的 TLS 验证。

生成自定义证书

参考使用 cfssl 系统颁发证书的第一步至第四步，生成自定义 CA 文件。对于 ca-config.json，我们使用如下配置:

{
    "signing": {
        "default": {
            "expiry": "8760h"
        },
        "profiles": {
            "server": {
                "expiry": "8760h",
                "usages": [
                    "signing",
                    "key encipherment",
                    "server auth"
                ]
            }
        }
    }
}

当执行至第四步以后，通过 ls 命令执行，cfssl 文件夹下应该有以下文件:

ca-config.json    ca-csr.json    ca-key.pem    ca.csr    ca.pem

生成 TiDB Operator 准入控制器证书

首先生成默认的 webhook-server.json 文件:

cfssl print-defaults csr > webhook-server.json

然后将 webhook-server.json 文件的内容修改如下:

{
    "CN": "TiDB Operator Webhook",
    "hosts": [
        "tidb-admission-webhook.<namespace>",
        "tidb-admission-webhook.<namespace>.svc",
        "tidb-admission-webhook.<namespace>.svc.cluster",
        "tidb-admission-webhook.<namespace>.svc.cluster.local"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "US",
            "L": "CA",
            "O": "PingCAP",
            "ST": "Beijing",
            "OU": "TiDB"
        }
    ]
}

其中 <namespace> 为 TiDB Operator 部署的命名空间。

然后生成 TiDB Operator Webhook Server 端证书:

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=server webhook-server.json | cfssljson -bare webhook-server

执行完上述命令后，通过 ls | grep webhook-server 命令应该能查询到以下文件:

webhook-server-key.pem
webhook-server.csr
webhook-server.json
webhook-server.pem

在 Kubernetes 集群中创建 Secret

kubectl create secret generic <secret-name> --namespace=<namespace> --from-file=tls.crt=~/cfssl/webhook-server.pem --from-file=tls.key=~/cfssl/webhook-server-key.pem --from-file=ca.crt=~/cfssl/ca.pem

修改 values.yaml 并安装或升级 TiDB Operator
获取 ca.crt 的值：
```
kubectl get secret <secret-name> --namespace=<release-namespace> -o=jsonpath='{.data.ca\.crt}'
```
将 values.yaml 中下述配置按说明来进行配置:
```
admissionWebhook:
  apiservice:
    insecureSkipTLSVerify: false # 开启 TLS 验证
    tlsSecret: "<secret-name>" # 将上文中所创建的 secret 的 name 填写在这里
    caBundle: "<caBundle>" # 将上文中 ca.crt 的值填入此处
```
修改完 values.yaml 文件中上述配置项以后进行 TiDB Operator 部署或者更新。安装 TiDB Operator 请参考在 Kubernetes 上部署 TiDB Operator，升级 TiDB Operator 请参考升级 TiDB Operator

TiDB Operator 准入控制器功能

TiDB Operator 通过准入控制器的帮助实现了许多功能。我们将在这里介绍各个资源的准入控制器与其相对应的功能。

Pod 验证准入控制器:
Pod 准入控制器提供了对 PD/TiKV/TiDB 组件安全下线与安全上线的保证，通过 Pod 验证准入控制器，我们可以实现重启 Kubernetes 上的 TiDB 集群。该组件在准入控制器开启的情况下默认开启。
```
admissionWebhook:
  validation:
    pods: true
```
StatefulSet 验证准入控制器:
StatefulSet 验证准入控制器帮助实现 TiDB 集群中 TiDB/TiKV 组件的灰度发布，该组件在准入控制器开启的情况下默认关闭。
```
admissionWebhook:
  validation:
    statefulSets: false
```
通过 tidb.pingcap.com/tikv-partition 和 tidb.pingcap.com/tidb-partition 这两个 annotation, 你可以控制 TiDB 集群中 TiDB 与 TiKV 组件的灰度发布。你可以通过以下方式对 TiDB 集群的 TiKV 组件设置灰度发布，其中 partition=2 的效果等同于 StatefulSet 分区
```
$  kubectl annotate tidbcluster ${name} -n ${namespace} tidb.pingcap.com/tikv-partition=2 
tidbcluster.pingcap.com/${name} annotated
```
执行以下命令取消灰度发布设置：
```
$  kubectl annotate tidbcluster ${name} -n ${namespace} tidb.pingcap.com/tikv-partition- 
tidbcluster.pingcap.com/${name} annotated
```
以上设置同样适用于 TiDB 组件。
TiDB Operator 资源验证准入控制器:
TiDB Operator 资源验证准入控制器帮助实现针对 TidbCluster、TidbMonitor 等 TiDB Operator 自定义资源的验证，该组件在准入控制器开启的情况下默认关闭。
```
admissionWebhook:
  validation:
    pingcapResources: false
```
举个例子，对于 TidbCluster 资源，TiDB Operator 资源验证准入控制器将会检查其 spec 字段中的必要字段。如果在 TidbCluster 创建或者更新时发现检查不通过，比如同时没有定义 spec.pd.image 或者 spec.pd.baseImage 字段，TiDB Operator 资源验证准入控制器将会拒绝这个请求。
Pod 修改准入控制器:
Pod 修改准入控制器帮助我们在弹性伸缩场景下实现 TiKV 的热点调度功能，在启用 TidbCluster 弹性伸缩中需要开启该控制器。该组件在准入控制器开启的情况下默认开启。
```
admissionWebhook:
  mutation:
    pods: true
```
TiDB Operator 资源修改准入控制器:
TiDB Operator 资源修改准入控制器帮助我们实现 TiDB Operator 相关自定义资源的默认值填充工作，如 TidbCluster，TidbMonitor 等。该组件在准入控制器开启的情况下默认开启。
```
admissionWebhook:
  mutation:
    pingcapResources: true
```