kubernetes版本号是怎么生成的

通过源码编译kubernetes时，可以使用go build(或go install)单独编译某个组件，例如对于apiserver，可以cd到k8s.io/kubernetes/cmd/kube-apiserver，然后执行：

go install -i -v -gcflags='-N -l'

编译结果安装到GOBIN下，即GOBIN/kube-apiserver，使用这种方式编译时有一个小问题，版本号是一段奇怪的字符串：

kube-apiserver --version
Kubernetes v0.0.0-master+$Format:%h$

在遇到一些需要依赖kubernetes版本号的场景就会有问题，例如使用helm安装chart时，有些chart对kubernetes版本号有要求，就会无法安装。

有哪些版本号

kubernetes在很多场合都会看到版本号，我们先梳理一下。

1. --version

   每个组件有--version参数，这时输出本组件的版本号。

2. kubectl version

   kubectl version
   Client Version: version.Info{Major:"", Minor:"", GitVersion:"v0.0.0-master+$Format:%h$", GitCommit:"$Format:%H$", GitTreeState:"", BuildDate:"1970-01-01T00:00:00Z", GoVersion:"go1.12.9", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
   Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"17+", GitVersion:"v1.17.0-alpha.3.227+7d13dfe3c34f44-dirty", GitCommit:"7d13dfe3c34f44ff505afe397c7b05fe6e5414ed", GitTreeState:"dirty", BuildDate:"2019-11-18T14:42:24Z", GoVersion:"go1.12.9", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
   

   Client Version即kubectl的版本号，Server Version即apiserver的版本号。

3. kubectl get nodes

   kubectl get nodes
   NAME          STATUS   ROLES    AGE   VERSION
   10.10.10.15   Ready    <none>   12d   v1.17.0-alpha.3.227+7d13dfe3c34f44-dirty
   10.10.10.16   Ready    <none>   11d   v1.17.0-alpha.3.227+7d13dfe3c34f44-dirty
   

   此处的版本号为kubelet的版本号。

版本号的含义

上述长长的一串版本号v1.17.0-alpha.3.227+7d13dfe3c34f44-dirty，看起来非常复杂，其实熟悉git的同学一眼就能看出正是git的源码版本信息。

这里描述了kubernetes的版本管理规则，据此可以看出上述版本一定是在master分支上。

版本号如何生成

那么版本号是如何写入到程序中的，主要有两个步骤：

1. 从git获取源码版本信息

   v1.17.0-alpha.3.227+7d13dfe3c34f44这一段是通过如下命令获取，并稍作转换：

   git describe --tags --match='v*' --abbrev=14
   v1.17.0-alpha.3-227-g7d13dfe3c34f44
   

   如果tag之后没有再提交过，则后面就没有提交次数和最新提交id，只有tag，这通常发生在release分支上最后释放时。

   -dirty是通过如下命令获取，如果源码修改过则版本号添加-dirty：

   git status --porcelain
   

2. 通过ldflags将上述获取版本信息写入程序

   golang中在链接阶段可以覆盖程序中的全局变量，通过在go build时增加如下参数。

   -ldflags -X importpath.name=value
   

   其中importpath为包的导入路径，name为变量名，value为新的值。

   对于kubernetes，版本信息相关的变量，服务端定义在k8s.io/component-base/version包中，源码见k8s.io/component-base/version/base.go，客户端定义在k8s.io/client-go/pkg/version中，源码见k8s.io/client-go/pkg/version/base.go，两个base.go的内容是一样的：

   var (
     // TODO: Deprecate gitMajor and gitMinor, use only gitVersion
     // instead. First step in deprecation, keep the fields but make
     // them irrelevant. (Next we'll take it out, which may muck with
     // scripts consuming the kubectl version output - but most of
     // these should be looking at gitVersion already anyways.)
     gitMajor string = "" // major version, always numeric
     gitMinor string = "" // minor version, numeric possibly followed by "+"
   
     // semantic version, derived by build scripts (see
     // https://git.k8s.io/community/contributors/design-proposals/release/versioning.md
     // for a detailed discussion of this field)
     //
     // TODO: This field is still called "gitVersion" for legacy
     // reasons. For prerelease versions, the build metadata on the
     // semantic version is a git hash, but the version itself is no
     // longer the direct output of "git describe", but a slight
     // translation to be semver compliant.
   
     // NOTE: The $Format strings are replaced during 'git archive' thanks to the
     // companion .gitattributes file containing 'export-subst' in this same
     // directory.  See also https://git-scm.com/docs/gitattributes
     gitVersion   string = "v0.0.0-master+$Format:%h$"
     gitCommit    string = "$Format:%H$" // sha1 from git, output of $(git rev-parse HEAD)
     gitTreeState string = ""            // state of git tree, either "clean" or "dirty"
   
     buildDate string = "1970-01-01T00:00:00Z" // build date in ISO8601 format, output of $(date -u +'%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ')
   )
   

   一开始出现的奇怪的字符串v0.0.0-master+就是出在这里。当然直接修改这个文件也可以得到正确的版本号，但是每次源码版本变化都需要修改，非常麻烦，采用ldflags就非常简单：

   go build -ldflags='-X k8s.io/component-base/version.gitVersion=v1.17.0-alpha.3.227+7d13dfe3c34f44-dirty -X k8s.io/client-go/pkg/version.gitVersion=v1.17.0-alpha.3.227+7d13dfe3c34f44-dirty' 
   

   上述命令就将gitVersion变量修改为从git中得到的源码版本号，这个过程通过脚本完全可以做到自动化，这个脚本就是k8s.io/kubernetes/hack/lib/version.sh。

go build时植入版本号

在使用make编译kubernetes时会自动从git获取版本信息并通过ldflags植入程序中，但是通过go build编译时kubernetes并没有提供脚本实现上述过程，这就导致了版本号总是v0.0.0-master+。

为了解决上述问题，只需要对k8s.io/kubernetes/hack/lib/version.sh稍作改造，复用其逻辑即可：

首先修改version.sh，因为启用了go module，如果你没有显示启用可以不需要修改：

    ldflags+=(
      "-X '${KUBE_GO_PACKAGE}/vendor/k8s.io/client-go/pkg/version.${key}=${val}'"
      "-X '${KUBE_GO_PACKAGE}/vendor/k8s.io/component-base/version.${key}=${val}'"
    )

改为：

    ldflags+=(
      "-X '${KUBE_GO_PACKAGE}/client-go/pkg/version.${key}=${val}'"
      "-X '${KUBE_GO_PACKAGE}/component-base/version.${key}=${val}'"
    )

然后在k8s.io/kubernetes/hack目录下添加脚本文件goinstall如下：

#!/usr/bin/env bash
basepath=$(cd `dirname $0`; pwd)
KUBE_ROOT=${basepath}/..
source "${KUBE_ROOT}/hack/lib/version.sh"
KUBE_GO_PACKAGE="k8s.io"
ldflags=$(kube::version::ldflags)
echo ldflags:${ldflags}
go install -i -v -gcflags='-N -l' -ldflags="${ldflags}"

将k8s.io/kubernetes/hack目录添加到path，然后在单个组件目录下就可以直接执行：

goinstall

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