云原生學習路線導航頁（持續更新中）

• 本文是 Kubernetes operator學習 系列的前置知識篇，幫助大家對 Operator 進行初步了解
• Kubernetes operator學習系列 快捷鏈接
  • Kubernetes operator 前置知識篇
  • Kubernetes operator（一）client-go篇
  • Kubernetes operator（二）CRD篇
  • Kubernetes operator（三）code-generator 篇
  • Kubernetes operator（四）controller-tools 篇
  • Kubernetes operator（五）api 和 apimachinery 篇
  • Kubernetes operator（六）CRD控制器 開發實戰篇
  • Kubernetes operator（七） kubebuilder 的安裝及簡單使用 篇
  • Kubernetes operator（八） controller-runtime 篇

1.Operator模式學習

1.1.Operator是什么

• Operator 是 遵循 Kubernetes 的設計理念的一種擴展模式，它強調利用 定制 CR資源 去管理應用及其組件。
• Operator 通過 將 應用程序的運維知識 轉化為 可編程的代碼，使我們能夠定義和管理應用程序的整個生命周期，包括安裝、配置、擴展、監控和升級等方面，進而以自動化的方式管理和運維復雜的應用程序。
• 一個Operator，主要包括兩部分：自定義資源（Custom Resource） 和 控制器（Controller）
• Operator核心原理是 聲明式配置 和 狀態驅動。您可以定義自定義資源的規范（Spec）和狀態（Status），Operator會根據這些定義來自動化地管理應用程序。它可以監測資源的變化，識別和處理故障，以及根據配置和策略自動擴展應用程序。

1.2.開發一個Kubernetes Operator的步驟

• 定義自定義資源
  • 使用Kubernetes的自定義資源定義語言（CRD），定義一個自定義資源來描述您的應用程序。
  • 除了必備的TypeMeta、ObjectMeta，CRD中還應包含 資源規范Spec 和 資源狀態Status 字段。
• 創建Operator
  • 編寫一個自定義的控制器（Controller），用于監控和處理您定義的CR。
  • 當用戶創建或修改CR時，Controller 能夠 獲取到用戶修改后的CR，并根據CR中Metadata、Spec等字段的變化，執行必要的操作，處理完后還要將CR的狀態信息寫入Status字段中，供用戶查看。
• 部署Operator
  • 部署Operator包括兩部分：安裝CRD，部署Controller
  • 安裝CRD：將CRD應用到集群中，使kubernetes集群能夠識別到該資源
  • 部署Controller：Controller 通常會在control plane之外運行，就像運行任何容器化的應用程序一樣。例如，將controller打包成鏡像，以 Deployment 運行。
• 創建和管理自定義資源實例
  • 使用 kubectl 或 編寫yaml 創建CR的實例
  • 使用 kubectl 或 其他kubernetes客戶端工具 管理CR

1.3.Operator開發 與語言無關

• 你可以使用任何語言、任何運行時，開發Operator，只要能夠作為kubernetes的客戶端就行
• 下面列舉一些 庫/框架，可以用于開發Operator
  • Charmed Operator Framework
  • Java Operator SDK
  • Kopf (Kubernetes Operator Pythonic Framework)
  • kube-rs (Rust)
  • kubebuilder
  • KubeOps (.NET operator SDK)
  • KUDO (Kubernetes Universal Declarative Operator)
  • Mast
  • Metacontroller along with WebHooks that you implement yourself
  • Operator Framework
  • shell-operator

1.4.Operator的后續學習路線

• 閱讀 CNCF Operator White Paper（Operator 白皮書）.
• 深入學習 Custom Resources
• 在 OperatorHub.io 上查找已有的 Operator 練習
• 發布你的Operator 給其他人使用
• 閱讀 CoreOS 介紹 Operator 模式的 原始文章 (這是原始文章的存檔版本)
• 閱讀 Google Cloud 上關于 構建 Operator 的 最佳實踐的文章