Kubernetes可以自動(dòng)創(chuàng)建復(fù)雜的云基礎(chǔ)架構(gòu)，以簡(jiǎn)化管理云上部署的過程。

盡管Kubernetes提供了許多工具，但仍在努力使云基礎(chǔ)架構(gòu)管理更具可伸縮性和自動(dòng)化。Kubernetes Operator是一種封裝、部署和管理 Kubernetes 應(yīng)用的方法， 可擴(kuò)展 Kubernetes API 的功能，為Kubernetes 用戶自動(dòng)化創(chuàng)建、配置和管理復(fù)雜應(yīng)用的實(shí)例 ，而不必每次都依賴手動(dòng)輸入。

了解Kubernetes Operators

Operator 是 Kubernetes 的擴(kuò)展軟件，它利用 定制資源 管理應(yīng)用及其組件。Operator 遵循 Kubernetes 的理念，特別是在控制器 方面。

Kubernetes Operators是業(yè)務(wù)流程框架。它是一種工具，使你幾乎不需要人工就可以編排和維護(hù)云基礎(chǔ)架構(gòu)。Kubernetes將 Operators定義為軟件擴(kuò)展，旨在利用自定義資源來管理應(yīng)用程序及其組件。

Kubernetes Operators一點(diǎn)也不復(fù)雜。Operators使用控制器和Kubernetes API來處理應(yīng)用程序及其所需的自定義資源的打包，部署，管理和維護(hù)。整個(gè)過程是完全自動(dòng)化的，而且你仍然可以使用kubectl 工具進(jìn)行命令和操作。

換句話說，Operators基本上是一個(gè)定制的Kubernetes控制器，該控制器集成了定制資源。你可以直接在自定義資源中定義參數(shù)和配置，然后讓Operators轉(zhuǎn)換這些參數(shù)并自動(dòng)運(yùn)行。Kubernetes Operators的連續(xù)性是其決定性因素。

Operators不僅僅是部署

Kubernetes Operators可以做的不僅僅是自動(dòng)化應(yīng)用程序的部署。實(shí)際上，只要邏輯和參數(shù)定義正確，Operators就能處理任何事情。是的，這包括擴(kuò)展應(yīng)用程序及其使用的云基礎(chǔ)架構(gòu)，進(jìn)行升級(jí)和檢查故障，以及長(zhǎng)期保持應(yīng)用程序平穩(wěn)運(yùn)行。

整個(gè)應(yīng)用程序生命周期可以自動(dòng)化。Kubernetes 可管理和擴(kuò)展無(wú)狀態(tài)應(yīng)用，如 Web 應(yīng)用、移動(dòng)后端和 API 服務(wù)，無(wú)需掌握關(guān)于這些應(yīng)用的工作原理的任何其他知識(shí)。Kubernetes 的內(nèi)置功能輕松處理這些任務(wù)。

但是，數(shù)據(jù)庫(kù)和監(jiān)控系統(tǒng)等無(wú)狀態(tài)應(yīng)用需要 Kubernetes 以外的其他域特定知識(shí)。有了這些知識(shí)，才能夠擴(kuò)展、升級(jí)和重新配置這些應(yīng)用。

Kubernetes Operator 將這些特定域知識(shí)編碼了到 Kubernetes 擴(kuò)展中，從而能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用生命周期的管理和自動(dòng)化。

例如，你可以將站點(diǎn)可靠性工程（SRE）規(guī)則和參數(shù)寫入Kubernetes Operators，并讓 Operators為你處理操作。這使SRE實(shí)踐得以標(biāo)準(zhǔn)化，并在多個(gè)集群之間的操作可重復(fù)。無(wú)需在每次部署和升級(jí)時(shí)手動(dòng)調(diào)整參數(shù)。

模仿運(yùn)維人員的行為

Kubernetes Operators的真正實(shí)力在于他們能夠了解應(yīng)用程序或服務(wù)應(yīng)如何工作的方式。

Kubernetes Operators可以使用嵌入在 Operators本身中的相同知識(shí)來執(zhí)行必要的任務(wù)。例如，在更新期間未為應(yīng)用程序配置云資源時(shí)，Kubernetes Operators可以自動(dòng)更正問題，而無(wú)需發(fā)出警報(bào)。

運(yùn)維團(tuán)隊(duì)通常編寫軟件來管理應(yīng)用，但Operator 模式能夠捕捉運(yùn)維人員如何管理服務(wù)的規(guī)律 ，可以獲取人類運(yùn)維知識(shí)并將其編碼到軟件中，用于管理和部署 Kubernetes 工作負(fù)載，同時(shí)消除手動(dòng)任務(wù)。

Operators可以做什么？

為了更好地了解Operators可以做什么，我們需要研究一些使用Operators的場(chǎng)景。使用 Operator 可以自動(dòng)化的事情包括：

• 按需部署應(yīng)用；
• 獲取/還原應(yīng)用狀態(tài)的備份；
• 處理應(yīng)用代碼的升級(jí)以及相關(guān)改動(dòng)。例如，數(shù)據(jù)庫(kù) schema 或額外的配置設(shè)置；
• 發(fā)布一個(gè) service，要求不支持 Kubernetes API 的應(yīng)用也能發(fā)現(xiàn)它；
• 模擬整個(gè)或部分集群中的故障以測(cè)試其穩(wěn)定性；
• 在沒有內(nèi)部成員選舉程序的情況下，為分布式應(yīng)用選擇首領(lǐng)角色。

這些任務(wù)通常需要大量的人工投入。模擬故障時(shí)，Operators需要手動(dòng)觸發(fā)應(yīng)用程序某些部分的錯(cuò)誤，然后監(jiān)視輸出以標(biāo)記故障點(diǎn)。Operators使過程自動(dòng)化可以節(jié)省大量時(shí)間和資源，無(wú)疑使開發(fā)或運(yùn)維成員可以專注于其他更重要的任務(wù)。

最重要的是，Operators可以處理特定和復(fù)雜的情況。例如，你可以使用Operators來部署資源并將其配置為可被少數(shù)服務(wù)或Pod發(fā)現(xiàn)。Operators可以檢查該資源的控制平面，然后根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。使用Kubernetes API，它還可以抓取快照信息或執(zhí)行更新。

還可以將更多參數(shù)編碼到過程中。例如，你可以通過部署新的資源，告訴集群使用該新資源，然后刪除StatefulSet和持久卷，來進(jìn)行無(wú)縫更新，以防止整個(gè)應(yīng)用程序宕機(jī)。

使用Operators

部署 Operators比你想象的要容易。你只需要為集群定義一個(gè)“自定義資源”及其控制器即可，一切就緒。真正的挑戰(zhàn)是要找到適合你特定需求的Operators。開始使用 Operators時(shí)，kubectl命令可用于執(zhí)行某些操作。

你可以使用kubectl get resourceName 查找已配置的resourceName。然后，你可以運(yùn)行kubectl edit resourceName/example-resource 來更改資源?？梢允褂肙perators對(duì)集群進(jìn)行任何類型的更改，包括根據(jù)需要進(jìn)行的高級(jí)配置更改。你甚至可以從某些存儲(chǔ)庫(kù)中提取現(xiàn)成的Operators。

當(dāng)然，如果你希望自己的Operators處理特定功能，則始終可以對(duì)其進(jìn)行編碼。通過創(chuàng)建一個(gè)Operators作為Kubernetes API的客戶端，你可以訪問更多功能并自動(dòng)執(zhí)行每個(gè)部署，管理和維護(hù)任務(wù)。你也可以使用kubebuilder和Operator Framework之類的工具來使用。