Operators et CRDs pour développeurs

Les Custom Resource Definitions (CRDs) étendent Kubernetes avec de nouveaux types de ressources. En tant que développeur, vous n'avez pas besoin de créer des opérateurs, mais vous devez savoir utiliser les ressources custom que d'autres ont créées. Ce guide vous montre comment découvrir, manipuler et diagnostiquer les CRDs dans votre cluster.

Ce que vous allez apprendre

Le parcours va de la découverte des CRDs enregistrées dans un cluster jusqu'au déblocage d'une ressource en Terminating. Les exemples s'appuient sur des opérateurs répandus, cert-manager et le Prometheus Operator en tête, mais la mécanique reste identique quelle que soit l'extension installée.

Comprendre le modèle CRD/Operator sans entrer dans le développement
Découvrir les CRDs disponibles dans votre cluster
Manipuler des ressources custom avec kubectl
Installer un opérateur depuis OperatorHub
Diagnostiquer les problèmes courants liés aux CRDs

CRD et Operator : l'essentiel pour un développeur

Deux objets distincts se cachent derrière le sujet : la CRD déclare un nouveau type auprès de l'API server, l'opérateur est le programme qui donne un sens à ce type en créant les ressources sous-jacentes. Sans opérateur, une CRD ne produit rien, elle se contente de stocker vos manifests.

Qu'est-ce qu'une CRD ?

Une Custom Resource Definition (CRD) ajoute un nouveau type d'objet à Kubernetes. Au lieu de manipuler uniquement des Pods, Services ou Deployments, vous pouvez manipuler des objets métier comme PostgresCluster, Certificate ou GitRepository.

Concept	Exemple
CRD	`kind: PostgresCluster`
Custom Resource (CR)	Un cluster PostgreSQL spécifique
Operator	Crée les Pods, Services, Secrets nécessaires

Le pattern Controller

L'opérateur est un controller qui observe les ressources custom et agit pour atteindre l'état désiré :

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Boucle de réconciliation                 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  1. OBSERVER : L'opérateur watch les CRs                    │
│  2. COMPARER : État actuel vs état désiré                   │
│  3. AGIR : Créer/modifier/supprimer des ressources          │
│  4. RÉPÉTER : En continu                                    │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

Découvrir les CRDs de votre cluster

Les types disponibles changent d'un cluster à l'autre selon les opérateurs installés. Avant d'écrire un manifest, il faut savoir quelles CRDs sont enregistrées, dans quelle version d'API elles sont servies, et si la ressource est namespacée ou globale.

Lister toutes les CRDs

Le nom complet d'une CRD suit toujours la forme <pluriel>.<groupe d'API>, ce qui identifie d'un coup d'œil l'opérateur qui l'a posée. La colonne CREATED AT donne la date d'installation, pratique pour repérer une extension ajoutée récemment sur un cluster partagé.

# Toutes les CRDs installées
kubectl get crds

# Exemple de sortie :
# NAME                                  CREATED AT
# certificates.cert-manager.io          2026-03-20T10:00:00Z
# issuers.cert-manager.io               2026-03-20T10:00:00Z
# postgresclusters.postgres-operator.crunchydata.com  2026-03-15T08:30:00Z

Explorer une CRD spécifique

describe affiche les versions servies, la portée de la ressource et les shortnames déclarés. La sortie YAML complète contient en plus le schéma OpenAPI qui valide vos manifests : c'est lui qui provoque le rejet quand un champ est mal orthographié.

# Détails d'une CRD
kubectl describe crd certificates.cert-manager.io

# Structure YAML de la CRD
kubectl get crd certificates.cert-manager.io -o yaml

Découvrir les API groups

kubectl api-resources liste tout ce que l'API server sait servir, ressources natives et custom confondues. La colonne NAMESPACED indique s'il faut préciser un namespace, et APIVERSION donne exactement la valeur à recopier dans le champ apiVersion de votre manifest.

# Tous les types de ressources disponibles (natifs + custom)
kubectl api-resources

# Filtrer par API group
kubectl api-resources --api-group=cert-manager.io

# Exemple de sortie :
# NAME           SHORTNAMES   APIVERSION              NAMESPACED   KIND
# certificates   cert         cert-manager.io/v1      true         Certificate
# issuers                     cert-manager.io/v1      true         Issuer

Lister les ressources custom

Une fois le type connu, les CRs se listent comme n'importe quel objet Kubernetes. L'option -A balaie tous les namespaces, réflexe utile quand vous ignorez où la ressource a été créée ; -o wide révèle les colonnes supplémentaires définies par la CRD elle-même, souvent l'état de la ressource.

# Lister les instances d'une CR
kubectl get certificates -n mon-namespace

# Dans tous les namespaces
kubectl get certificates -A

# Avec plus de détails
kubectl get certificates -o wide

Interagir avec des ressources custom

Une CR se manipule avec les verbes habituels : apply, get, describe, edit, patch, delete. La différence tient au partage du contenu : vous écrivez la spec, l'opérateur écrit le status, et toute modification de la spec relance sa boucle de réconciliation.

Créer une ressource custom

Le format est identique aux ressources natives. Exemple avec cert-manager :

apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Certificate
metadata:
  name: mon-app-tls
  namespace: production
spec:
  secretName: mon-app-tls-secret
  issuerRef:
    name: letsencrypt-prod
    kind: ClusterIssuer
  dnsNames:
    - mon-app.example.com
    - www.mon-app.example.com

kubectl apply -f certificate.yaml

Inspecter une ressource custom

describe reste le point d'entrée : il regroupe la spec, le status et les événements émis par l'opérateur, qui portent le motif exact d'un échec. Le JSONPath sert quand vous cherchez un champ précis, par exemple dans un script qui attend qu'une condition passe à True.

# Détails complets
kubectl describe certificate mon-app-tls -n production

# YAML brut
kubectl get certificate mon-app-tls -n production -o yaml

# JSONPath pour extraire un champ
kubectl get certificate mon-app-tls -n production \
  -o jsonpath='{.status.conditions[0].status}'

Comprendre le champ status

Les CRs bien conçues exposent un champ .status mis à jour par l'opérateur :

status:
  conditions:
    - type: Ready
      status: "True"
      reason: CertificateIssued
      message: Certificate is up to date and has been issued
      lastTransitionTime: "2026-03-25T10:30:00Z"
  notAfter: "2026-06-25T10:30:00Z"
  notBefore: "2026-03-25T10:30:00Z"
  renewalTime: "2026-05-25T10:30:00Z"

Modifier une ressource custom

edit ouvre le manifest dans votre éditeur et applique le résultat à la fermeture. patch --type=merge fait la même chose sans interaction, donc en script ; attention, sur une liste comme dnsNames, la fusion remplace le tableau entier au lieu d'y ajouter une entrée.

# Édition interactive
kubectl edit certificate mon-app-tls -n production

# Patch (modifier un champ)
kubectl patch certificate mon-app-tls -n production \
  --type=merge \
  -p '{"spec":{"dnsNames":["mon-app.example.com","api.example.com"]}}'

Supprimer une ressource custom

La commande rend la main aussitôt, mais l'objet peut rester en Terminating le temps que l'opérateur achève le nettoyage des ressources qu'il avait créées.

kubectl delete certificate mon-app-tls -n production

Exemples de CRDs courantes

Les quatre extensions ci-dessous couvrent des besoins que Kubernetes ne traite pas nativement : certificats TLS, collecte de métriques, déploiement continu et récupération de secrets externes. Toutes suivent la même grammaire, un bloc spec déclaratif que l'opérateur traduit en objets natifs.

cert-manager : Certificats TLS

L'objet Certificate décrit le certificat voulu, pas la façon de l'obtenir. issuerRef désigne l'autorité qui le délivrera, dnsNames les noms à couvrir, et secretName le Secret dans lequel cert-manager déposera la clé privée et le certificat une fois la validation aboutie.

apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Certificate
metadata:
  name: api-tls
  namespace: production
spec:
  secretName: api-tls-secret
  issuerRef:
    name: letsencrypt-prod
    kind: ClusterIssuer
  dnsNames:
    - api.example.com

Prometheus : ServiceMonitor

Un ServiceMonitor ne collecte rien par lui-même : il indique au Prometheus Operator quels Services interroger. Le selector cible ces Services par label, port reprend le nom du port déclaré dans le Service et non son numéro, ce qui est la cause d'erreur la plus fréquente sur cette ressource.

apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: ServiceMonitor
metadata:
  name: mon-app
  namespace: monitoring
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mon-app
  endpoints:
    - port: metrics
      interval: 30s

Argo CD : Application

L'objet Application relie un dépôt Git à un namespace de destination. Les deux options de syncPolicy.automated sont les plus lourdes de conséquences : prune autorise Argo CD à supprimer les objets retirés du dépôt, selfHeal annule toute modification faite directement sur le cluster.

apiVersion: argoproj.io/v1alpha1
kind: Application
metadata:
  name: mon-app
  namespace: argocd
spec:
  project: default
  source:
    repoURL: https://github.com/mon-org/mon-app
    path: k8s
    targetRevision: HEAD
  destination:
    server: https://kubernetes.default.svc
    namespace: production
  syncPolicy:
    automated:
      prune: true
      selfHeal: true

External Secrets : Intégration vault

Un ExternalSecret décrit une correspondance entre des chemins d'un coffre externe et les clés d'un Secret Kubernetes. L'opérateur relit la source à chaque refreshInterval et met à jour le Secret cible : la valeur sensible ne figure jamais dans le manifest, seul son emplacement y apparaît.

apiVersion: external-secrets.io/v1beta1
kind: ExternalSecret
metadata:
  name: db-credentials
  namespace: production
spec:
  refreshInterval: 1h
  secretStoreRef:
    name: vault-backend
    kind: ClusterSecretStore
  target:
    name: db-credentials
  data:
    - secretKey: username
      remoteRef:
        key: secret/data/database
        property: username
    - secretKey: password
      remoteRef:
        key: secret/data/database
        property: password

Installer un opérateur

Installer un opérateur revient à poser deux choses : ses CRDs et le Deployment du controller, avec les droits RBAC qui vont avec. Les trois méthodes ci-dessous se distinguent surtout sur la mise à jour et sur le sort des CRDs à la désinstallation, car supprimer une CRD détruit au passage toutes les CRs de ce type.

Option 1 : Helm (recommandé)

La plupart des opérateurs sont distribués via Helm :

# Exemple : cert-manager
helm repo add jetstack https://charts.jetstack.io
helm repo update

helm install cert-manager jetstack/cert-manager \
  --namespace cert-manager \
  --create-namespace \
  --set crds.enabled=true

Option 2 : kubectl apply

Certains opérateurs fournissent un manifest unique :

# Exemple : metrics-server
kubectl apply -f https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/latest/download/components.yaml

Option 3 : OperatorHub (OpenShift / OLM)

Si votre cluster utilise Operator Lifecycle Manager :

# Installer OLM (si pas déjà présent) : télécharger le script, l'inspecter, puis l'exécuter
curl -sL https://github.com/operator-framework/operator-lifecycle-manager/releases/download/v0.28.0/install.sh -o olm-install.sh
less olm-install.sh
bash olm-install.sh v0.28.0

# Installer un opérateur depuis OperatorHub
kubectl create -f https://operatorhub.io/install/prometheus.yaml

Diagnostiquer les problèmes

Quand une CR ne produit pas l'effet attendu, le manifest est rarement en cause : l'API server l'aurait rejeté à l'apply si sa structure était invalide. Trois pistes couvrent la majorité des cas, l'opérateur ne tourne pas, la CRD n'est pas installée, ou les permissions RBAC du controller sont insuffisantes.

La CR reste en état Pending/Unknown

Un objet accepté mais jamais traité signale que personne ne l'écoute. Regardez d'abord les événements de la CR, puis l'état du Pod de l'opérateur, enfin ses logs : c'est là qu'apparaissent les erreurs de validation métier ou d'accès à un service externe.

# 1. Vérifier les événements de la CR
kubectl describe <kind> <name> -n <namespace>

# 2. Vérifier que l'opérateur tourne
kubectl get pods -n <operator-namespace>

# 3. Lire les logs de l'opérateur
kubectl logs -n <operator-namespace> deployment/<operator-name>

Erreur "no matches for kind" lors du kubectl apply

Ce message vient de l'API server : le kind demandé n'est enregistré nulle part. Soit la CRD n'est pas installée, soit vous visez une version d'API que le cluster ne sert plus, cas courant après le passage d'un groupe de v1beta1 à v1.

# Le CRD n'est pas installé
kubectl get crd | grep <kind>

# Solution : installer l'opérateur d'abord

La CR est bloquée en Terminating

Un finalizer suspend la suppression tant que l'opérateur n'a pas confirmé son nettoyage. Si le controller a été désinstallé avant ses ressources, plus personne ne retire ce marqueur et l'objet reste indéfiniment en Terminating, y compris son namespace s'il en contient d'autres.

# Vérifier les finalizers
kubectl get <kind> <name> -o jsonpath='{.metadata.finalizers}'

# Si l'opérateur ne tourne plus, retirer le finalizer manuellement
kubectl patch <kind> <name> \
  --type=json \
  -p='[{"op": "remove", "path": "/metadata/finalizers"}]'

Problème de permissions

L'opérateur n'a pas les droits nécessaires :

# Vérifier les logs pour des erreurs RBAC
kubectl logs -n <operator-namespace> deployment/<operator-name> | grep -i forbidden

# Vérifier les Roles/ClusterRoles de l'opérateur
kubectl get clusterrole | grep <operator-name>
kubectl describe clusterrole <operator-role>

Utiliser kubectl explain

La commande kubectl explain fonctionne aussi avec les CRDs :

# Structure générale
kubectl explain certificate

# Champ spécifique
kubectl explain certificate.spec.issuerRef

# Liste des champs disponibles
kubectl explain certificate.spec --recursive

Bonnes pratiques développeur

Les trois listes suivantes évitent les allers-retours les plus coûteux : un manifest rejeté faute de CRD, une ressource introuvable faute de convention de nommage, et une CR en échec silencieux parce que personne ne surveille son status.

Avant de créer une CR

Ces quatre vérifications prennent moins d'une minute. Notez la limite de --dry-run=client : il contrôle la syntaxe YAML localement, sans jamais confronter le manifest au schéma OpenAPI de la CRD. Pour cette validation-là, il faut --dry-run=server, qui envoie l'objet à l'API server sans le persister.

Vérifiez que la CRD existe : kubectl get crd <name>
Lisez la documentation : Les CRDs ont souvent des exemples
Utilisez kubectl explain : Pour comprendre les champs disponibles
Validez avec --dry-run : kubectl apply -f cr.yaml --dry-run=client

Nommage et organisation

Les CRs s'accumulent dans un namespace partagé sans le regroupement visuel qu'offre un Deployment avec ses Pods : rien n'indique quelle application a créé quel objet. Un préfixe applicatif et des labels cohérents rendent le filtrage possible, y compris pour les suppressions groupées.

Préfixez par application : mon-app-certificate plutôt que certificate-1
Utilisez des labels : Facilitez le filtrage et le monitoring
Documentez : Ajoutez des annotations expliquant le but

Surveillance

Une CR peut rester en échec sans que rien ne le signale : elle ne redémarre pas comme un Pod et n'apparaît dans aucun kubectl get pods. Suivre status.conditions est le seul moyen fiable de détecter un certificat non renouvelé ou une synchronisation qui échoue depuis des semaines.

Surveillez les status : Les CRs exposent leur état dans .status
Alertez sur les échecs : Conditions Ready=False ou Failed=True
Tracez les changements : Activez l'audit logging pour les CRs sensibles

À retenir

Le tableau condense le vocabulaire du modèle. Un point revient dans presque tous les incidents : une CR acceptée par l'API server ne signifie pas qu'elle a été traitée. Seul le status écrit par l'opérateur en atteste, et c'est lui qu'il faut lire avant de conclure que la ressource fonctionne.

Concept	Ce qu'il faut retenir
CRD	Nouveau type de ressource Kubernetes
CR (Custom Resource)	Instance d'une CRD
Operator	Controller qui gère les CRs
`kubectl api-resources`	Découvrir les types disponibles
`kubectl explain`	Comprendre la structure d'une CR
`.status.conditions`	État de la ressource
Finalizers	Retardent la suppression pour nettoyage

Règle d'or : En tant que développeur, vous utilisez les CRs, vous n'avez pas besoin de comprendre le code de l'opérateur, seulement la spec que vous fournissez et le status qu'il retourne.

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Prochaines étapes

Si consommer des CRs ne suffit plus et que vous voulez produire les vôtres, le guide dédié aux opérateurs aborde la boucle de réconciliation côté code. Les deux autres liens complètent le sujet par l'installation via Helm et par les permissions des ServiceAccounts que réclament ces controllers.

Operators Kubernetes Guide complet pour créer vos propres opérateurs

Helm Installer des opérateurs via Helm

ServiceAccounts Permissions pour vos applications

Debug applications Diagnostiquer les problèmes