Kubernetes可以自动创建复杂的云基础架构，以简化管理云上部署的过程。

尽管Kubernetes提供了许多工具，但仍在努力使云基础架构管理更具可伸缩性和自动化。Kubernetes Operator是一种封装、部署和管理 Kubernetes 应用的方法， 可扩展 Kubernetes API 的功能，为Kubernetes 用户自动化创建、配置和管理复杂应用的实例 ，而不必每次都依赖手动输入。

了解Kubernetes Operators

Operator 是 Kubernetes 的扩展软件，它利用 定制资源 管理应用及其组件。Operator 遵循 Kubernetes 的理念，特别是在控制器 方面。

Kubernetes Operators是业务流程框架。它是一种工具，使你几乎不需要人工就可以编排和维护云基础架构。Kubernetes将 Operators定义为软件扩展，旨在利用自定义资源来管理应用程序及其组件。

Kubernetes Operators一点也不复杂。Operators使用控制器和Kubernetes API来处理应用程序及其所需的自定义资源的打包，部署，管理和维护。整个过程是完全自动化的，而且你仍然可以使用kubectl 工具进行命令和操作。

换句话说，Operators基本上是一个定制的Kubernetes控制器，该控制器集成了定制资源。你可以直接在自定义资源中定义参数和配置，然后让Operators转换这些参数并自动运行。Kubernetes Operators的连续性是其决定性因素。

Operators不仅仅是部署

Kubernetes Operators可以做的不仅仅是自动化应用程序的部署。实际上，只要逻辑和参数定义正确，Operators就能处理任何事情。是的，这包括扩展应用程序及其使用的云基础架构，进行升级和检查故障，以及长期保持应用程序平稳运行。

整个应用程序生命周期可以自动化。Kubernetes 可管理和扩展无状态应用，如 Web 应用、移动后端和 API 服务，无需掌握关于这些应用的工作原理的任何其他知识。Kubernetes 的内置功能轻松处理这些任务。

但是，数据库和监控系统等无状态应用需要 Kubernetes 以外的其他域特定知识。有了这些知识，才能够扩展、升级和重新配置这些应用。

Kubernetes Operator 将这些特定域知识编码了到 Kubernetes 扩展中，从而能够实现应用生命周期的管理和自动化。

例如，你可以将站点可靠性工程（SRE）规则和参数写入Kubernetes Operators，并让 Operators为你处理操作。这使SRE实践得以标准化，并在多个集群之间的操作可重复。无需在每次部署和升级时手动调整参数。

模仿运维人员的行为

Kubernetes Operators的真正实力在于他们能够了解应用程序或服务应如何工作的方式。

Kubernetes Operators可以使用嵌入在 Operators本身中的相同知识来执行必要的任务。例如，在更新期间未为应用程序配置云资源时，Kubernetes Operators可以自动更正问题，而无需发出警报。

运维团队通常编写软件来管理应用，但Operator 模式能够捕捉运维人员如何管理服务的规律 ，可以获取人类运维知识并将其编码到软件中，用于管理和部署 Kubernetes 工作负载，同时消除手动任务。

Operators可以做什么？

为了更好地了解Operators可以做什么，我们需要研究一些使用Operators的场景。使用 Operator 可以自动化的事情包括：

• 按需部署应用；
• 获取/还原应用状态的备份；
• 处理应用代码的升级以及相关改动。例如，数据库 schema 或额外的配置设置；
• 发布一个 service，要求不支持 Kubernetes API 的应用也能发现它；
• 模拟整个或部分集群中的故障以测试其稳定性；
• 在没有内部成员选举程序的情况下，为分布式应用选择首领角色。

这些任务通常需要大量的人工投入。模拟故障时，Operators需要手动触发应用程序某些部分的错误，然后监视输出以标记故障点。Operators使过程自动化可以节省大量时间和资源，无疑使开发或运维成员可以专注于其他更重要的任务。

最重要的是，Operators可以处理特定和复杂的情况。例如，你可以使用Operators来部署资源并将其配置为可被少数服务或Pod发现。Operators可以检查该资源的控制平面，然后根据需要进行调整。使用Kubernetes API，它还可以抓取快照信息或执行更新。

还可以将更多参数编码到过程中。例如，你可以通过部署新的资源，告诉集群使用该新资源，然后删除StatefulSet和持久卷，来进行无缝更新，以防止整个应用程序宕机。

使用Operators

部署 Operators比你想象的要容易。你只需要为集群定义一个“自定义资源”及其控制器即可，一切就绪。真正的挑战是要找到适合你特定需求的Operators。开始使用 Operators时，kubectl命令可用于执行某些操作。

你可以使用kubectl get resourceName 查找已配置的resourceName。然后，你可以运行kubectl edit resourceName/example-resource 来更改资源。可以使用Operators对集群进行任何类型的更改，包括根据需要进行的高级配置更改。你甚至可以从某些存储库中提取现成的Operators。

当然，如果你希望自己的Operators处理特定功能，则始终可以对其进行编码。通过创建一个Operators作为Kubernetes API的客户端，你可以访问更多功能并自动执行每个部署，管理和维护任务。你也可以使用kubebuilder和Operator Framework之类的工具来使用。