--- title: Operator 模式 content_type: concept weight: 30 --- Operator 是 Kubernetes 的扩展软件, 它利用[定制资源](/zh-cn/docs/concepts/extend-kubernetes/api-extension/custom-resources/)管理应用及其组件。 Operator 遵循 Kubernetes 的理念,特别是在[控制器](/zh-cn/docs/concepts/architecture/controller)方面。 ## 初衷 {#motivation} **Operator 模式** 旨在记述(正在管理一个或一组服务的)运维人员的关键目标。 这些运维人员负责一些特定的应用和 Service,他们需要清楚地知道系统应该如何运行、如何部署以及出现问题时如何处理。 在 Kubernetes 上运行工作负载的人们都喜欢通过自动化来处理重复的任务。 Operator 模式会封装你编写的(Kubernetes 本身提供功能以外的)任务自动化代码。 ## Kubernetes 上的 Operator {#operators-in-kubernetes} Kubernetes 为自动化而生。无需任何修改,你即可以从 Kubernetes 核心中获得许多内置的自动化功能。 你可以使用 Kubernetes 自动化部署和运行工作负载,**甚至** 可以自动化 Kubernetes 自身。 Kubernetes 的 {{< glossary_tooltip text="Operator 模式" term_id="operator-pattern" >}}概念允许你在不修改 Kubernetes 自身代码的情况下, 通过为一个或多个自定义资源关联{{< glossary_tooltip text="控制器" term_id="controller" >}}来扩展集群的能力。 Operator 是 Kubernetes API 的客户端, 充当[自定义资源](/zh-cn/docs/concepts/extend-kubernetes/api-extension/custom-resources/)的控制器。 ## Operator 示例 {#example} 使用 Operator 可以自动化的事情包括: * 按需部署应用 * 获取/还原应用状态的备份 * 处理应用代码的升级以及相关改动。例如数据库 Schema 或额外的配置设置 * 发布一个 Service,要求不支持 Kubernetes API 的应用也能发现它 * 模拟整个或部分集群中的故障以测试其稳定性 * 在没有内部成员选举程序的情况下,为分布式应用选择首领角色 想要更详细的了解 Operator?下面是一个示例: 1. 有一个名为 SampleDB 的自定义资源,你可以将其配置到集群中。 2. 一个包含 Operator 控制器部分的 Deployment,用来确保 Pod 处于运行状态。 3. Operator 代码的容器镜像。 4. 控制器代码,负责查询控制平面以找出已配置的 SampleDB 资源。 5. Operator 的核心是告诉 API 服务器,如何使现实与代码里配置的资源匹配。 * 如果添加新的 SampleDB,Operator 将设置 PersistentVolumeClaims 以提供持久化的数据库存储, 设置 StatefulSet 以运行 SampleDB,并设置 Job 来处理初始配置。 * 如果你删除它,Operator 将建立快照,然后确保 StatefulSet 和 Volume 已被删除。 6. Operator 也可以管理常规数据库的备份。对于每个 SampleDB 资源,Operator 会确定何时创建(可以连接到数据库并进行备份的)Pod。这些 Pod 将依赖于 ConfigMap 和/或具有数据库连接详细信息和凭据的 Secret。 7. 由于 Operator 旨在为其管理的资源提供强大的自动化功能,因此它还需要一些额外的支持性代码。 在这个示例中,代码将检查数据库是否正运行在旧版本上, 如果是,则创建 Job 对象为你升级数据库。 ## 部署 Operator {#deploying-operators} 部署 Operator 最常见的方法是将自定义资源及其关联的控制器添加到你的集群中。 跟运行容器化应用一样,控制器通常会运行在{{< glossary_tooltip text="控制平面" term_id="control-plane" >}}之外。 例如,你可以在集群中将控制器作为 Deployment 运行。 ## 使用 Operator {#using-operators} 部署 Operator 后,你可以对 Operator 所使用的资源执行添加、修改或删除操作。 按照上面的示例,你将为 Operator 本身建立一个 Deployment,然后: ```shell kubectl get SampleDB # 查找所配置的数据库 kubectl edit SampleDB/example-database # 手动修改某些配置 ``` 可以了!Operator 会负责应用所作的更改并保持现有服务处于良好的状态。 ## 编写你自己的 Operator {#writing-operator} 如果生态系统中没有可以实现你目标的 Operator,你可以自己编写代码。 你还可以使用任何支持 [Kubernetes API 客户端](/zh-cn/docs/reference/using-api/client-libraries/)的语言或运行时来实现 Operator(即控制器)。 以下是一些库和工具,你可用于编写自己的云原生 Operator。 {{% thirdparty-content %}} * [Charmed Operator Framework](https://juju.is/) * [Java Operator SDK](https://github.com/java-operator-sdk/java-operator-sdk) * [Kopf](https://github.com/nolar/kopf) (Kubernetes Operator Pythonic Framework) * [kube-rs](https://kube.rs/) (Rust) * [kubebuilder](https://book.kubebuilder.io/) * [KubeOps](https://buehler.github.io/dotnet-operator-sdk/) (.NET operator SDK) * [KUDO](https://kudo.dev/)(Kubernetes 通用声明式 Operator) * [Mast](https://docs.ansi.services/mast/user_guide/operator/) * [Metacontroller](https://metacontroller.github.io/metacontroller/intro.html),可与 Webhook 结合使用,以实现自己的功能。 * [Operator Framework](https://operatorframework.io) * [shell-operator](https://github.com/flant/shell-operator) ## {{% heading "whatsnext" %}} * 阅读 {{< glossary_tooltip text="CNCF" term_id="cncf" >}} [Operator 白皮书](https://github.com/cncf/tag-app-delivery/blob/163962c4b1cd70d085107fc579e3e04c2e14d59c/operator-wg/whitepaper/Operator-WhitePaper_v1-0.md)。 * 详细了解[定制资源](/zh-cn/docs/concepts/extend-kubernetes/api-extension/custom-resources/) * 在 [OperatorHub.io](https://operatorhub.io/) 上找到现成的、适合你的 Operator * [发布](https://operatorhub.io/)你的 Operator,让别人也可以使用 * 阅读 [CoreOS 原始文章](https://web.archive.org/web/20170129131616/https://coreos.com/blog/introducing-operators.html),它介绍了 Operator 模式(这是一个存档版本的原始文章)。 * 阅读这篇来自谷歌云的关于构建 Operator 最佳实践的[文章](https://cloud.google.com/blog/products/containers-kubernetes/best-practices-for-building-kubernetes-operators-and-stateful-apps)