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第 2 章 了解 Operator

2.1. 什么是 Operator?

从概念上讲,Operator 会收集人类操作知识,并将其编码成更容易分享给消费者的软件。

Operator 是一组软件,可用于降低运行其他软件的操作复杂程度。它可以被看作是软件厂商的工程团队的扩展,它监控 Kubernetes 环境(如 OpenShift Container Platform)及其当前状态来实时做出决定。Advanced Operator 被设计为用来无缝地处理升级过程,并对出现的错误自动进行响应,而且不会采取“捷径”(如跳过软件备份过程来节省时间)。

从技术上讲,Operator 是一种打包、部署和管理 Kubernetes 应用程序的方法。

Kubernetes 应用程序是一款 app,可在 Kubernetes 上部署,也可使用 Kubernetes API 和 kubectloc 工具进行管理。要想充分利用 Kubernetes,您需要一组统一的 API 进行扩展,以便服务和管理 Kubernetes 上运行的应用程序。可将 Operator 看成管理 Kubernetes 中这类应用程序的运行时。

2.1.1. 为什么要使用 Operator?

Operator 可以:

  • 重复安装和升级。
  • 持续对每个系统组件执行运行状况检查。
  • 无线 (OTA) 更新 OpenShift 组件和 ISV 内容。
  • 汇总现场工程师了解的情况并将其传输给所有用户,而非一两个用户。
为什么在 Kubernetes 上部署?
Kubernetes(通过扩展),OpenShift Container Platform 包含构建复杂分布式系统所需的所有原语 - secret 处理、负载均衡、服务发现、自动扩展 - 在内部和云供应商中工作。
为什么使用 Kubernetes API 和 kubectl 工具来管理您的应用程序?
这些 API 功能丰富,所有平台均有对应的客户端,并可插入到集群的访问控制/审核中。Operator 会使用 Kubernetes 的扩展机制“自定义资源定义 (CRD)”支持您的自定义对象,MongoDB,它类似于内置的原生 Kubernetes 对象。
Operator 与 Service Broker 的比较?
服务代理(service broker)是实现应用程序的编程发现和部署的一个步骤。但它并非一个长时间运行的进程,所以无法执行第 2 天操作,如升级、故障转移或扩展。它在安装时提供对可调参数的自定义和参数化,而 Operator 则可持续监控集群的当前状态。非集群服务仍非常适合于 Service Broker,但也存在合适于这些服务的 Operator。

2.1.2. Operator Framework

Operator Framework 是基于上述客户体验提供的一系列工具和功能。不仅仅是编写代码;测试、交付和更新 Operator 也同样重要。Operator Framework 组件包含用于解决这些问题的开源工具:

Operator SDK
Operator SDK 辅助 Operator 作者根据自身专业知识,引导、构建、测试和包装其 Operator,而无需了解 Kubernetes API 的复杂性。
Operator Lifecycle Manager
Operator Lifecycle Manager (OLM) 能够控制集群中 Operator 的安装、升级和基于角色的访问控制 (RBAC)。在 OpenShift Container Platform 4.8 中默认部署。
Operator Registry
Operator Registry 存储 ClusterServiceVersions (CSV) 和自定义资源定义 (CRD) 以便在集群中创建,并存储有关软件包和频道的 Operator 元数据。它运行在 Kubernetes 或 OpenShift 集群中,向 OLM 提供这些 Operator 目录数据。
OperatorHub
OperatorHub 是一个 web 控制台,供集群管理员用来发现并选择要在其集群上安装的 Operator。它在 OpenShift Container Platform 中默认部署。

这些工具可组合使用,因此您可自由选择对您有用的工具。

2.1.3. Operator 成熟度模型

Operator 内部封装的管理逻辑的复杂程度各有不同。该逻辑通常还高度依赖于 Operator 所代表的服务类型。

对于大部分 Operator 可能包含的特定功能集来说,可以大致推断出 Operator 封装操作的成熟度等级。就此而言,以下 Operator 成熟度模型针对 Operator 的第 2 天通用操作定义了五个成熟度阶段。

图 2.1. Operator 成熟度模型

Operator 成熟度模型

以上模型还显示了如何通过 Operator SDK 的 Helm、Go 和 Ansible 功能更好地开发这些功能。