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Crossplane

本文主要为读者介绍 Crossplane 是什么及如何结合 OAM 来管理 Kubernetes 应用。

Crossplane 是什么？

Crossplane 是一个开源的 Kubernetes 插件，可以使用 kubectl 配置和管理基础设施、服务和应用。它的意义在使用 Kubernetes 风格的 API 统一了云基础设施和应用程序的管理。

该项目是由 Upbound 公司于 2018 年发起，开源社区主要参与者有微软、阿里巴巴、Gitlab、红帽等。

Crossplane 的特性

下面几点是 Crossplane 的基本特性。

支持自定义 API（CRD）

在 Crossplane 提供的 CRD 之上构建自己的内部基础设施抽象。您的自定义 API 可以包含策略保护，隐藏基础设施的复杂性，并使其安全地供应用程序消费。

支持 OAM

Crossplane 实现了 OAM（开放应用模型），帮助统一应用和基础架构管理，以团队为中心的流程。通过 Crossplane 和 OAM，应用和基础架构配置可以共存，并使用相同的工具进行部署。

支持混合云

无论你使用的是 EKS、AKS、GKE、ACK、PKS 中的单个 Kubernetes 集群，还是 Rancher 或 Anthos 这样的多集群管理器，Crossplane 都能很好地与它们集成。Crossplane 安装到任何现有的集群中，暴露出 CRD 和跨基础设施和服务提供商的标准 API，使供应和管理变得轻而易举。

准备条件

在安装使用 Crossplane 之前需要确保您的系统满足以下要求：

Kubernetes v1.16+
Helm 3
Crossplane v0.11+

安装 Crossplane

在准备好以上条件之后，执行下面的命令安装 Crossplane。

kubectl create namespace crossplane-system
helm repo add crossplane-alpha https://charts.crossplane.io/alpha
helm install crossplane --namespace crossplane-system crossplane-alpha/crossplane

该步骤会创建一个 crossplane-system 的 namespace 和如下的 CRD。

# OAM 的 CRD
applicationconfigurations.core.oam.dev
components.core.oam.dev
containerizedworkloads.core.oam.dev
manualscalertraits.core.oam.dev
scopedefinitions.core.oam.dev
traitdefinitions.core.oam.dev
workloaddefinitions.core.oam.dev
buckets.storage.crossplane.io

# crossplane 原生的 CRD
clusterpackageinstalls.packages.crossplane.io
compositions.apiextensions.crossplane.io
infrastructuredefinitions.apiextensions.crossplane.io
infrastructurepublications.apiextensions.crossplane.io
kubernetesapplicationresources.workload.crossplane.io
kubernetesapplications.workload.crossplane.io
kubernetesclusters.compute.crossplane.io
kubernetestargets.workload.crossplane.io
machineinstances.compute.crossplane.io
mysqlinstances.database.crossplane.io
nosqlinstances.database.crossplane.io
packageinstalls.packages.crossplane.io
packages.packages.crossplane.io
postgresqlinstances.database.crossplane.io
providers.kubernetes.crossplane.io
redisclusters.cache.crossplane.io
stackdefinitions.packages.crossplane.io

安装 OAM controller。

kubectl create namespace oam-system
helm install controller -n oam-system ./manifests/charts/oam-core-resources/

部署示例

部署一个 WordPress 示例应用。

kubectl apply -f manifests/oam/containerized-workload

该应用采用 OAM 规范定义，包括 Workload、Component、Trait 和 ApplicationConfiguration，感兴趣的读者可以到 manifests/oam/containerized-workload 目录下查看，其中 sample_workload_definition.yaml 文件的内容如下：

apiVersion: core.oam.dev/v1alpha2
kind: WorkloadDefinition
metadata:
  name: containerizedworkloads.core.oam.dev
spec:
  definitionRef:
    name: containerizedworkloads.core.oam.dev
  childResourceKinds:
    - apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
    - apiVersion: v1
      kind: Service

此处定义了一个 containerizedworkloads.core.oam.dev Workload，其中添加一个 childResourceKinds 字段。目前，workloadDefinition 不过是真正的 CRD 的一个注册器。Workload 所有者在向 OAM 系统注册控制器时填写这个字段，声明其工作负载控制器实际生成的 Kubernetes 资源类型。在本示例中该 Workload 生成的是 Kubernetes 的 Deployment 和 Service。

关于此处配置的详细原理请参考 Traits and workloads interaction mechanism in OAM。

验证

在部署了上面的示例后，会创建一个名为 example-appconfig-workload 的 Deployment 和名为 example-appconfig-workload 的 Service。

$ kubectl get deployment
NAME                            READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
example-appconfig-workload      3/3     3            3           9h

$ kubectl get svc
NAME                         TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
example-appconfig-workload   NodePort   10.99.30.250   <none>        80:31557/TCP   9h

查看该 Service 的 NodePort（本示例中为 31557）及 minikube 的 IP 地址（本示例中为 192.168.64.2）。在浏览器中访问 http://192.168.64.2:31557 即可看到 Workpress 的启动页面。

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