Kubernetes扩展API

Kubernetes扩展API是Kubernetes的核心功能之一，允许用户通过自定义资源（Custom Resource, CR）和自定义控制器（Custom Controller）扩展原生API的功能。它为开发者提供了灵活的方式来定义和管理Kubernetes集群中的新资源类型，从而满足特定业务需求。

概述[编辑 | 编辑源代码]

Kubernetes原生API提供了如Pod、Service、Deployment等核心资源，但在实际场景中，用户可能需要定义自己的资源类型。通过扩展API，用户可以：

创建自定义资源定义（Custom Resource Definitions, CRDs）
开发自定义控制器以实现业务逻辑
集成第三方工具或服务到Kubernetes生态系统中

扩展API的核心组件包括：

CustomResourceDefinition (CRD)：声明自定义资源的Schema
Aggregation Layer：将多个API服务器聚合为一个统一入口
API Server Extension：通过独立的API服务器提供扩展功能

核心概念[编辑 | 编辑源代码]

CustomResourceDefinition (CRD)[编辑 | 编辑源代码]

CRD是最常见的扩展方式，允许用户定义新的资源类型。以下是一个典型的CRD示例：

apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  name: myresources.example.com
spec:
  group: example.com
  versions:
    - name: v1
      served: true
      storage: true
      schema:
        openAPIV3Schema:
          type: object
          properties:
            spec:
              type: object
              properties:
                replicas:
                  type: integer
                image:
                  type: string
  scope: Namespaced
  names:
    plural: myresources
    singular: myresource
    kind: MyResource
    shortNames:
    - mr

创建后，用户可以通过kubectl操作自定义资源：

kubectl get myresources  # 列出所有MyResource实例

API Aggregation[编辑 | 编辑源代码]

对于更复杂的场景，可以通过独立的API服务器扩展功能。聚合层将请求路由到相应的后端服务器：

实际案例[编辑 | 编辑源代码]

案例1：数据库自动伸缩[编辑 | 编辑源代码]

定义一个DatabaseScale CRD来自动管理数据库实例：

apiVersion: "db.example.com/v1"
kind: DatabaseScale
metadata:
  name: mysql-production
spec:
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 5
  cpuThreshold: 80

自定义控制器会监控CPU使用率，在阈值超过80%时自动扩容。

案例2：CI/CD流水线集成[编辑 | 编辑源代码]

通过扩展API将CI/CD系统集成到Kubernetes：

apiVersion: "ci.example.com/v1alpha1"
kind: Pipeline
metadata:
  name: frontend-deploy
spec:
  stages:
    - name: build
      image: node:14
      commands: ["npm install", "npm run build"]
    - name: deploy
      image: kubectl
      commands: ["kubectl apply -f deployment.yaml"]

开发自定义控制器[编辑 | 编辑源代码]

自定义控制器通常包含以下组件： 1. Informer/SharedIndexInformer：监控资源变化 2. Workqueue：处理事件队列 3. Reconcile Loop：实现业务逻辑

以下是Go语言控制器的简化结构：

func (c *Controller) Run(stopCh <-chan struct{}) {
    defer utilruntime.HandleCrash()
    defer c.workqueue.ShutDown()

    if !cache.WaitForCacheSync(stopCh, c.informerSynced) {
        return
    }

    go wait.Until(c.runWorker, time.Second, stopCh)
    <-stopCh
}

func (c *Controller) runWorker() {
    for c.processNextWorkItem() {
    }
}