Développer un opérateur Kubernetes en Java, challenge accepted !

Développer un opérateur Kubernetes en Java, challenge accepted ! Stéphane PHILIPPART / @wildagsx 🦄 DevRel 🥑 - OVHcloud

Faisons connaissance 🖐 Qui utilise Kubernetes ? 🖐 Qui utilise Kubernetes en production (?pour de vrai) ? 🖐 Qui a déjà utilisé un opérateur ? 🖐 Qui a déjà développé un opérateur ? 🖐 Qui est dev ? Ops ? Les deux ?

Disclaimer ➡ Explications simplifiées pour que l’on parle le même langage ➡ Je ne suis pas Ops / Expert Kubernetes ➡ Je suis plutôt Dev 선인장

Stéphane Philippart 🏷 🥑 DeveloperRelations@OVHCloud 🦄 🏷 Co-créateur de TADx (meetups Agile, Dev, DevOps) ☕ Développeur Java et amateur de K8s 🐦 @wildagsx 🔗 https://philippart-s.github.io/blog 🐙 https://github.com/philippart-s/ 💬 https://www.linkedin.com/in/philippartstephane/ 🐻

Emily Morter

Réduire les actions manuelles Simon Kadula

Principes de base des opérateurs Romain Vignes

📄 Pattern clairement définis dans Kubernetes “The Operator pattern aims to capture the key aim of a human operator who is managing a service or set of services. Human operators who look after specific applications and services have deep knowledge of how the system ought to behave, how to deploy it, and how to react if there are problems. People who run workloads on Kubernetes often like to use automation to take care of repeatable tasks. The Operator pattern captures how you can write code to automate a task beyond what Kubernetes itself provides.” source

🔗 API Kubernetes ➡ Possible d’ajouter des API dans Kubernetes à celles existantes (Deployment, Service, …) ➡ Permet de modifier (étendre) le comportement de Kubernetes sans devoir modifier le code de Kubernetes ➡ Basée sur une custom ressources definition (CRDs) source

🧩 Custom Resource Definition et Custom Resource ➡ Custom Resource Definition = CRD ➡ “Sorte” de schéma / classe pour les objets Kubernetes ➡ Custom Resource : CR ➡ Sorte “d’objet instanciant la classe (CRD)”

🔁 Boucle de réconciliation ➡ Elément central de la définition du pattern contrôleur “In Kubernetes, controllers are control loops that watch the state of your cluster, then make or request changes where needed. Each controller tries to move the current cluster state closer to the desired state.” source

🎯 Un opérateur pour les gouverner tous ➡ API + CRD (et CR) + Contrôleur ➡ Gère une et une seule application (déployée ou non dans Kubernetes) ➡ Essaie de maintenir l’état de l’application avec ce qui est déclaré dans la CR ⚡ 👀 🏗 source

Différentes fonctionnalités d’un opérateur source

☝One more thing ! ➡ Un opérateur n’est qu’un Pod qui exécute une application ➡ Il peut donc être développé avec n’importe quel langage ➡ Il suffit d’appeler les API Kubernetes ou d’utiliser un client compatible source

Frameworks source

📦 Simplifier le développement et le packaging ➡ Plus simples de prise en main que les API ou clients ➡ Permet de se concentrer sur le code “métier” ➡ Le plus connu : Operator SDK

source

☕ Et en java ? 🔗 Java Operator SDK

✨ Les principales fonctionnalités du Framework ➡ Client Kubernetes Fabric 8 pour manipuler les ressources Kubernetes ➡ Création (scaffolding) du squelette applicatif pour le mode Quarkus ➡ Facilitation de la génération des CRD et du contrôleur (annotations) ➡ Gestion de la boucle de réconciliation ➡ Exécution locale avec debugger possible ➡ Intégration avec Spring Boot et Quarkus ➡ Packaging de l’opérateur simplifié

🧩 Les différents composants

Quarkus SUPERSONIC / SUBATOMIC / JAVA

Cloud Computing C. Dustin

microprofile.io

JakartaEE Aeira G

Rapide au démarrage Chris Liverani

Empreinte mémoire “raisonnable” Fredy Jacob

Build first Randy Fath

Faciliter le développement Fotis Fotopoulos

JVM & GraalVM huffingtonpost.fr

Extensions Edge2Edge Media

Command Line Interface Gabriel Heinzer

Démos

👋 Hello world !! ➡ Scaffolding du projet Quarkus ➡ Création des éléments de base ➡ Création de la CRD / API ➡ Exécution en mode local / debugging ➡ Exécution en mode “développeur”

💊 Bienvenue dans le monde réel 👉 Création du projet 👉 Définition de la CR (Spec et Status) 👉 Création d’un service Quarkus 👉 Gestion d’un événement externe (méthode pooling) 👉 Packaging et déploiement dans Kubernetes 👉 Gestion de la sécurité source

Ne faites pas ça à la maison ! Jason Leung

💡Ce qu’il faut retenir ➡ Projet jeune mais actif : v4.x (plugin operator-sdk pas toujours synchronisé) ➡ Possibilité de faire quasiment tout ➡ Mode local avec le debugging et pas à pas ➡ Génération / mise à jour de la CRD ➡ Très (trop ?) orienté Quarkus ➡ Java 😍 ➡ La suite : OLM, EventSource plus simples, Correctifs, … Timotej Nagy

Brian McGowan

Et en prod ? Keycloack Operator Apache Flink Operator Airflow Dag Operator Locust k8s operator …

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Liens 🔗 https://www.hiclipart.com/ 🔗 https://kubernetes.io/docs/concepts/architecture/controller/ 🔗 https://kubernetes.io/docs/concepts/extend-kubernetes/api-extension/custom-resources/ 🔗 https://javaoperatorsdk.io/ 🔗 https://quarkiverse.github.io/quarkiverse-docs/quarkus-operator-sdk/dev/index.html 🔗 https://quarkus.io/guides/all-config#quarkus-core_quarkus.native.container-runtime 🔗 https://github.com/fabric8io/kubernetes-client/blob/master/doc/CHEATSHEET.md 🔗 https://stackoverflow.com/a/61437982 © ArtVstudio