Kubernetes自定义资源

概述[编辑 | 编辑源代码]

Kubernetes自定义资源（Custom Resource, CR）是Kubernetes API的扩展机制，允许用户定义自己的资源类型，而无需修改Kubernetes核心代码。通过自定义资源，用户可以将特定领域的对象（如数据库配置、CI/CD流水线等）作为Kubernetes原生资源管理，实现与Pod、Deployment等内置资源一致的声明式操作。

自定义资源通常与自定义控制器（Custom Controller）结合使用，形成完整的Operator模式，实现自动化运维逻辑。

核心概念[编辑 | 编辑源代码]

自定义资源定义（CRD）[编辑 | 编辑源代码]

自定义资源通过CustomResourceDefinition（CRD）声明其结构。CRD定义了资源的API组、版本、名称及其字段规范（通过OpenAPI v3 Schema）。

以下是一个CRD示例，定义一个名为`CronTab`的资源：

  
apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1  
kind: CustomResourceDefinition  
metadata:  
  name: crontabs.stable.example.com  
spec:  
  group: stable.example.com  
  versions:  
    - name: v1  
      served: true  
      storage: true  
      schema:  
        openAPIV3Schema:  
          type: object  
          properties:  
            spec:  
              type: object  
              properties:  
                cronSpec:  
                  type: string  
                image:  
                  type: string  
  scope: Namespaced  
  names:  
    plural: crontabs  
    singular: crontab  
    kind: CronTab  
    shortNames:  
    - ct

group/version：定义API的组和版本（如`stable.example.com/v1`）。
schema：指定资源的字段约束（如`cronSpec`必须为字符串）。
names：定义资源在CLI和API中的名称（如`kubectl get crontab`）。

自定义资源实例[编辑 | 编辑源代码]

创建上述CRD后，用户可实例化`CronTab`资源：

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

工作原理[编辑 | 编辑源代码]

1. **CRD注册**：将自定义资源的Schema注册到Kubernetes API。 2. **资源操作**：用户通过`kubectl`或API创建/更新/删除自定义资源。 3. **控制器监听**：自定义控制器监听资源变化并触发业务逻辑（如创建Pod）。

实际案例：数据库自动化[编辑 | 编辑源代码]

假设需要自动化管理PostgreSQL实例，可定义以下资源：

  
apiVersion: db.example.com/v1  
kind: PostgreSQL  
metadata:  
  name: prod-db  
spec:  
  replicas: 3  
  storage: 100Gi  
  version: "14"

自定义控制器会： 1. 创建StatefulSet和Service。 2. 根据`replicas`值扩展副本。 3. 在版本变更时执行滚动升级。

高级主题[编辑 | 编辑源代码]

验证与默认值[编辑 | 编辑源代码]

通过CRD的`schema`字段可实现字段验证和默认值：

  
schema:  
  openAPIV3Schema:  
    type: object  
    properties:  
      spec:  
        type: object  
        required: [cronSpec]  
        properties:  
          cronSpec:  
            type: string  
            pattern: '^(\*|[\d,/-]+)\s+(\*|[\d,/-]+)\s+(\*|[\d,/-]+)\s+(\*|[\d,/-]+)\s+(\*|[\d,/-]+)$'  
          image:  
            type: string  
            default: "alpine:latest"

子资源[编辑 | 编辑源代码]

支持`status`和`scale`子资源以实现状态报告和扩缩容：

  
subresources:  
  status: {}  
  scale:  
    specReplicasPath: .spec.replicas  
    statusReplicasPath: .status.replicas

数学表达[编辑 | 编辑源代码]

在控制器中，副本数计算可能涉及公式： $实际副本数 = \max (spec.replicas, minReplicas)$

总结[编辑 | 编辑源代码]

自定义资源扩展了Kubernetes API，支持领域特定模型。
结合控制器实现自动化运维（Operator模式）。
通过CRD定义资源结构和验证规则。

模板:Tip