Kubernetes. Tworzenie natywnych aplikacji działających w chmurze - ebook

Mimo że w 2018 roku Kubernetes zyskał reputację standardowego narzędzia do zarządzania kontenerami, wciąż należy traktować tę technologię jako znajdującą się w dość wczesnej fazie rozwoju. Możliwości tej platformy z czasem rosną i stają się coraz ciekawsze. Standardowym działaniem jest uruchamianie klastrów w Kubernetesie, jednak o wiele bardziej interesujące wydaje się samodzielne rozszerzanie tej platformy o własne kontrolery i rozbudowa API Kubernetesa w celu dostosowania do swoich wymagań. W przypadku niektórych złożonych projektów programowanie potrzebnych komponentów jest jedynym racjonalnym rozwiązaniem.

To książka przeznaczona dla programistów, którzy chcą maksymalnie wykorzystać możliwości Kubernetesa, również poprzez pisanie własnych zasobów. W praktyczny sposób pokazuje, jak rozwijać natywne, działające w chmurze aplikacje dla Kubernetesa. Wyjaśnia, w jaki sposób działa biblioteka API client-go i jak należy budować zasoby niestandardowe. Znalazło się tu obszerne i szczegółowe omówienie interfejsu programowania i działania platformy Kubernetes, a także pisania stabilnego oprogramowania w języku Go. Nie zabrakło szeregu wskazówek dotyczących samego pisania kodu oraz przeprowadzania testów. Dużo uwagi poświęcono niestandardowym zasobom, kontrolerom, webhookom i niestandardowym serwerom API oraz wzorcom rozszerzania Kubernetesa.

W tej książce między innymi:

• zasady programowania dla Kubernetesa
• API Kubernetesa i client-go
• korzystanie z niestandardowych zasobów
• pisanie i udostępnianie operatorów
• tworzenie niestandardowych serwerów API

Kubernetes: wykorzystaj w pełni jego potencjał!

Przedmowa 11

1. Wprowadzenie 15

• Czym jest programowanie dla Kubernetesa? 15
• Przykład wprowadzający 17
• Wzorce rozszerzania 18
• Kontrolery i operatory 19
  
  • Pętla sterowania 19
  • Zdarzenia 20
  • Wyzwalacze sterowane zmianami i sterowane poziomem 22
  • Modyfikowanie świata zewnętrznego lub obiektów w klastrze 24
  • Współbieżność optymistyczna 27
  • Operatory 29
• Podsumowanie 30

2. Podstawy API Kubernetesa 33

• Serwer API 33
  
  • Interfejs HTTP serwera API 34
  • Terminologia związana z API 35
  • Wersjonowanie API w Kubernetesie 38
  • Deklaratywne zarządzanie stanem 39
• Używanie API w wierszu poleceń 39
• W jaki sposób serwer API przetwarza żądania? 43
• Podsumowanie 46

3. Podstawy klienta client-go 47

• Repozytoria 47
  
  • Biblioteka klienta 47
  • Typy w API Kubernetesa 49
  • Repozytorium API Machinery 50
  • Tworzenie i używanie klientów 50
  • Wersjonowanie i kompatybilność 52
  • Wersje API i gwarancje kompatybilności 55
• Obiekty Kubernetesa w Go 56
  
  • TypeMeta 57
  • ObjectMeta 60
  • Sekcje spec i status 60
• Zbiory klientów 61
  
  • Podzasoby status - UpdateStatus 63
  • Wyświetlanie i usuwanie obiektów 63
  • Czujki 63
  • Rozszerzanie klientów 64
  • Opcje klientów 65
• Informatory i buforowanie 66
  
  • Kolejka zadań 70
• Repozytorium API Machinery - szczegóły 72
  
  • Rodzaje 72
  • Zasoby 72
  • Odwzorowania REST 73
  • Schemat 74
• Vendoring 75
  
  • glide 76
  • dep 76
  • Moduły języka Go 77
• Podsumowanie 78

4. Używanie niestandardowych zasobów 79

• Wykrywanie informacji 81
• Definicje typów 82
• Zaawansowane mechanizmy niestandardowych zasobów 84
  
  • Sprawdzanie poprawności niestandardowych zasobów 84
  • Kategorie i krótkie nazwy 86
  • Wyświetlane kolumny 88
  • Podzasoby 89
• Niestandardowe zasoby z perspektywy programisty 93
  
  • Klient dynamiczny 93
  • Klienty typizowane 95
  • Klient controller-runtime z narzędzi Operator SDK i Kubebuilder 99
• Podsumowanie 101

5. Automatyzowanie generowania kodu 103

• Po co stosować generatory kodu? 103
• Wywoływanie generatorów 103
• Kontrolowanie generatorów za pomocą znaczników 105
  
  • Znaczniki globalne 106
  • Znaczniki lokalne 107
  • Znaczniki dla generatora deepcopy-gen 108
  • runtime.Object i DeepCopyObject 108
  • Znaczniki dla generatora client-gen 109
  • Generatory informer-gen i lister-gen 111
• Podsumowanie 111

6. Narzędzia służące do tworzenia operatorów 113

• Czynności wstępne 113
• Wzorowanie się na projekcie sample-controller 114
  
  • Przygotowania 114
  • Logika biznesowa 115
• Kubebuilder 121
  
  • Przygotowania 122
  • Logika biznesowa 126
• Operator SDK 130
  
  • Przygotowania 131
  • Logika biznesowa 132
• Inne podejścia 135
• Wnioski i przyszłe kierunki rozwoju 136
• Podsumowanie 136

7. Udostępnianie kontrolerów i operatorów 137

• Zarządzanie cyklem życia i pakowanie 137
  
  • Pakowanie - trudności 137
  • Helm 138
  • Kustomize 140
  • Inne techniki pakowania kodu 142
  • Najlepsze praktyki z obszaru pakowania kodu 143
  • Zarządzanie cyklem życia 143
• Instalacje gotowe do użytku w środowisku produkcyjnym 144
  
  • Odpowiednie uprawnienia 144
  • Zautomatyzowany proces budowania i testowania 147
  • Niestandardowe kontrolery i obserwowalność 148
• Podsumowanie 151

8. Niestandardowe serwery API 153

• Scenariusze stosowania niestandardowych serwerów API 153
• Przykład - pizzeria 155
• Architektura - agregowanie 156
  
  • Usługi API 157
  • Wewnętrzna struktura niestandardowego serwera API 160
  • Delegowane uwierzytelnianie i obsługa zaufania 161
  • Delegowana autoryzacja 162
• Pisanie niestandardowych serwerów API 164
  
  • Wzorzec opcji i konfiguracji oraz szablonowy kod potrzebny do uruchomienia serwera 165
  • Pierwsze uruchomienie 171
  • Typy wewnętrzne i konwersja 172
  • Pisanie typów API 175
  • Konwersje 176
  • Ustawianie wartości domyślnych 179
  • Testowanie konwersji powrotnych 181
  • Sprawdzanie poprawności 183
  • Rejestr i strategia 185
  • Instalowanie API 189
  • Kontrola dostępu 192
• Instalowanie niestandardowych serwerów API 201
  
  • Manifesty instalacji 202
  • Konfigurowanie systemu RBAC 204
  • Uruchamianie niestandardowego serwera API bez zabezpieczeń 205
  • Certyfikaty i zaufanie 207
  • Współdzielenie systemu etcd 209
• Podsumowanie 211

9. Zaawansowane zasoby niestandardowe 213

• Wersjonowanie niestandardowych zasobów 213
  
  • Poprawianie kodu do obsługi pizzerii 214
  • Architektura webhooków konwersji 216
  • Implementacja webhooka konwersji 220
  • Przygotowywanie serwera HTTPS 220
  • Instalowanie webhooka konwersji 226
  • Konwersja w praktyce 227
• Webhooki kontroli dostępu 229
  
  • Wymogi związane z kontrolą dostępu w przykładzie 230
  • Architektura webhooków kontroli dostępu 231
  • Rejestrowanie webhooków kontroli dostępu 233
  • Implementowanie webhooka kontroli dostępu 234
  • Webhook kontroli dostępu w praktyce 239
• Schematy strukturalne i przyszłość definicji CRD 240
  
  • Schematy strukturalne 240
  • Okrajanie a zachowywanie nieznanych pól 242
  • Sterowanie okrajaniem 243
  • IntOrString i RawExtension 244
  • Wartości domyślne 244
• Podsumowanie 246

A. Materiały 247