Olaf Bohlen
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* I need a cookie recipe database!
...and because it makes total sense, we are going to abuse the K8s API for it.
- thankfully we can extend K8s with Custom Resource Definitions (CRDs)
- but how does it work?
- =CustomResourceDefinitions= are themselves a =Resource=, based on a =ResourceDefinition=
#+begin_example
$ oc api-resources | egrep "(NAME|CustomResourceDefinition)"
NAME                       SHORTNAMES  APIVERSION               NAMESPACED  KIND
customresourcedefinitions  crd,crds    apiextensions.k8s.io/v1  false       CustomResourceDefinition
$ oc explain crds
KIND:     CustomResourceDefinition
VERSION:  apiextensions.k8s.io/v1
DESCRIPTION:
     CustomResourceDefinition represents a resource that should be exposed on
     the API server. Its name MUST be in the format <.spec.name>.<.spec.group>.
[...]
#+end_example
* Preparing the cookierecipes CRD
Let's create the CRD from https://www.eenfach.de/gitblit/blob/~olbohlen!cookie-operator.git/master/cookie-crd.yaml
#+begin_example
$ oc new-project kitchen
Now using project "kitchen" on server "https://api.crc.testing:6443".
$ oc create -f cookie-crd.yaml
Error from server (Forbidden): error when creating "cookie-crd.yaml":
customresourcedefinitions.apiextensions.k8s.io is forbidden: User "developer"
cannot create resource "customresourcedefinitions" in API group "apiextensions.k8s.io"
at the cluster scope
$ oc login -u kubeadmin
$ oc create -f cookie-crd.yaml
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/cookierecipes.de.eenfach.olbohlen created
$ oc login -u developer
#+end_example
Now the cluster knows about the CRD and we could store recipes!
* Storing some sample recipes
We try to store sample cookie recipes...but:
#+begin_example
$ oc create -f sample-cookie.yaml
Error from server (Forbidden): error when creating "sample-cookie.yaml":
cookierecipes.de.eenfach.olbohlen is forbidden: User "developer" cannot create
resource "cookierecipes" in API group "de.eenfach.olbohlen" in the namespace "kitchen"
Error from server (Forbidden): error when creating "sample-cookie.yaml":
cookierecipes.de.eenfach.olbohlen is forbidden: User "developer" cannot create
resource "cookierecipes" in API group "de.eenfach.olbohlen" in the namespace "kitchen"
#+end_example
We need to set up some RBAC resources first:
- a =ClusterRole= that allows viewing recipes
- a =ClusterRole= that allows editing recipes
- and a =ClusterRoleBinding= that allows that for authenticated users
* Creating RBAC resources
Apply the RBAC definitions from: https://www.eenfach.de/gitblit/blob/~olbohlen!cookie-operator.git/master/cookie-rbac.yaml
#+begin_example
$ oc login -u kubeadmin
$ oc create -f cookie-rbac.yaml
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/cookierecipe-edit created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/cookierecipe-view created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/cookierecipe-edit created
#+end_example
The =ClusterRoleBinding= "cookierecipe-edit" allows =system:authenticated:oauth=
group members to edit =cookierecipes=.
=system:authenticated:oauth= contains all users that logged in via the OAuth
service (via an =IdentityProvider=).
* Storing some sample recipes (hopefully this time!!)
Now we should be able to create the sample recipes:
#+begin_example
$ oc login -u developer
$ oc create -f sample-cookie.yaml
cookierecipe.de.eenfach.olbohlen/vintage-chocolate-chip created
cookierecipe.de.eenfach.olbohlen/double-dipped-shortbread created
$ oc get cookierecipe
NAME                       AGE
double-dipped-shortbread   17s
vintage-chocolate-chip     17s
#+end_example
There is no functionality here - we just stored the recipes in the etcd via the K8s API.
* Now can we do anything with our recipes?
Of course we can *oc get -o yaml* for example on them and filter:
#+begin_example
$ oc get cookierecipe vintage-chocolate-chip -o yaml | yq -y .spec.ingredients[0]
amount: 150
name: salted butter
remarks: softened
unit: grams
#+end_example
This is handy, as we can extract exactly the data which we need at a time.
But...it's a lot of manual work...
* I'm an operator with my pocket calculator
Operators were introduced as "Kubernetes Native Applications" and that actually
means nothing. Operators are in the end just =Pods=.
These Pods run one or more containers, but one container should run a =Controller=
that can interprete your =CustomResources=.
So let's write a CookieRecipe Operator. In shell-script... :)
Of course this Operator is not compatible with the =OperatorLifecycyleManager= (=OLM=),
so we have to install it manually.
* What do we need?
We need:
- a ContainerImage
- and therefore probably a *Containerfile*
- Controller code
Then we are going to build the Operator ContainerImage and push it to a Registry.
* Let's review the Containerfile
The Containerfile is here:
https://www.eenfach.de/gitblit/blob/~olbohlen!cookie-operator.git/master/Containerfile
the base image is a "kshbase" image, which itself is based upon ubi9 containing also a ksh93
and an oc client.
* Have a look at the Controller
The controller is written in KornShell 93 (ksh93), which is mostly bash compatible :)
The code is here:
https://www.eenfach.de/gitblit/blob/~olbohlen!cookie-operator.git/master/recipe-processor.ksh
* Now let's also have a look at the deployment
Note: this deployment does not use an =ImageStream=, so it would work also on native k8s
https://www.eenfach.de/gitblit/blob/~olbohlen!cookie-operator.git/master/cookie-operator-deployment.yaml
This deployment requires a =ServiceAccount= called "cookieprocessor", this =ServiceAccount= provides
a Token to authenticate against the API (which we use in the controller script).
* The ServiceAccount
We need a =ServiceAccount=, but that alone will not help. The =ServiceAccount= is NOT member
of =system:authenticated:oauth=, so it can't read =cookierecipes= based on the =ClusterRoleBinding= we created earlier.
For that reason we also create a =RoleBinding= (namespaced!) that allows reading recipes:
https://www.eenfach.de/gitblit/blob/~olbohlen!cookie-operator.git/master/cookieprocessor-sa.yaml
* Building the stuff together
#+begin_example
$ oc create -f cookieprocessor-sa.yaml
serviceaccount/cookieprocessor created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/cookierecipe-view created
#+end_example
The registry docker.eenfach.de requires login credentials, so we need to set up a secret and link it.
First login to the registry with *podman login*, then pick the resulting auth.json:
#+begin_example
$ podman login -u olbohlen docker.eenfach.de
Password:
Login Succeeded!
$ oc create secret generic docker-eenfach-de \
> --from-file=.dockerconfigjson=${XDG_RUNTIME_DIR}/containers/auth.json \
> --type kubernetes.io/dockerconfigjson
secret/docker-eenfach-de created
$ oc secrets link cookieprocessor docker-eenfach-de --for pull
#+end_example
* Deploying the Operator
Now that we have everything in place, we will just deploy the Operator Pod:
#+begin_example
$ oc create -f cookie-operator-deployment.yaml
deployment.apps/recipe-processor created
$ oc get pod
NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
recipe-processor-7f9969697b-qt9lv   1/1     Running   0          17s
$ oc logs -f recipe-processor-7f9969697b-qt9lv
New recipe found: double-dipped-shortbread
--------------------------------------------------------------------------
Pre: we heat up the oven to 180 degrees Celsius
Fetching ingredients from recipe:
----------------------------------
Fetching 200grams of salted butter (softened)
[...]
#+end_example
The Operator will process both sample recipes.
* Test the Operator
We should test if the Operator notices new recipes, so let's create a third
recipe from
https://www.eenfach.de/gitblit/blob/~olbohlen!cookie-operator.git/master/oaty-hazelnut-cookies.yaml
#+begin_example
$ oc create -f oaty-hazelnut-cookies.yaml
cookierecipe.de.eenfach.olbohlen/oaty-hazelnut created
#+end_example
After a few seconds, we should see in the Operator log:
#+begin_example
New recipe found: oaty-hazelnut
--------------------------------------------------------------------------
Pre: we heat up the oven to 180 degrees Celsius
[...]
#+end_example
* Test for updated recipes
But what if we update a resource?
Keep the *oc logs -f* on the Operator Pod open, and in another terminal let's patch a recipe.
#+begin_example
$ oc patch cookierecipes double-dipped-shortbread --type merge \
> -p '{"spec":{"temperature":172}}'
cookierecipe.de.eenfach.olbohlen/double-dipped-shortbread patched
#+end_example
And again in the log you should see
#+begin_example
New recipe found: double-dipped-shortbread
--------------------------------------------------------------------------
Pre: we heat up the oven to 172 degrees Celsius
Fetching ingredients from recipe:
----------------------------------
[...]
#+end_example