目錄
前言 . 1
第1 章 操作器為Kubernetes 帶來的創新 7
1.1 Kubernetes 的工作方式 .8
1.2 示例：無狀態Web 服務器 10
1.3 有狀態的應用程序 11
1.4 操作器是軟件SRE 11
1.5 操作器的工作原理 12
1.6 如何創建操作器 13
1.7 示例：etcd 操作器 14
1.8 操作器面向的對像 15
1.9 整裝待發 16
第2 章 運行操作器 . 17
2.1 建立操作器實驗室 17
2.1.1 集群版本要求 18
2.1.2 授權要求18
2.1.3 標準的工具和技術 19
2.1.4 建議的集群配置 20
2.1.5 檢查集群的版本 22
2.2 運行一個簡單的操作器 .22
2.2.1 常見的示例 .23
2.2.2 獲取etcd 操作器的清單 24
2.2.3 CR：自定義API 端點 24
2.2.4 我是誰：定義操作器的服務賬號 25
2.2.5 部署etcd 操作器 29
2.2.6 聲明etcd 集群 30
2.2.7 練習使用etcd 32
2.2.8 擴展etcd 集群 33
2.2.9 故障與自動恢復 34
2.2.10 升級etcd 集群 36
2.2.11 清理 .39
2.3 小結 .39
第3 章 構建在Kubernetes 接口上的操作器 . 41
3.1 標準伸縮：副本集資源 .41
3.2 自定義資源 43
3.3 自定義控制器 .43
3.4 操作器的範圍 .44
3.4.1 命名空間範圍 44
3.4.2 集群範圍的操作器 45
3.5 授權 .45
3.5.1 服務賬號45
3.5.2 角色 46
3.5.3 角色綁定47
3.5.4 集群角色與集群角色綁定 47
3.6 小結 .47
第4 章 操作器框架 . 49
4.1 操作器框架的起源 49
4.2 操作器成熟度模型 50
4.3 操作器SDK .51
4.4 操作器生命周期管理器 .52
4.5 操作器度量 53
4.6 小結 .54
第5 章 示例應用程序：訪客網站 55
5.1 應用概況 56
5.2 使用清單安裝 .57
5.2.1 部署MySQL 58
5.2.2 後端 60
5.2.3 前端 63
5.3 部署清單 65
5.4 訪問訪客網站 .65
5.5 清理 .66
5.6 小結 .66
第6 章 適配器操作器 . 67
6.1 Helm 操作器 69
6.1.1 構建操作器 .70
6.1.2 完善CRD 75
6.1.3 檢查操作器的權限 75
6.1.4 運行Helm 操作器 75
6.2 Ansible 操作器 76
6.2.1 構建操作器 .77
6.2.2 完善CRD 80
6.2.3 檢查操作器的權限 80
6.2.4 運行Ansible 操作器 80
6.3 測試操作器 81
6.4 小結 .82
6.5 補充閱讀 82
第7 章 使用操作器SDK 構建Go 語言的操作器 . 83
7.1 初始化操作器 .84
7.2 操作器的範圍 .85
7.3 自定義資源定義 87
7.3.1 定義Go 類型 .88
7.3.2 CRD 清單 90
7.4 操作器權限 90
7.5 控制器 91
7.6 編寫操作器的技巧 94
7.6.1 檢索資源94
7.6.2 創建子資源 .96
7.6.3 刪除子資源 .99
7.6.4 子資源的命名 .101
7.6.5 冪等性 101
7.6.6 操作器的影響 .102
7.7 在本地運行操作器 .103
7.8 訪客網站示例 104
7.9 小結 105
7.10 補充閱讀 106
第8 章 操作器生命周期管理器 107
8.1 OLM 自定義資源 108
8.1.1 集群服務版本 .108
8.1.2 目錄源 109
8.1.3 訂閱 .109
8.1.4 安裝計劃 110
8.1.5 操作器組 110
8.2 安裝OLM 111
8.3 使用OLM 113
8.3.1 探索操作器 119
8.3.2 刪除操作器 121
8.4 OLM 捆數據文件 121
8.4.1 自定義資源定義 122
8.4.2 集群服務版本文件 122
8.4.3 包清單文件 123
8.5 編寫集群服務版本文件 123
8.5.1 生成文件的骨架 123
8.5數據 125
8.5.3 操作器擁有的CRD .127
8.5.4 操作器依賴的CRD .131
8.5.5 安裝模式132
8.5.6 版本和更新 133
8.6 編寫包清單文件 .134
8.7 本地運行 .135
8.7.1 前提條件135
8.7.2 構建OLM 捆綁包 .140
8.7.3 通過OLM 安裝操作器 142
8.7.4 測試正在運行的操作器 .144
8.8 訪客網站操作器示例 144
8.9 小結 145
8.10 補充閱讀 145
第9 章 操作器的理念 147
9.1 每個應用程序的SRE 147
9.2 不勞而獲 .148
9.2.1 自動化：計算機自動工作 148
9.2.2 徒勞無功：沒有持久價值的工作 .149
9.2.3 擴展的痛點：隨著繫統擴展不斷加重的工作 .149
9.3 操作器：Kubernetes 應用程序可靠性工程 150
9.3.1 管理應用程序的狀態 151
9.3.2 發送到軟件的黃金信號 .151
9.4 高度成功的操作器的七個習慣 153
9.5 小結 155
第10 章 親身參與 . 157
10.1 功能請求和報告錯誤 .158
10.2 貢獻代碼 159
10.3 共享操作器 .159
10.4 小結 160
附錄A 作為集群內部的部署運行操作器 . 161
附錄B 自定義資源驗證 163
附錄C 基於角色的訪問控制 . 167
作者介紹 171
封面介紹 171

前言
Kubernetes 是一款流行的容器編排器。它將許多計算機整合成一個大型計算資源，並建立了一種通過Kubernetes 應用程序編程接口（API）尋址資源的方法。Kubernetes 是起源於Google 的開源軟件，在雲原生計算基金會（Cloud Native Computing Foundation，CNCF）的帶領下，通過眾多合作者過去五年的努力開發而成。
操作器擴展了Kubernetes，能夠自動化特定應用程序整個生命周期的管理。操作器不僅可以作為Kubernetes 上分發應用程序的打包機制，而且還可以監視、維護、恢復和升級部署的軟件。
本書面向的讀者對像
如果你有在Kubernetes 集群上部署應用程序的經驗，那麼一定很熟悉構建操作器模式所面臨的難題和訴求。如果你有在編排集群之外維護基礎服務（如數據庫和文件繫統）的經歷，並且渴望將其帶入社區，那麼本書一定非常適合你。
本書的主要內容
本書介紹了什麼是操作器，以及如何利用操作器擴展Kubernetes API。書中展示了如何部署和使用現有的操作器，以及如何使用紅帽的操作器框架為你的應用程序創建和分發操作器。此外，本書還介紹了有關設計、構建和分發操作器的良好實踐，以及將網站可靠性工程（SRE）原則運用到操作器的理念。第1 章首先介紹了操作器及其概念。接下來，介紹了一些獲得訪問Kubernetes集群的方法，以供在後續章節的練習中使用。在成功運行集群之後，本章介紹了操作器的部署，並觀察應用程序發生故障、擴展或升級到新版本時操作器的行為。
在接下來的幾章中，我們將探索操作器SDK，並向你展示如何利用SDK 來構建操作器，以幫助示例應用程序成為Kubernetes 的一流公民。在對實踐基礎有了基本了解之後，我們還將討論操作器所應用的SRE 理念及其共同目標，即降低運維的工作量和成本，提高服務可靠性，將團隊從日復一日地維護工作中解脫出來，激勵團隊成員的創新。
操作器框架與SDK
操作器模式源自CoreOS（https://coreos.com），這是一種自動化Kubernetes集群上日益復雜的應用程序的方法，包括管理Kubernetes 本身及其核心的etcd 鍵值存儲（https://github.com/coreos/etcd）。在被紅帽收購後，操作器一直在不斷發展，終於2018 年發布了開源的操作器框架和SDK。本書的示例使用了紅帽的操作器SDK，以及操作器框架所結合的分發機制。
其他操作器工具
操作器的社區在不斷地發展，單是紅帽分發頻道就容納了對應於眾多供應商和項目應用程序的一百多個操作器。除此之外，還有其他幾種操作器的構建工具。雖然本書沒有詳細討論這些工具，但是在你閱讀完本書之後，可以將它們與操作器SDK 和框架進行比較。其他可用於構建操作器的開源工具包括Python 版的Kopf（https://oreil.ly/JCL-S）、面向Kubernetes 項目的Kubebuilder（https://oreil.ly/8zdbj）以及Java 版的操作器SDK（https://oreil.ly/yXhVg）。
排版約定
本書使用了下述排版約定。
斜體（Italic）
表示新術語、URL、電子郵件地址、文件名和擴展名。
等寬字體（Constant Width）
表示程序片段，以及正文中出現的變量、函數名、數據庫、數據類型、環境變量、語句和關鍵字等。
加粗等寬字體（constant width bold）
表示應該由用戶輸入的命令或其他文本。
等寬斜體（constant width italic）
表示應該由用戶輸入的值或根據上下文確定的值替換的文本。
使用代碼示例
你可以通過如下鏈接下載本書的補充材料（代碼示例，練習等）：https://github.com/kubernetes-operators-book/
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本書的目的是幫助你完成工作。一般來說，你可以在自己的程序或者文檔中使用本書附帶的示例代碼。你無需聯繫我們獲得使用許可，除非你要復制大量的代碼。例如，使用本書中的多個代碼片段編寫程序就無需獲得許可。但以CD-ROM 的形式銷售或者分發O’Reilly 書中的示例代碼則需要獲得許可。回答問題時援引本書內容以及書中示例代碼，無需獲得許可。在你自己的項目文檔中使用本書大量的示例代碼時，則需要獲得許可。
我們不強制要求署名，但如果你這麼做我們將深表感激。署名一般包括書名、作者、出版社和國際標準書號。例如：“Kubernetes Operators by Jason Dobies and Wood (O’Reilly). Copyright 2020 Red Hat, Inc.,978-1-492-04805-3”。
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致謝
本書得以付梓，我們要感謝紅帽以及OpenShift Advocacy 團隊的大力支
持，特別是Ryan Jarvinen 給予的全方面協助。感謝Anish Asthana、Evan
Cordell、Michael Gasch、Michael Hausenblas、Shawn Hurley 和Jess Males，
感謝你們為本書的審核、檢查、建議以及其他工作所付出的努力，本書的內
容纔更加完善和連貫。