Operator в экосистеме Kubernetes представляет собой программный контроллер, реализующий автоматизацию управления сложными приложениями и сервисами в кластере посредством расширения API через Custom Resource Definitions (CRD). Концепция оператора основана на идее инкапсуляции знаний и лучших практик человеческого оператора в коде: оператор наблюдает за состоянием кластера, сравнивает его с ожидаемым состоянием, описанным в пользовательских ресурсах, и выполняет необходимые действия для приведения системы в требуемое состояние.
Исторически оператор возник как подход для управления состоянием приложений, требующих сложного жизненного цикла — например, баз данных, распределённых очередей и систем мониторинга — где простые декларативные манифесты недостаточны. Операторы реализуются как контроллеры, исполняемые в контейнерах внутри кластера или внешне, и взаимодействуют с API-сервером Kubernetes, расширяя модель ресурса и обеспечивая автоматизацию развёртывания, масштабирования, обновления и восстановления приложений.
- Автоматизация жизненного цикла: реализация логики развёртывания, настройки, обновления и удаления приложений на основе состояния пользовательских ресурсов.
- Custom Resources: определение новых типов ресурсов (CRD), через которые пользователи описывают требуемое поведение и параметры управляемых приложений.
- Контроллерная модель: постоянный цикл наблюдения и приведения текущего состояния к желаемому с помощью reconcile-паттерна.
- Сложные операции: поддержка операций с учётом порядка действий, роллбеков, миграций данных и транзакционных шагов при обновлениях.
- Шаблоны управления: реализация механизмов канареечного и поэтапного развёртывания, гороскопирования состояния и автоматического масштабирования с учётом метрик.
- Интеграция с экосистемой: взаимодействие с Secret, ConfigMap, Service, StatefulSet, PersistentVolume и сторонними API для обеспечения полной конфигурации сервиса.
- Наблюдаемость: сбор и экспорт состояния, событий и метрик для мониторинга, логирования и оповещений о нарушениях желаемого состояния.
- Идемпотентность и устойчивость: операции проектируются так, чтобы повторение не приводило к некорректным результатам, с обработкой ошибок и повторными попытками.
- Разделение ответственностей: перенос специфичной для приложения операционной логики из человека в код, уменьшая ручные шаги и человеческие ошибки.
- Расширяемость: разработка операторов на различных языках и фреймворках, поддержка шаблонных библиотек и генераторов для ускорения создания операторов.