Was sind Red Hat OpenShift Operatoren?

Red Hat OpenShift Operatoren automatisieren die Erstellung, Konfiguration und Verwaltung von Instanzen Kubernetes-nativer Anwendungen. Operatoren bieten Automatisierung auf jeder Ebene des Stacks – von der Verwaltung der Teile, aus denen die Plattform besteht, bis hin zu Anwendungen, die als Managed Service bereitgestellt werden.

Red Hat OpenShift nutzt Operatoren für die autonome Ausführung der gesamten Plattform und legt gleichzeitig die Konfiguration nativ über Kubernetes-Objekte offen, was wiederum eine schnelle Installation und häufige, robuste Updates ermöglicht. Zusätzlich zu den Automatisierungsvorteilen von Operatoren für die Verwaltung der Plattform erleichtert Red Hat OpenShift das Auffinden, Installieren und Verwalten von Operatoren, die auf Ihren Clustern ausgeführt werden.

In Red Hat OpenShift enthalten ist der Embedded OperatorHub, eine Registry mit zertifizierten Operatoren von Softwareanbietern und Open Source-Projekten. Innerhalb des Embedded OperatorHub können Sie eine Bibliothek von Operatoren durchsuchen und installieren, die mit Red Hat OpenShift kompatibel sind und für einfaches Lifecycle-Management paketiert wurden.

Ein Kubernetes Operator ist eine Methode zur Paketierung, Bereitstellung und Verwaltung einer Kubernetes-nativen Anwendung. Kubernetes-native Anwendungen werden mithilfe der Kubernetes-API und dem kubectl-Tooling auf Kubernetes bereitgestellt und verwaltet.

Ein Operator ist im Wesentlichen ein benutzerdefinierter Controller.

Ein Controller ist ein Kernkonzept in Kubernetes und wird als Software-Schleife implementiert, die kontinuierlich auf den Kubernetes-Masterknoten läuft und den ausgedrückten gewünschten Zustand mit dem aktuellen Zustand eines Objekts vergleicht und bei Bedarf abgleicht. Objekte sind bekannte Ressourcen wie Pods, Services, ConfigMaps oder PersistentVolumes. Operatoren wenden dieses Modell auf der Ebene ganzer Anwendungen an und sind tatsächlich anwendungsspezifische Controller.

Der Operator ist eine Software, die in einem Pod auf dem Cluster ausgeführt wird und mit dem Kubernetes-API-Server interagiert. Er führt neue Objekttypen in Form von Custom Resource Definitions – ein Erweiterungsmechanismus in Kubernetes – ein. Diese benutzerdefinierten Objekte sind die primäre Schnittstelle für einen Benutzer, konsistent mit dem ressourcenbasierten Interaktionsmodell auf dem Kubernetes-Cluster.

Ein Operator sucht nach diesen benutzerdefinierten Ressourcentypen und wird benachrichtigt, wenn solche vorhanden sind oder modifiziert wurden. Wenn der Operator eine solche Benachrichtigung erhält, beginnt er mit der Ausführung einer Schleife, um sicherzustellen, dass alle erforderlichen Verbindungen für den Anwendungsservice, der durch diese Objekte dargestellt wird, tatsächlich verfügbar und so konfiguriert sind, wie es der Benutzer in der Spezifikation des Objekts angegeben hat.

Das Operator Framework ist ein Open Source-Projekt mit Entwickler- und Cluster-Administratoren-Tools, mit denen sie die Entwicklung und das Deployment eines Operators beschleunigen können.

Das Projekt umfasst das Operator Software Development Kit (SDK) zum Erstellen von Kubernetes-Anwendungen, ein Management-Framework zum Erweitern von Kubernetes mit Operatoren und einen Katalog bestehender Operatoren aus der Kubernetes-Community.

Das Operator Software Development Kit (SDK) bietet die Tools zum Erstellen, Testen und Verpacken von Operatoren. Das SDK entfernt einen Großteil des Boilerplate-Codes, der normalerweise für die Integration mit der Kubernetes-API erforderlich ist. Es bietet auch ein brauchbares Gerüst, das es Entwicklern ermöglicht, sich auf das Hinzufügen von Geschäftslogik konzentrieren können, zum Beispiel wie die von ihr verwaltete Anwendung skaliert, aktualisiert oder ein Backup erstellt wird). Häufig verwendete Verfahren und Codemuster, die von allen Betreibern gemeinsam genutzt werden, sind im SDK enthalten, um wiederholte Routinen zu vermeiden. Das SDK fördert auch kurze, iterative Entwicklungs- und Testzyklen mit Tools, die eine grundlegende Validierung des Operators und eine automatisierte Paketierung für das Deployment mit dem Operator Lifecycle Manager ermöglichen.

Der Operator Lifecycle Manager (OLM) ist die Backplane, mit der die Verwaltung von Operatoren in einem Kubernetes-Cluster erleichtert wird. Operatoren, die beliebte Anwendungen als Service bereitstellen, bilden langlebige Workloads mit potentiell vielen Berechtigungen im Cluster.

Mit OLM können Administratoren steuern, welche Operatoren in welchen Namespaces verfügbar sind und wer mit laufenden Operatoren interagieren kann. Die Berechtigungen eines Operators werden automatisch genau konfiguriert, um einem Least-Privilege-Ansatz zu folgen. OLM verwaltet den gesamten Lifecycle von Operatoren und deren Ressourcen, indem es beispielsweise Abhängigkeiten von anderen Operatoren auflöst, Updates für einen Operator und die von ihm verwaltete Anwendung auslöst oder einem Team Zugriff auf einen Operator für seinen Teil des Clusters gewährt.

Einfache, zustandslose Anwendungen können das Lifecycle-Management des Operator Framework verwenden – ohne Code schreiben zu müssen – indem sie einen generischen Operator (wie etwa den Helm-Operator) verwenden. Bei komplexen und zustandsbehafteten Anwendungen kann ein Operator jedoch besonders nützlich sein. Die Managed-Service-Funktionen, die in den Operator-Code codiert sind, können ein erweitertes Benutzererlebnis bieten und Funktionen wie Updates, Backups und Skalierung automatisieren.

Mit den Messerweiterungen haben IT-Teams eine bessere Kontrolle über ihre Budgets, und Softwareanbieter können die Nutzung ihrer kommerziellen Software einfacher nachverfolgen. Operator Metering wurde speziell dafür entwickelt, in die CPU- und Speicherberichte des Clusters eingebunden zu werden und IaaS-Kosten und benutzerdefinierte Metriken wie Lizenzierung zu berechnen.