kubernetes-operator开发教程(基于kubebuilder脚手架)

2023-10-30 10:59

本文主要是介绍kubernetes-operator开发教程(基于kubebuilder脚手架),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

1、Operator介绍

Operator是什么?
Kubernetes Operator是一个自定义控制器,用于通过自动化操作来管理复杂应用或服务。

实现原理是什么?
Kubernetes Operator的实现原理基于自定义控制器(Controller)和自定义资源定义(CRD)。

k8s的文档中本身没有operator这个词,operator实质是指:用户注册自己自定义的CRD,然后创建对应的资源实例(称为Custom Resource,简称CR),而后通过自己编写Controller来不断地检测当前k8s中所定义的CR的状态,如果状态和预期不一致,则调整。Controller具体做的事就是通过调用k8s api server的客户端,根据比较预期的状态和实际的状态,来对相应的资源进行 增删改查。

2、kubebuilder介绍

Kubebuilder 是一个强大的工具,使得基于 Kubernetes 构建 Operator 变得更加简单和高效。它提供了一套规范化的开发流程和模板代码,帮助开发人员快速上手并构建功能丰富的 Kubernetes Operator

具体使用教程可查看文档:https://xuejipeng.github.io/kubebuilder-doc-cn

下载教程(LINUX环境)

wget https://github.com/kubernetes-sigs/kubebuilder/releases/latest/download/kubebuilder_linux_amd64mv kubebuilder_linux_amd64 kubebuilder 
chmod +x kubebuilder
mv kubebuilder /usr/local/bin/验证:
kubebuilder version

3、demo开发

实现一个可以根据指定字段管理deployment、service的operator

3.1 开发环境

go 1.21.0
kubebuilder 3.11.1
k8s 1.19.3

兼容性这里踩了很多坑,kubebuilder、go版本使用较新版本即可。基本能够向下兼容

同时需要保证当前开发环境能够通过kubectl访问k8s集群

3.2 kubebuilder创建operator开发环境

mkdir myoperator && cd myoperatorkubebuilder init --domain timmy.com#创建API 
# GroupVersionKind(GVK) 就是 K8s 资源的坐标,也是唯一标识
kubebuilder create api --group timmy --version v1 --kind MyApp

上述操作执行完后会得到这样一个项目
在这里插入图片描述
我们主要修改的就是 CRD的 结构体文件 (第一个),还有就是 controller 的 调楷 方法。

3.3 定义一个CRD

myapp_types.go

package v1import (metav1 "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1"appsv1 "k8s.io/api/apps/v1"
)// EDIT THIS FILE!  THIS IS SCAFFOLDING FOR YOU TO OWN!
// NOTE: json tags are required.  Any new fields you add must have json tags for the fields to be serialized.// MyAppSpec defines the desired state of MyApp
type MyAppSpec struct {// INSERT ADDITIONAL SPEC FIELDS - desired state of cluster// Important: Run "make" to regenerate code after modifying this file// Foo is an example field of MyApp. Edit myapp_types.go to remove/update//Foo string `json:"foo,omitempty"`Image         string `json:"image"`ServicePort   int32  `json:"servicePort"`ContainerPort int32  `json:"containerPort"`Replicas      *int32  `json:"replicas"`
}// MyAppStatus defines the observed state of MyApp
type MyAppStatus struct {// INSERT ADDITIONAL STATUS FIELD - define observed state of cluster// Important: Run "make" to regenerate code after modifying this fileappsv1.DeploymentStatus `json:",inline"`
}//+kubebuilder:object:root=true
//+kubebuilder:subresource:status// MyApp is the Schema for the myapps API
type MyApp struct {metav1.TypeMeta   `json:",inline"`metav1.ObjectMeta `json:"metadata,omitempty"`Spec   MyAppSpec   `json:"spec,omitempty"`Status MyAppStatus `json:"status,omitempty"`
}//+kubebuilder:object:root=true// MyAppList contains a list of MyApp
type MyAppList struct {metav1.TypeMeta `json:",inline"`metav1.ListMeta `json:"metadata,omitempty"`Items           []MyApp `json:"items"`
}func init() {SchemeBuilder.Register(&MyApp{}, &MyAppList{})
}

生成代码:
make manifests

安装CRD:
make install

部署CR:
kubectl apply -f config/samples/app_v1_myapp.yaml
kubectl get myapp

3.4 controller开发

一般只需要修改调楷方法Reconcile()就行

实现逻辑:

  • 如果 AppService 实例不存在,则根据 AppServiceSpec 创建
    • 创建 Deployment 资源
    • 创建 Service 资源
  • 如果 AppService 实例存在,则将 Annotations 中记录的 Spec 值与当前的 Spec 比较
    • 如果前后的 Spec 不同
      • 更新 Deployment 资源
      • 更新 Service 资源
    • 如果前后的 Spec 相同,则无需额外的操作
  • 使用 Annotations 记录当前 Spec 的值(Annotations是资源对象中的注解,此处用来记录当前的资源对象spec,后续用来做前后对比)

myapp_controller.go

/*
Copyright 2023.Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
you may not use this file except in compliance with the License.
You may obtain a copy of the License athttp://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
See the License for the specific language governing permissions and
limitations under the License.
*/package controllerimport ("context""fmt""github.com/go-logr/logr"appsv1 "k8s.io/api/apps/v1"corev1 "k8s.io/api/core/v1""k8s.io/apimachinery/pkg/api/errors"metav1 "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1""k8s.io/apimachinery/pkg/runtime""k8s.io/apimachinery/pkg/runtime/schema""k8s.io/apimachinery/pkg/util/intstr""k8s.io/apimachinery/pkg/util/json""reflect"ctrl "sigs.k8s.io/controller-runtime""sigs.k8s.io/controller-runtime/pkg/client""sigs.k8s.io/controller-runtime/pkg/reconcile"v1 "myoperator/api/v1"
)// MyAppReconciler reconciles a MyApp object
type MyAppReconciler struct {client.ClientScheme *runtime.SchemeLog    logr.Logger
}//+kubebuilder:rbac:groups=app.timmy,resources=myapps,verbs=get;list;watch;create;update;patch;delete
//+kubebuilder:rbac:groups=app.timmy,resources=myapps/status,verbs=get;update;patch
//+kubebuilder:rbac:groups=app.timmy,resources=myapps/finalizers,verbs=update//+kubebuilder:rbac:groups="apps",resources=deployments,verbs=get;list;watch;create;update;patch;delete
//+kubebuilder:rbac:groups="apps",resources=deployments/status,verbs=get
//+kubebuilder:rbac:groups="",resources=services,verbs=get;list;watch;create;update;patch;delete
//+kubebuilder:rbac:groups="",resources=services/status,verbs=get// Reconcile is part of the main kubernetes reconciliation loop which aims to
// move the current state of the cluster closer to the desired state.
// TODO(user): Modify the Reconcile function to compare the state specified by
// the MyApp object against the actual cluster state, and then
// perform operations to make the cluster state reflect the state specified by
// the user.
//
// For more details, check Reconcile and its Result here:
// - https://pkg.go.dev/sigs.k8s.io/controller-runtime@v0.15.0/pkg/reconcile
func (r *MyAppReconciler) Reconcile(ctx context.Context, req ctrl.Request) (ctrl.Result, error) {//_ = log.FromContext(ctx)//用于在日志记录器中添加键值对的上下文信息。在这个例子中,"myapp" 是键,req.NamespacedName 是值。req.NamespacedName的值是一个 "命名空间/资源对象名称"的组合logger := r.Log.WithValues("myapp", req.NamespacedName)logger.Info("Reconciling myapp")//判断MyApp对象是否存在instance := &v1.MyApp{}if err := r.Client.Get(ctx, req.NamespacedName, instance); err != nil {if errors.IsNotFound(err) {return reconcile.Result{}, nil}return reconcile.Result{}, err}//fmt.Println(instance)logger.Info("app kind: " + instance.Kind + ", app name: " + instance.Name)if instance.DeletionTimestamp != nil {return reconcile.Result{}, nil}//deployment := &appsv1.Deployment{}if err := r.Client.Get(ctx, req.NamespacedName, deployment); err != nil {if !errors.IsNotFound(err) {return ctrl.Result{}, err}// 1. 不存在,则创建// 1-1. 创建 Deploymentdeployment = NewDeployment(instance)if err := r.Client.Create(ctx, deployment); err != nil {return ctrl.Result{}, err}// 1-2. 创建 Servicesvc := NewService(instance)if err := r.Client.Create(ctx, svc); err != nil {return ctrl.Result{}, err}} else {oldSpec := &v1.MyAppSpec{}if err := json.Unmarshal([]byte(instance.Annotations["spec"]), oldSpec); err != nil {return ctrl.Result{}, err}fmt.Println(*oldSpec)fmt.Println(instance.Spec)// 2. 对比更新if !reflect.DeepEqual(instance.Spec, *oldSpec) {// 2-1. 更新 Deployment 资源newDeployment := NewDeployment(instance)currDeployment := &appsv1.Deployment{}if err := r.Client.Get(ctx, req.NamespacedName, currDeployment); err != nil {return ctrl.Result{}, err}currDeployment.Spec = newDeployment.Specif err := r.Client.Update(ctx, currDeployment); err != nil {return ctrl.Result{}, err}// 2-2. 更新 Service 资源newService := NewService(instance)currService := &corev1.Service{}if err := r.Client.Get(ctx, req.NamespacedName, currService); err != nil {return ctrl.Result{}, err}currIP := currService.Spec.ClusterIPcurrService.Spec = newService.SpeccurrService.Spec.ClusterIP = currIPif err := r.Client.Update(ctx, currService); err != nil {return ctrl.Result{}, err}}}// 3. 关联 Annotationsdata, _ := json.Marshal(instance.Spec)if instance.Annotations != nil {instance.Annotations["spec"] = string(data)} else {instance.Annotations = map[string]string{"spec": string(data)}}if err := r.Client.Update(ctx, instance); err != nil {return ctrl.Result{}, err}return ctrl.Result{}, nil
}func NewDeployment(app *v1.MyApp) *appsv1.Deployment {labels := map[string]string{"app": app.Name}selector := &metav1.LabelSelector{MatchLabels: labels}return &appsv1.Deployment{TypeMeta: metav1.TypeMeta{APIVersion: "apps/v1",Kind:       "Deployment",},ObjectMeta: metav1.ObjectMeta{Name:      app.Name,Namespace: app.Namespace,OwnerReferences: []metav1.OwnerReference{*metav1.NewControllerRef(app, schema.GroupVersionKind{Group:   v1.GroupVersion.Group,Version: v1.GroupVersion.Version,Kind:    app.Kind,}),},},Spec: appsv1.DeploymentSpec{Replicas: app.Spec.Replicas,Selector: selector,Template: corev1.PodTemplateSpec{ObjectMeta: metav1.ObjectMeta{Labels: labels},Spec: corev1.PodSpec{Containers: []corev1.Container{{Name:            app.Name,Image:           app.Spec.Image,ImagePullPolicy: corev1.PullIfNotPresent,Ports: []corev1.ContainerPort{{Name:          "http",ContainerPort: app.Spec.ContainerPort,},},},},},},},}
}func NewService(app *v1.MyApp) *corev1.Service {return &corev1.Service{TypeMeta: metav1.TypeMeta{Kind:       "Service",APIVersion: "v1",},ObjectMeta: metav1.ObjectMeta{Name:      app.Name,Namespace: app.Namespace,OwnerReferences: []metav1.OwnerReference{*metav1.NewControllerRef(app, schema.GroupVersionKind{Group:   v1.GroupVersion.Group,Version: v1.GroupVersion.Version,Kind:    app.Kind,}),},},Spec: corev1.ServiceSpec{Type: corev1.ServiceTypeNodePort,Ports: []corev1.ServicePort{{Protocol:   corev1.ProtocolTCP,Port:       app.Spec.ServicePort,TargetPort: intstr.FromInt(int(app.Spec.ContainerPort)),},},Selector: map[string]string{"app": app.Name,},},}
}// SetupWithManager sets up the controller with the Manager.
func (r *MyAppReconciler) SetupWithManager(mgr ctrl.Manager) error {return ctrl.NewControllerManagedBy(mgr).For(&v1.MyApp{}).Complete(r)
}

测试:

1、运行控制器:
make run

2、创建一个对象
kubectl apply -f test.yml

apiVersion: app.timmy/v1
kind: MyApp
metadata:labels:app.kubernetes.io/name: myappapp.kubernetes.io/instance: myapp-samplename: myapp-sample
spec:image: nginxservicePort: 80containerPort: 80replicas: 2

3、查看deploy、svc是否创建

3.5 部署上线

1、部署kustomize
make kustomize

2、添加权限(在controller中添加注释,部署上线是会根据这些生成权限对象)

//+kubebuilder:rbac:groups="apps",resources=deployments,verbs=get;list;watch;create;update;patch;delete
//+kubebuilder:rbac:groups="apps",resources=deployments/status,verbs=get
//+kubebuilder:rbac:groups="",resources=services,verbs=get;list;watch;create;update;patch;delete
//+kubebuilder:rbac:groups="",resources=services/status,verbs=get

3、构建镜像
make docker-build IMG=myapp-operator:v1

注意,这是根据Dockerfile来构建的,如果无法拉取镜像,可以选择切换国内源,或者代码。go依赖下载也是如此

4、部署上线
make deploy IMG=myapp-operator:v1

本文参考:
https://github.com/schwarzeni/kubebuilder-appservice/tree/master

这篇关于kubernetes-operator开发教程(基于kubebuilder脚手架)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/307456

相关文章

基于Python开发一个有趣的工作时长计算器

《基于Python开发一个有趣的工作时长计算器》随着远程办公和弹性工作制的兴起,个人及团队对于工作时长的准确统计需求日益增长,本文将使用Python和PyQt5打造一个工作时长计算器,感兴趣的小伙伴可... 目录概述功能介绍界面展示php软件使用步骤说明代码详解1.窗口初始化与布局2.工作时长计算核心逻辑3

Python使用Code2flow将代码转化为流程图的操作教程

《Python使用Code2flow将代码转化为流程图的操作教程》Code2flow是一款开源工具,能够将代码自动转换为流程图,该工具对于代码审查、调试和理解大型代码库非常有用,在这篇博客中,我们将深... 目录引言1nVflRA、为什么选择 Code2flow?2、安装 Code2flow3、基本功能演示

Java Spring 中的监听器Listener详解与实战教程

《JavaSpring中的监听器Listener详解与实战教程》Spring提供了多种监听器机制,可以用于监听应用生命周期、会话生命周期和请求处理过程中的事件,:本文主要介绍JavaSprin... 目录一、监听器的作用1.1 应用生命周期管理1.2 会话管理1.3 请求处理监控二、创建监听器2.1 Ser

MySQL 安装配置超完整教程

《MySQL安装配置超完整教程》MySQL是一款广泛使用的开源关系型数据库管理系统(RDBMS),由瑞典MySQLAB公司开发,目前属于Oracle公司旗下产品,:本文主要介绍MySQL安装配置... 目录一、mysql 简介二、下载 MySQL三、安装 MySQL四、配置环境变量五、配置 MySQL5.1

python web 开发之Flask中间件与请求处理钩子的最佳实践

《pythonweb开发之Flask中间件与请求处理钩子的最佳实践》Flask作为轻量级Web框架,提供了灵活的请求处理机制,中间件和请求钩子允许开发者在请求处理的不同阶段插入自定义逻辑,实现诸如... 目录Flask中间件与请求处理钩子完全指南1. 引言2. 请求处理生命周期概述3. 请求钩子详解3.1

MQTT SpringBoot整合实战教程

《MQTTSpringBoot整合实战教程》:本文主要介绍MQTTSpringBoot整合实战教程,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考... 目录MQTT-SpringBoot创建简单 SpringBoot 项目导入必须依赖增加MQTT相关配置编写

如何基于Python开发一个微信自动化工具

《如何基于Python开发一个微信自动化工具》在当今数字化办公场景中,自动化工具已成为提升工作效率的利器,本文将深入剖析一个基于Python的微信自动化工具开发全过程,有需要的小伙伴可以了解下... 目录概述功能全景1. 核心功能模块2. 特色功能效果展示1. 主界面概览2. 定时任务配置3. 操作日志演示

在Java中基于Geotools对PostGIS数据库的空间查询实践教程

《在Java中基于Geotools对PostGIS数据库的空间查询实践教程》本文将深入探讨这一实践,从连接配置到复杂空间查询操作,包括点查询、区域范围查询以及空间关系判断等,全方位展示如何在Java环... 目录前言一、相关技术背景介绍1、评价对象AOI2、数据处理流程二、对AOI空间范围查询实践1、空间查

Logback在SpringBoot中的详细配置教程

《Logback在SpringBoot中的详细配置教程》SpringBoot默认会加载classpath下的logback-spring.xml(推荐)或logback.xml作为Logback的配置... 目录1. Logback 配置文件2. 基础配置示例3. 关键配置项说明Appender(日志输出器

JavaScript实战:智能密码生成器开发指南

本文通过JavaScript实战开发智能密码生成器,详解如何运用crypto.getRandomValues实现加密级随机密码生成,包含多字符组合、安全强度可视化、易混淆字符排除等企业级功能。学习密码强度检测算法与信息熵计算原理,获取可直接嵌入项目的完整代码,提升Web应用的安全开发能力 目录