IBM Japan Technology项目：从Kubernetes迁移到OpenShift的完整教程

前言

在企业容器化转型过程中，从Kubernetes迁移到OpenShift是一个常见的需求。本文将基于IBM Japan Technology项目中的技术文档，详细介绍如何将工作负载从Kubernetes迁移到OpenShift平台，重点关注镜像改造和安全策略迁移两大核心环节。

迁移概述

OpenShift作为企业级Kubernetes发行版，在安全性和用户体验方面提供了更多增强功能。迁移过程中需要特别关注以下两个关键领域：

1. 镜像改造：确保镜像在Kubernetes和OpenShift平台上都能正常运行
2. 安全策略迁移：将Kubernetes的Pod安全策略(PSP)转换为OpenShift的安全上下文约束(SCC)

示例应用介绍

本教程使用一个简单的Node.js应用作为示例，该应用具有以下特点：

• 公开三个API端点(/api1, /api2, /api3)
• 记录API调用统计信息到CSV文件
• 使用容器文件系统目录作为卷挂载点
• 在Kubernetes集群中使用特定的Pod安全策略(PSP)

准备工作

在开始迁移前，请确保具备以下环境：

1. 可用的Kubernetes集群
2. OpenShift集群环境
3. 本地开发工具：
   • Git客户端
   • kubectl命令行工具
   • oc(OpenShift CLI)工具
   • Docker或Podman容器运行时

迁移步骤详解

第一阶段：Kubernetes部署

1. 构建原始镜像

首先我们需要为应用构建原始容器镜像：

docker build -t <your-docker-account>/k8image .

2. 部署到Kubernetes

创建命名空间和服务账户：

kubectl create ns mlp-ns
kubectl create sa mlp-sa -n mlp-ns

应用部署配置：

kubectl apply -f deploy-to-k8s/

3. 验证部署

检查Pod安全策略是否生效：

kubectl get pod <pod-name> -n mlp-ns -o yaml | grep kubernetes.io/psp

第二阶段：迁移准备

1. 镜像改造

OpenShift对容器镜像有更严格的安全要求，我们需要改造原始镜像：

# 使用Red Hat UBI作为基础镜像
FROM registry.access.redhat.com/ubi8/nodejs-14:latest as builder

# 应用代码复制
COPY . .

# 安装依赖
RUN npm install

# 生产阶段
FROM registry.access.redhat.com/ubi8/nodejs-14:latest

# 设置非root用户
RUN useradd -u 1001 -g 0 -m -d /home/node node && \
    chown -R 1001:0 /home/node

# 复制构建产物
COPY --from=builder --chown=1001:0 /opt/app-root/src .

# 指定用户
USER 1001

# 暴露端口
EXPOSE 3000

# 启动命令
CMD ["npm", "start"]

关键改造点：

• 使用Red Hat认证的基础镜像(UBI)
• 采用多阶段构建减小镜像体积
• 配置非root用户运行容器
• 设置适当的文件权限

2. 安全策略迁移

将Kubernetes的PSP转换为OpenShift的SCC：

apiVersion: security.openshift.io/v1
kind: SecurityContextConstraints
metadata:
  name: mlp-scc
allowPrivilegedContainer: false
allowedCapabilities: []
defaultAddCapabilities: []
fsGroup:
  type: MustRunAs
  ranges:
  - min: 1001
    max: 1001
runAsUser:
  type: MustRunAs
  uid: 1001
seLinuxContext:
  type: RunAsAny
supplementalGroups:
  type: RunAsAny
volumes:
- emptyDir

主要变更点：

• 资源类型从PodSecurityPolicy变为SecurityContextConstraints
• privileged字段变为allowPrivilegedContainer
• 用户和组范围指定方式变化
• 卷控制方式保持不变

第三阶段：OpenShift部署

1. 构建新镜像

docker build -t <your-docker-account>/ocp-image .

2. 部署到OpenShift

创建项目和服务账户：

oc new-project mlp-ns
oc create sa mlp-sa -n mlp-ns

应用部署配置：

oc apply -f deploy-to-openshift/

3. 验证部署

检查SCC是否生效：

oc get pod <pod-name> -n mlp-ns -o yaml | grep openshift.io/scc

创建路由访问应用：

oc expose svc/mlp-app -n mlp-ns

常见问题排查

问题1：应用无法部署

现象：事件日志显示安全上下文约束验证失败

解决方案：

• 确认正确的SCC已应用到部署
• 检查SCC是否允许部署中指定的用户运行Pod
• 验证SCC是否允许使用emptyDir卷类型

问题2：容器权限异常

现象：容器拥有比SCC定义更多的权限

解决方案：

• 检查allowPrivilegedContainer设置是否正确
• 验证allowPrivilegeEscalation参数值
• 确保所有PSP标志都已正确转换为SCC参数

迁移后验证

1. 通过路由访问应用API
2. 多次调用不同API端点
3. 进入容器验证统计文件是否正确更新
4. 检查日志是否有安全相关警告

总结

通过本教程，我们完成了从Kubernetes到OpenShift的完整迁移过程，重点包括：

1. 镜像改造：遵循OpenShift最佳实践重构容器镜像
2. 安全策略迁移：将PSP准确转换为等效的SCC
3. 应用验证：确保迁移后应用功能完整性和安全性

这种迁移方法可以推广到大多数工作负载的迁移场景，为企业混合云战略提供可靠的技术路径。