谈谈 Kubernetes Operator

2022年3月17日 43点热度 0条评论 来源: EndeavourOne

简介

你可能听过Kubernetes中Operator的概念,Operator可以帮助我们扩展Kubernetes功能,包括管理任何有状态应用程序。我们看到了它被用于有状态基础设施应用程序的许多可能性,包括版本升级、节点恢复、调整集群大小等。
本文我们将揭开Operator的神秘面纱,为如何构建可应用于实际的自定义Operator打下坚实的基础。

operator到底是什么?

为了说明operator到底是什么,让我们回到Kubernetes的架构上来,Kubernetes本质上是理想的状态管理器。你为你的应用程序提供了所需的状态(实例数,磁盘空间,使用的镜像等),并且如果任何事情失控,它都会尝试保持该状态。Kubernetes在Master节点上使用控制面,控制面包含许多控制器,这些控制器的工作是按照下面的方式与期望的状态进行协调(Reconcile):

  1. 监视现有的K8S对象(pods,deployments等)去确定他们的状态
  2. 比较该对象和它的K8s yaml配置
  3. 如果状态和配置不同,控制器将尝试进行修复(remedy)

进行协调的一个常见的场景是
一个pod被定义了三个副本,当一个挂了,K8s控制器的监视(watching)下,它意识到应该运行三个pod,而不是两个,然后,它将创建一个新的pod实例。

下图简单展示了控制器在K8s架构中的作用:

  1. kubectl CLI发送一个对象配置(Pod,Deployment等)到Master Node的API Server以便在集群运行
  2. Master Node将调度(schedule)对象去运行
  3. 一旦运行,一个控制器将持续件事这个对象并根据它的配置不断协调(Reconcile)

通过这种方式,Kubernetes方便的代替了大量手动工作,以维护运行时的无状态应用。然而,它仅限于K8S预定义的对象类型(Pod,Deployment,Namespace,Service,DaemonSet等),这些对象类型中的每一个都具有预定的行为和方式,如果它们和配置发生了偏离,他们就会与配置相协调(Reconcile),以达到所期望的配置。

现在,如果您的应用程序有更多复杂性,那么你需要自定义Operator以将达到期望的运行状态。

我们考虑一个有状态的应用程序,有一个运行在多个节点上的数据库应用程序。如果大多数节点出现故障,则需要按照特定步骤从指定快照重新加载数据库。使用Kubernetes中现有的对象类型和控制器,这是不可能实现的。再考虑节点扩容,升级新版本,或为我们的有状态应用程序进行灾难恢复。这些类型的操作通常需要非常具体的步骤,并且通常需要手动干预。

Kubernetes Operators允许你定义一个自定义控制器来watch你的应用程序并根据其状态执行自定义任务,从而扩展了Kubernetes(这是使我们上述的有状态应用程序自动维护的完美选择)。

你想要watch的应用程序在Kubernetes中被定义为一个新对象,一个CR(Custom Resource),它有自己的yaml spec和被API Server理解的对象类型(kind)。这样,你可以在自定义spec中定义任何需要关注的特定标准,并在实例与期望不匹配时进行协调。虽然Operator Controller主要使用自定义组件,但是它的spec和本地Kubernetes的控制器非常相似。

Operator 运行自定义控制器以协调spec。虽然API server能感知到自定义控制器,但是Operator是独立运行的,可以在集群内部或外部运行。

由于Operator是有状态应用程序的强大工具,因此我们看到CoreOS和其他贡献Etcd,Prometheus等提供了许多Operator,而这些是一个伟大的起点,但是Operator的价值实际上取决于你对它的处理方式:针对故障的具体做法是什么?以及Operator的功能如何与手动干预一起使用。

尝试构建Operator

  1. 定义我们要watch的应用程序的自定义资源CR spec以及该CR的API
  2. 编写一个Custom Controller来监视我们的应用程序
  3. 新控制器中的自定义代码,让我们知道如何使我们的CR与spec一致。
  4. 管理自定义控制器中的Operator
  5. 为了Operator和CR的一个Deployment

以上这些都可以通过手动编写go代码和spec来实现,同时我们可以使用kubebuild、operator-sdk来生成骨架代码,让我们更方便的去关注核心代码的编写。

参考文章:
https://www.linux.com/topic/cloud/demystifying-kubernetes-operators-operator-sdk-part-1/

    原文作者:EndeavourOne
    原文地址: https://www.cnblogs.com/brilliantl/p/16040819.html
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