【kubernetes/k8s概念】CRD CustomResourceDefinition 自定义资源类型

我会带着你远行 2022-03-25 08:09 454阅读 0赞

当看istio源码时，发现使用CRD，本文分析Custom Resource Definition

# WHY CRD？ #

>       一些特殊的需求，现有资源类型（deploy service statefulset等）满足不了，可以抽象 Kubernetes 自定义资源满足需求，

# WHAT CRD ？ #

>       k8s 1.7 +增加了 CRD 二次开发能力来扩展 API，通过 CRD 可以向 API 中增加新资源类型，无需修改 Kubernetes 源码或创建自定义的 API server，该功能大大提高了 Kubernetes 的扩展能力。
> 
>       CRD是一种无需编码就可以扩展原生kubenetes API接口的方式。适合扩展kubernetes的自定义接口和功能。如果想更为灵活的添加逻辑就需要API Aggregation方式

**    CRD 高级特性：**

*    支持 subresource，比如 status 或者  scale
 *    finalizer，在删除自定义资源的同时去做垃圾回收
 *    controller，通过 client-go 中的 informer，实现更强大的功能
 *    crd 的 validation 可对资源中的字段进行验证，设置默认值

# HOW CRD ？ #

如何添加一个Custom resources到kubernetes呢？

>     两种方式将Custom resources添加到集群。
> 
>  *  Custom Resource Definitions (CRDs)：更易用、不需要编码。但是缺乏灵活性
>  *  API Aggregation：需要编码，允许通过聚合层的方式提供更加定制化的实现  
>

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

引用网上相当赞的图

向Kubernetes API注册schema的资源，并定义相关API

# Create a CustomResourceDefinition #

>     当创建一个新的*自定义资源定义*（CRD）时，Kubernetes API Server 通过创建一个新的RESTful资源路径进行应答，无论是在命名空间还是在集群范围内，正如在CRD的`scope`域指定的那样。  
> 与现有的内建对象一样，删除一个命名空间将会删除该命名空间内所有的自定义对象。  
> CRD本身并不区分命名空间，对所有的命名空间可用

以下的CRD保存到`resourcedefinition.yaml，`kubectl apply -f `resourcedefinition.yaml`

创建一个自定义资源`kind: CustomResourceDefinition`，指定API Group的名称stable.example.com

创建一个/apis/http://stable.example.com/v1/namespaces/<namespace>/crontabs/...的API

可以使用此端点URL来创建和管理自定义对象。 这些对象的`kind`就是你在上面创建的CRD中指定的`CronTab`对象

apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1beta1
    kind: CustomResourceDefinition
    metadata:
      # name must match the spec fields below, and be in the form: <plural>.<group>
      name: crontabs.stable.example.com
    spec:
      # group name to use for REST API: /apis/<group>/<version>
      group: stable.example.com
      # list of versions supported by this CustomResourceDefinition
      versions:
        - name: v1
          # Each version can be enabled/disabled by Served flag.
          served: true
          # One and only one version must be marked as the storage version.
          storage: true
      # either Namespaced or Cluster
      scope: Namespaced
      names:
        # plural name to be used in the URL: /apis/<group>/<version>/<plural>
        plural: crontabs
        # singular name to be used as an alias on the CLI and for display
        singular: crontab
        # kind is normally the CamelCased singular type. Your resource manifests use this.
        kind: CronTab
        # shortNames allow shorter string to match your resource on the CLI
        shortNames:
        - ct

##  ##

## Create custom objects ##

>     在CRD对象创建完成之后，你可以创建自定义对象了。***自定义对象可以包含自定义的字段***。这些字段可以包含任意的JSON。
> 
>     以下的示例中，在一个自定义对象`CronTab`种类中设置了`cronSpec`和`image`字段。这个`CronTab`种类来自于你在上面创建的CRD对象。

kubectl apply -f crontab.yml，在CRD对象创建完成之后就创建自定义对象(instances)了，这些自定义对象实例就可以类似Kubernetes的常用对象如Deployment、Service、Pod等一样进行CURD操作了

apiVersion: "stable.example.com/v1"
    kind: CronTab
    metadata:
      name: my-new-cron-object
    spec:
      cronSpec: "* * * * */5"
      image: my-awesome-cron-image

可以看到它包含了自定义的`cronSpec`和`image`字段，来自于你用于创建它的yaml

# kubectl get ct -o yaml
    apiVersion: v1
    items:
    - apiVersion: stable.example.com/v1
      kind: CronTab
      metadata:
        annotations:
          kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
            {"apiVersion":"stable.example.com/v1","kind":"CronTab","metadata":{"annotations":{},"name":"my-new-cron-object","namespace":"default"},"spec":{"cronSpec":"* * * * */5","image":"my-awesome-cron-image"}}
        creationTimestamp: 2019-01-19T09:24:54Z
        generation: 1
        name: my-new-cron-object
        namespace: default
        resourceVersion: "10288282"
        selfLink: /apis/stable.example.com/v1/namespaces/default/crontabs/my-new-cron-object
        uid: 14c61440-1bcc-11e9-b451-00505683f77b
      spec:
        cronSpec: '* * * * */5'
        image: my-awesome-cron-image
    kind: List
    metadata:
      resourceVersion: ""
      selfLink: ""

#  #

# Subresources #

v1.10 开始 CRD 还支持 `/status` 和 `/scale` 等两个子资源（Beta），并且从 v1.11 开始默认开启。

> v1.10 版本使用前需要在 `kube-apiserver` 开启 `--feature-gates=CustomResourceSubresources=true`

# resourcedefinition.yaml
    apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1beta1
    kind: CustomResourceDefinition
    metadata:
      name: crontabs.stable.example.com
    spec:
      group: stable.example.com
      version: v1
      scope: Namespaced
      names:
        plural: crontabs
        singular: crontab
        kind: CronTab
        shortNames:
        - ct
      # subresources describes the subresources for custom resources.
      subresources:
        # status enables the status subresource.
        status: {}
        # scale enables the scale subresource.
        scale:
          # specReplicasPath defines the JSONPath inside of a custom resource that corresponds to Scale.Spec.Replicas.
          specReplicasPath: .spec.replicas
          # statusReplicasPath defines the JSONPath inside of a custom resource that corresponds to Scale.Status.Replicas.
          statusReplicasPath: .status.replicas
          # labelSelectorPath defines the JSONPath inside of a custom resource that corresponds to Scale.Status.Selector.
          labelSelectorPath: .status.labelSelector

> $ kubectl create -f resourcedefinition.yaml
> 
> $ kubectl create -f- <<EOF
> 
> apiVersion: "stable.example.com/v1"
> 
> kind: CronTab
> 
> metadata:
> 
> name: my-new-cron-object
> 
> spec:
> 
> cronSpec: "\* \* \* \* \*/5"
> 
> image: my-awesome-cron-image
> 
> replicas: 3
> 
> EOF
> 
> $ kubectl scale --replicas=5 crontabs/my-new-cron-object
> 
> crontabs "my-new-cron-object" scaled
> 
> $ kubectl get crontabs my-new-cron-object -o jsonpath='\{.spec.replicas\}'
> 
> 5

## 自定义控制器 ##

>      只有跟自定义控制器结合起来，资源对象中的声明式API翻译成用户所期望的状态。自定义控制器可以用来管理任何资源类型，一般是跟自定义资源结合使用。
> 
>     在使用 CRD 扩展 Kubernetes API 时，通常还需要实现一个新建资源的控制器，监听新资源的变化情况，并作进一步的处理。

[https://github.com/kubernetes/sample-controller][https_github.com_kubernetes_sample-controller] 提供了一个 CRD 控制器的示例，包括

*  如何注册资源 `Foo`
 *  如何创建、删除和查询 `Foo` 对象
 *  如何监听 `Foo` 资源对象的变化情况

###   编译 ###

> \[lin@node1 sample-controller\]$ ./hack/update-codegen.sh   
> Generating deepcopy funcs  
> Generating clientset for samplecontroller:v1alpha1 at k8s.io/sample-controller/pkg/client/clientset  
> Generating listers for samplecontroller:v1alpha1 at k8s.io/sample-controller/pkg/client/listers  
> Generating informers for samplecontroller:v1alpha1 at k8s.io/sample-controller/pkg/client/informers
> 
> \[lin@node1 sample-controller\]$ go build -v -o  samplecontroller

### 参考： ###

> [https://kubernetes.io/docs/concepts/extend-kubernetes/api-extension/custom-resources/][https_kubernetes.io_docs_concepts_extend-kubernetes_api-extension_custom-resources]
> 
> [https://kubernetes.io/docs/tasks/access-kubernetes-api/custom-resources/custom-resource-definitions/][https_kubernetes.io_docs_tasks_access-kubernetes-api_custom-resources_custom-resource-definitions]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220325/f12b35f331df4182a075e38fe9444d03.png
[https_github.com_kubernetes_sample-controller]: https://github.com/kubernetes/sample-controller
[https_kubernetes.io_docs_concepts_extend-kubernetes_api-extension_custom-resources]: https://kubernetes.io/docs/concepts/extend-kubernetes/api-extension/custom-resources/
[https_kubernetes.io_docs_tasks_access-kubernetes-api_custom-resources_custom-resource-definitions]: https://kubernetes.io/docs/tasks/access-kubernetes-api/custom-resources/custom-resource-definitions/