Kubernetes operator（二）CRD篇

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本文是 Kubernetes operator学习 系列第二篇，主要对 CRD 进行学习

1.CRD介绍

1.1.如何使用

在K8S系统扩展点中，开发者可以通过CRD（CustomResourceDefinition）来扩展K8S API，其功能主要由APIExtensionServer负责。使用CRD扩展资源分为三步：

• 注册自定义资源：开发者需要通过K8S提供的方式注册自定义资源，即通过CRD进行注册，注册之后，K8S就知道我们自定义资源的存在了，然后我们就可以像使用K8S内置资源一样使用自定义资源（CR）
• 使用自定义资源：像内置资源比如Pod一样声明资源，使用CR声明我们的资源信息
• 删除自定义资源：当我们不再需要时，可以删除自定义资源

1.2.如何注册自定义资源

apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  # 强制规定：名字必须与下面的 spec 字段匹配，并且格式为 '<名称的复数形式>.<组名>'
  name: demos.example.com
spec:
  # 组名称，用于 REST API: /apis/<组>/<版本>
  group: example.com
  names:
    # 名称的复数形式，用于 URL：/apis/<组>/<版本>/<名称的复数形式>
    plural: demos
    # 名称的单数形式，作为命令行使用时和显示时的别名
    singular: demo
    # kind 通常是单数形式的帕斯卡编码（PascalCased）形式。你的资源清单会使用这一形式。
    kind: Demo
    # shortNames 允许你在命令行使用较短的字符串来匹配资源
    shortNames:
    - dm
  # 可以是 Namespaced命名空间范围内使用 或 Cluster集群范围内使用
  scope: Namespaced
  # 列举此 CustomResourceDefinition 所支持的版本，可以在不破坏现有客户端的情况下，对CRD定义的资源进行演进和升级
  versions:
    - name: v1
      # 每个版本都可以通过 served 标志来独立启用或禁止，指示该版本的资源是否应该由API服务器提供服务
      served: true
      # 其中一个且只有一个版本必需被标记为存储版本（指示该版本的资源是否应该存储在etcd中）
      storage: true
      # 一个OpenAPI v3模式对象，用于定义该版本的资源的结构。该模式对象描述了该版本的资源的属性、类型和验证规则等信息
      schema:
        openAPIV3Schema:
          type: object
          properties:
            spec:
              type: object
              properties:
                name:
                  type: string

1.3.使用自定义资源

• 待CRD创建完成之后，我们就可以使用它来创建我们的自定义资源了

• 其创建方式跟内置的资源如Pod这些是一样的，只是需要将kind、apiVersion指定为我们CRD中声明的值

• 比如使用上面例子中的CRD定义资源：

  apiVersion: "demos.example.com/v1"
  kind: Demo
  metadata:
    name: crd-demo
  spec:
    name: test
  

1.4.Finalizers

• Finalizer 能够让控制器实现 异步 的删除前（Pre-delete）回调，优雅的删除 资源

  • 我们创建的自定义资源对象，finalizers不为空，那么在资源对象被删除之前，会阻塞住，同时往这个资源中添加一个字段：
    
  • 我们的自定义Controller检测到deletionTimestamp后，就知道资源即将被删除，进行一些回收操作，结束后清空资源的finalizers值，删除操作就会被唤醒，自定义资源对象才会被删除

• 与内置对象类似，定制对象也支持 Finalizer

  apiVersion: "example.com/v1"
  kind: Demo
  metadata:
    finalizers:
    - example.com/finalizer
  

1.5.合法性验证

• 比如：我们指定 自定义资源CR的 name，必须以test开头
  

• 那么如果创建一个name不以test开头的CR，就会报错
  
  

1.6.附加字段

• 在kubectl get cr的时候，打印的字段值。默认只打印：.metadata.name、age
  

• 其实还可以添加额外字段，打印别的信息，设置的是 spec.versions.additionalPrinterColumns

  versions:
    additionalPrinterColumns:
    - name: Name
      type: string
      description: The name of resource
      jsonPath: .spec.name
  

• 如：我想把.spec.name打印出来，就添加一个additionalPrinterColumns项
  
  

1.7.子资源

• 默认情况下，自定义资源，输出yaml的时候，没有status，不可以被kubectl scale 命令操作，也无法被HPA等控制器自动伸缩
• kubernetes 的 CRD，提供了对status和scale子资源的支持

spec:
  versions:
    subresources:
      # status 加上这句，就是启用了 status 子资源，获取的yaml中就会输出status了。而且url访问也可以使用/.../status
      status: {}
      # scale 启用 scale 子资源，可以使用kubectl scale 命令伸缩，也可以被HPA等控制器自动伸缩
      scale:
        # specReplicasPath 定义定制资源中对应 scale.spec.replicas 的 JSON 路径
        specReplicasPath: .spec.replicas

1.8.设置默认值

• 使用default，可以给某些字段，设置默认值

  versions:
  - schema:
      openAPIV3Schema:
        type: Object
        properties:
          spec:
            type: Object
            properties:
              name:
  		      type: string
  		      default: "demo"
  

1.9.多版本

• version是一个数组，可以定义多个
  • 一般我们会先有一个alpha版本，然后一个beta版本，然后再是v1…
• Webhook实现不同版本之间的值的转换

...
  versions:
  ...
  conversion:
    strategy: Webhook
    webhook:
      conversionReviewVersions: ["v1","v1beta1"]
      clientConfig:
        service:
          namespace: default
          name: example-conversion-webhook-server
          path: /crdconvert
        caBundle: "Ci0tLS0tQk......tLS0K"

1.10.删除自定义资源

当我们不再需要时，可以像删除其他资源一样，删除我们的自定义资源。

更多信息，请阅读官方文档