k8s之CRD、CR、CRController、Operator简介

原创于 2025-02-17 21:06:20 发布 · 1.9k 阅读

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#kubernetes #容器 #云原生

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一、Custom Resource Definition（CRD）

1. CRD的基本概念

CRD（Custom Resource Definition）是 Kubernetes 中用于定义自定义资源的一种机制。通过 CRD，用户可以扩展 Kubernetes API，添加新的资源类型，使其能够管理特定的应用场景或业务需求。

CRD的组成

apiVersion：定义 CRD 所属的 API 组和版本。
kind：定义资源类型，这里是 CustomResourceDefinition。
metadata：包含资源的元数据，如名称。
spec：定义 CRD 的具体配置，包括 API 组、版本、资源的范围（集群或命名空间）、资源的名称（单数、复数、简写）等。
schema：定义自定义资源的结构，使用 OpenAPI v3 格式。

CRD的作用

扩展 Kubernetes API，支持新的资源类型。
提供 RESTful 接口，方便用户通过 kubectl 或 API 客户端操作自定义资源。
支持声明式 API，用户可以通过 YAML 文件定义资源的状态，由控制器处理具体实现。

2. CRD的生命周期管理

创建 CRD：将 CRD 的 YAML 文件提交到 Kubernetes 集群中，API 服务器会自动注册新的资源类型。
验证 CRD：提交后，可以通过 kubectl get crd 命令查看 CRD 是否生效。
删除 CRD：删除 CRD 资源时，API 服务器会卸载对应的 RESTful 接口，并删除存储的数据。

3. CRD的应用场景

扩展 Kubernetes 功能：如实现特定的应用部署策略、监控指标等。
管理有状态应用：通过 CRD 和控制器实现复杂的应用生命周期管理。
第三方集成：为第三方服务（如数据库、消息队列）提供 Kubernetes 原生的管理方式。

4. 示例：定义一个 CRD

apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  # name 必须匹配下面的 spec 字段：<plural>.<group>
  name: crontabs.stable.example.com
spec:
  # group 名用于 REST API 中的定义：/apis/<group>/<version>
  group: stable.example.com
  # 列出自定义资源的所有 API 版本
  versions:
  - name: v1beta1  # 版本名称，比如 v1、v2beta1 等等
    served: true  # 是否开启通过 REST APIs 访问 `/apis/<group>/<version>/...`
    storage: true # 必须将一个且只有一个版本标记为存储版本
    schema:  # 定义自定义对象的声明规范
      openAPIV3Schema:
        description: Define CronTab YAML Spec
        type: object
        properties:
          spec:
            type: object
            properties:
              cronSpec:
                type: string
              image:
                type: string
              replicas:
                type: integer
  # 定义作用范围：Namespaced（命名空间级别）或者 Cluster（整个集群）
  scope: Namespaced
  names:
    # kind 是 sigular 的一个驼峰形式定义，在资源清单中会使用
    kind: CronTab
    # plural 名字用于 REST API 中的定义：/apis/<group>/<version>/<plural>
    plural: crontabs
    # singular 名称用于 CLI 操作或显示的一个别名
    singular: crontab
    # shortNames 相当于缩写形式
    shortNames:
    - ct

解释：该 CRD 定义了一个名为 CronTab 的资源，支持在命名空间级别管理 Cron 任务，包含 cronSpec、image 和 replicas 三个字段。

二、Custom Resource（自定义资源）

1. 自定义资源的概念

自定义资源是基于 CRD 定义的具体实例。用户可以通过 YAML 文件或 API 创建、更新和删除这些资源。

2. 自定义资源的使用

创建资源：使用 kubectl apply -f 命令提交资源定义文件。
查询资源：使用 kubectl get 命令查看资源状态。
更新资源：通过更新 YAML 文件并重新提交，Kubernetes 会自动同步状态。

3. 示例：创建一个 CronTab 资源

apiVersion: "stable.example.com/v1beta1"
kind: CronTab
metadata:
  name: my-new-cron-object
spec:
  cronSpec: "* * * * */5"
  image: my-awesome-cron-image
  replicas: 3