Flink Operator 使用指南之 Flink Operator安装

介绍

Flink Kubernetes Operator 充当控制平面来管理 Apache Flink 应用程序的完整部署生命周期。尽管 Flink 的Native Kubernetes 集成已经允许用户在运行的 Kubernetes(k8s) 集群上直接部署 Flink 应用程序，但自定义资源和Operator Pattern 也已成为 Kubernetes 原生部署体验的核心。
Flink Kubernetes Operator 旨在承担管理 Flink 部署的人类操作员的职责。人类操作员对 Flink 部署应该如何运行、如何启动集群、如何部署作业、如何升级作业以及出现问题时如何反应有着深入的了解。Flink Kubernetes Operator 的主要目标是这些活动的自动化，这无法仅通过 Flink 原生集成来实现。

架构

Flink Kubernetes Operator充当控制平面，管理 Apache Flink 应用程序的完整部署生命周期。 Operator 可以使用 Helm 安装在 Kubernetes 集群上。在大多数生产环境中，它通常部署在指定的命名空间中，并控制一个或多个托管命名空间中的 Flink 部署。
Flink Operator
Operator 遵循 Kubernetes 原则，特别是控制循环：
Control Loop
用户可以使用 Kubernetes 命令行工具 kubectl 与操作员进行交互。 Operator 持续跟踪与 FlinkDeployment 和 FlinkSessionJob 自定义资源相关的集群事件。当 Operator 收到新的资源更新时，它将采取行动将 Kubernetes 集群调整到所需状态，作为其协调循环的一部分。初始循环由以下高级步骤组成：

1.FlinkDeployment/FlinkSessionJob 自定义资源（CR）
2. Operator 观察 Flink 资源的当前状态（如果之前部署过）
3. Operator验证提交的资源更改
4. Operator协调任何所需的更改并执行升级

CR 可以随时（重新）应用于集群。Operator不断调整以模仿期望的状态，直到当前状态成为期望的状态。所有生命周期管理操作都是在 Operator 中使用这个非常简单的原理来实现的。
Operator 使用 Java Operator SDK构建，并使用 Native Kubernetes Integration 启动 Flink 部署并在后台提交作业。 Java Operator SDK 是一个更高级别的框架和相关工具，用于支持用 Java 编写 Kubernetes Operator。 Java Operator SDK 和 Flink 的原生 kubernetes 集成本身都使用 Fabric8 Kubernetes 客户端与 Kubernetes API 服务器交互。

Flink 资源生命周期

Operator 管理 Flink 资源的生命周期。下图说明了不同的可能状态和转换：
Flink Resource Lifecycle
我们可以区分以下几种状态：

CREATED ：资源已在 Kubernetes 中创建，但尚未由操作员处理
SUSPENDED ：（作业）资源已暂停升级：资源在升级到新规范之前被暂停
DEPLOYED ：资源已部署/提交到 Kubernetes，但尚未被认为稳定，将来可能会回滚
STABLE ：资源部署被认为是稳定的，不会回滚
ROLLING_BACK ：资源正在回滚到最后一个稳定规范
ROLLED_BACK ：资源使用最新的稳定规范进行部署
FAILED ：作业最终失败

更多参考：Flink Operator Controller Flow 阐述Flink Operator 控制流程，初期不建议读者看这部分内容，如果需要定制开发Flink Operator的行为，可以参考改文章

部署/安装Flink Operator

Flink Operator提供了本地安装和远程安装的方式，其中远程需要保障用户的k8s集群连接外部网络，自动下载相关K8S镜像，这里我们主要记录一下本地安装的步骤。
1）为了构建操作员，您需要下载flink-operator源码,并解压到CentOS机器的指定目录下：
Flink Opertor下载地址

tree -L 1  flink-kubernetes-operator/

本地安装JDK 和 maven3.x 环境，需要注意Flink Kubernetes Operator 需要用户安装 Java 11.

[root@CentOSA ~]# rpm -ivh jdk-11.0.20_linux-x64_bin.rpm
warning: jdk-11.0.20_linux-x64_bin.rpm: Header V3 RSA/SHA256 Signature, key ID ec551f03: NOKEY
Preparing...                          ################################# [100%]
Updating / installing...1:jdk-11-2000:11.0.20-9            ################################# [100%]
[root@CentOSA ~]# java -version
java version "11.0.20" 2023-07-18 LTS
Java(TM) SE Runtime Environment 18.9 (build 11.0.20+9-LTS-256)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM 18.9 (build 11.0.20+9-LTS-256, mixed mode)
[root@CentOSA ~]# mvn -version
Apache Maven 3.6.3 (cecedd343002696d0abb50b32b541b8a6ba2883f)
Maven home: /export/server/apache-maven-3.6.3
Java version: 11.0.20, vendor: Oracle Corporation, runtime: /usr/lib/jvm/jdk-11-oracle-x64
Default locale: en_US, platform encoding: UTF-8
OS name: "linux", version: "3.10.0-1160.95.1.el7.x86_64", arch: "amd64", family: "unix"

3.进入Flink-Operator目录编译Flink Operator源码

[root@CentOSA App]# cd flink-kubernetes-operator
[root@CentOSA flink-kubernetes-operator]# mvn clean install -DskipTests -T 1C
[INFO] Scanning for projects...
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Reactor Build Order:
[INFO]
[INFO] Flink Kubernetes:                                                  [pom]
[INFO] Flink Kubernetes Standalone                                        [jar]
[INFO] Flink Kubernetes Operator Api                                      [jar]
[INFO] Flink Kubernetes Operator