kubebuilder实战之四:operator需求说明和设计

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系列文章链接

kubebuilder实战之一:准备工作

kubebuilder实战之二:初次体验kubebuilder

kubebuilder实战之三:基础知识速览

kubebuilder实战之四:operator需求说明和设计

kubebuilder实战之五:operator编码

kubebuilder实战之六:构建部署运行

kubebuilder实战之七:webhook

kubebuilder实战之八:知识点小记

本篇概览

作为《kubebuilder实战》系列的第四篇,经历了前面的充分准备,从本篇开始,咱们来开发一个有实际作用的operator,该operator名为elasticweb,既弹性web服务;

这将是一次完整的operator开发实战,设计、编码、部署等环节都会参与到,与《kubebuilder实战之二:初次体验kubebuilder》的不同之处在于,elasticweb从CRD设计再到controller功能都有明确的业务含义,能执行业务逻辑,而《kubebuilder实战之二》仅仅是一次开发流程体验;

为了做好这个operator,本篇不急于编码,而是认真的做好设计工作,咱们的operator有什么功能,解决了什么问题,有哪些核心内容,都将在本篇整理清楚,有了这样的准备,才能在下一章写出符合要求的代码;

接下来咱们先聊一些背景知识,以便更好的进入正题;

需求背景

QPS:Queries-per-second,既每秒查询率,就是说服务器在一秒的时间内处理了多少个请求;

背景:做过网站开发的同学对横向扩容应该都了解,简单的说,假设一个tomcat的QPS上限为500,如果外部访问的QPS达到了600,为了保障整个网站服务质量,必须再启动一个同样的tomcat来共同分摊请求,如下图所示(简单起见,假设咱们的后台服务是无状态的,也就是说不依赖宿主机的IP、本地磁盘之类):

在这里插入图片描述

以上是横向扩容常规做法,在kubernetes环境,如果外部请求超过了单个pod的处理极限,我们可以增加pod数量来达到横向扩容的目的,如下图:

在这里插入图片描述

以上就是背景信息,接下来咱们聊聊elasticweb这个operator的具体功能;

需求说明

为了说清楚需求,这里虚构一个场景:小欣是个java开发者,就是下图这个妹子:

在这里插入图片描述

现在小欣要将springboot应用部署到kubernetes上,她的现状和面临的问题如下:

springboot应用已做成docker镜像;

通过压测得出单个pod的QPS为500;

估算得出上线后的总QPS会在800左右;

随着运营策略变化,QPS还会有调整;

总的来说,小欣手里只有三个数据:docker镜像、单个pod的QPS、总QPS,她对kubernetes不了解,需要有个方案来帮她将服务部署好,并且在运行期间能支撑外部的高并发访问;

以上就是小欣的需求了,咱们来小结一下:

咱们为小欣开发一个operator(名为elasticweb),对小欣来说,她只要将手里的三个参数(docker镜像、单个pod的QPS、总QPS)告诉elasticweb就完事儿了;

elasticweb在kubernetes创建pod,至于pod数量当然是自动算出来的,要确保能满足QPS要求,以前面的情况为例,需要两个pod才能满足800的QPS;

单个pod的QPS和总QPS都随时可能变化,一旦有变,elasticweb也要自动调整pod数量,以确保服务质量;

为了确保服务可以被外部调用,咱们再顺便帮小欣创建好service(她对kubernetes了解不多,这事儿咱们就顺手做了吧);

自保声明

看过上述需求后,聪明的您一定会对我投来鄙视的眼光,其实kubernetes早就有现成的QPS调节方案了,例如修改deployment的副本数、单个pod纵向扩容、autoscale等都可以,本次使用operator来实现仅仅是为了展示operator的开发过程,并不是说自定义operator是唯一的解决方案;

所以,如果您觉得我这种用operator实现扩容的方式很low,请不要把我骂得太惨,我这也只是为了展示operator开发过程而已,况且咱这个operator也不是一无是处,用了这个operator,您就不用关注pod数量了,只要聚焦单实例QPS和总QPS即可,这两个参数更贴近业务;

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