Kubernetes（简称K8s）作为容器编排领域的佼佼者，已经深入到众多企业的IT基础设施中。尽管K8s的许多核心特性和使用场景广为人知，但还有一些隐藏的特性可能被初学者或经验丰富的用户忽视。本文将揭秘K8s的五大非典型特性，帮助读者更全面地了解这个强大的平台。

1. 自定义资源定义（Custom Resource Definitions, CRDs）

Kubernetes通过自定义资源定义（CRDs）允许用户扩展API，创建自定义资源类型。CRDs是K8s API的一部分，但它们不是标准的资源类型，因此被称为“隐藏特性”。

自定义资源定义的工作原理

apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  name: mycustomresources.example.com
spec:
  group: example.com
  versions:
    - name: v1
      served: true
      storage: true
  scope: Namespaced
  names:
    plural: mycustomresources
    singular: mycustomresource
    kind: MyCustomResource
    shortNames:
      - mcr

通过定义CRDs，用户可以创建自定义的API资源，如MyCustomResource。这些资源可以像K8s内置资源一样被创建、更新和删除。

2. 混合集群管理

Kubernetes支持混合集群管理，这意味着可以将K8s集群与传统的虚拟机或物理服务器混合使用。这种灵活性允许企业逐步迁移到容器化，而不是一次性全面转型。

混合集群的优势

  • 逐步迁移：可以逐渐迁移工作负载，而不是一次性迁移所有内容。
  • 资源优化：根据需要调整虚拟机和物理服务器的比例。

3. 容器网络接口（Container Network Interface, CNI）

CNI是一个网络接口标准，允许用户为容器化环境定义和配置网络。Kubernetes本身并不提供完整的网络解决方案，而是通过CNI插件来实现网络功能。

使用CNI插件

以下是一个简单的CNI插件配置示例：

apiVersion: "k8s.cni.cncf.io/v1"
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: my-network-policy
spec:
  pods:
  - name: my-pod
    namespace: my-namespace
    containerID: container123
    podIP: 10.244.1.5
    podNamespace: my-namespace
    labels:
      mylabel: myvalue
    ports:
    - containerPort: 80

通过CNI插件，用户可以自定义容器的网络配置。

4. 自定义控制器（Custom Controllers）

Kubernetes控制器模式允许用户创建自定义控制器来管理资源。这些控制器通过监听API服务器中的事件，自动执行特定的操作。

自定义控制器的示例

以下是一个简单的自定义控制器示例，用于管理Pod资源：

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "time"

    metav1 "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1"
    "k8s.io/apimachinery/pkg/runtime"
    "sigs.k8s.io/controller-runtime/pkg/client"
    "sigs.k8s.io/controller-runtime/pkg/controller"
    "sigs.k8s.io/controller-runtime/pkg/controller/controllerutil"
    "sigs.k8s.io/controller-runtime/pkg/manager"
    "sigs.k8s.io/controller-runtime/pkg/reconcile"
)

func main() {
    // 创建Manager
    mgr, err := manager.New(cfg, manager.Options{})
    if err != nil {
        fmt.Println("Manager creation failed:", err)
        return
    }

    // 注册自定义控制器
    if err := (&PodReconciler{
        Client: mgr.GetClient(),
    }).SetupWithManager(mgr); err != nil {
        fmt.Println("Failed to register controller:", err)
        return
    }

    fmt.Println("Starting the manager")
    if err := mgr.Start(context.Background()); err != nil {
        fmt.Println("Manager failed to run:", err)
        return
    }
}

通过自定义控制器，用户可以扩展Kubernetes的功能，以满足特定的需求。

5. 灾难恢复和灾难恢复模式

Kubernetes提供了灾难恢复机制，允许用户在主集群故障时，将工作负载转移到备份集群。这种模式通常用于多云或多地域部署。

灾难恢复模式的步骤

  1. 配置备份集群：确保备份集群已经配置好，并且可以处理主集群的工作负载。
  2. 设置灾难恢复策略：定义灾难恢复的触发条件和恢复流程。
  3. 执行灾难恢复：在主集群发生故障时，自动将工作负载转移到备份集群。

通过上述五大非典型特性