K8S之StatefulSet摘要

概述

RC、Deployment、DaemonSetStatefulSet都是面向無狀態(tài)的服務，它們所管理的Pod的IP、名字，啟停順序等都是隨機的，而StatefulSet是什么？顧名思義，有狀態(tài)應用的集合，管理所有有狀態(tài)的服務，比如MySQL、MongoDB集群等。

StatefulSet本質(zhì)上是Deployment的一種變體，它是為了解決有狀態(tài)服務的問題，它所管理的Pod擁有固定的Pod名稱，啟停順序，在StatefulSet中，Pod名字稱為網(wǎng)絡標識，還必須要用到共享存儲，在v1.9版本中已成為GA版本。

在Deployment中，與之對應的服務是service，而在StatefulSet中與之對應的headless service，headless service，即無頭服務，與service的區(qū)別就是它沒有Cluster IP，解析它的名稱時將返回該Headless Service對應的全部Pod的Endpoint列表。

除此之外，StatefulSet在Headless Service的基礎上又為StatefulSet控制的每個Pod副本創(chuàng)建了一個DNS域名，這個域名的格式為：

$(podname).(headless?server?name)??? FQDN：?$(podname).(headless?server?name).namespace.svc.cluster.local

StatefulSet示例

接下來看一些示例，演示下上面所說的特性，以加深理解。

apiVersion:?v1 kind:?Service metadata: ??name:?nginx ??labels: ????app:?nginx spec: ??ports: ??-?port:?80 ????name:?web ??clusterIP:?None ??selector: ????app:?nginx --- apiVersion:?apps/v1 kind:?StatefulSet metadata: ??name:?web spec: ??selector: ????matchLabels: ??????app:?nginx?#?has?to?match?.spec.template.metadata.labels ??serviceName:?"nginx"??#聲明它屬于哪個Headless?Service. ??replicas:?3?#?by?default?is?1 ??template: ????metadata: ??????labels: ????????app:?nginx?#?has?to?match?.spec.selector.matchLabels ????spec: ??????terminationGracePeriodSeconds:?10 ??????containers: ??????-?name:?nginx ????????image:?k8s.gcr.io/nginx-slim:0.8 ????????ports: ????????-?containerPort:?80 ??????????name:?web ????????volumeMounts: ????????-?name:?www ??????????mountPath:?/usr/share/nginx/html ??volumeClaimTemplates:???#可看作pvc的模板 ??-?metadata: ??????name:?www ????spec: ??????accessModes:?[?"ReadWriteOnce"?] ??????storageClassName:?"gluster-heketi"??#存儲類名，改為集群中已存在的 ??????resources: ????????requests: ??????????storage:?1Gi

通過該配置文件，可看出StatefulSet的組成部分：

Headless Service，名為nginx，用來定義Pod網(wǎng)絡標識( DNS domain)。

StatefulSet，定義具體應的，名為Nginx，有三個Pod副本，并為每個Pod定義了一個域名。

volumeClaimTemplates，名為www，pvc模板，指定pvc名稱大小，將自動創(chuàng)建pvc，且pvc必須由存儲類供應。

$?kubectl?create?-f?nginx.yaml? service?"nginx"?created statefulset?"web"?created

看下這三個Pod創(chuàng)建過程：

#第一個是創(chuàng)建web-0 $?kubectl?get?pod web-0?????????????????????1/1???????ContainerCreating???0??????????51s #待web-0?running且ready時，創(chuàng)建web-1 $?kubectl?get?pod web-0?????????????????????1/1???????Running?????????????0??????????51s web-1?????????????????????0/1???????ContainerCreating???0??????????42s #待web-1?running且ready時，啟動web-2 $?kubectl?get?pod web-0?????????????????????1/1???????Running?????????????0??????????1m web-1?????????????????????1/1???????Running?????????????0??????????45s web-2?????????????????????1/1???????ContainerCreating???0??????????36s #最后三個Pod全部running且ready $?kubectl?get?pod NAME??????????????????????READY?????STATUS????RESTARTS???AGE web-0?????????????????????1/1???????Running???0??????????4m web-1?????????????????????1/1???????Running???0??????????3m web-2?????????????????????1/1???????Running???0??????????1m

Statefulset 名稱：web 三個副本

創(chuàng)建出來的Pod: web-0，web-1,web-2

volumeClaimTemplates名稱為：www，那么自動創(chuàng)建出來的PVC名稱為www-web[0-2]，為每個Pod創(chuàng)建一個PVC。

#根據(jù)volumeClaimTemplates自動創(chuàng)建的PVC? ?$?kubectl?get?pvc NAME??????????????STATUS????VOLUME??????????????????????????????????CAPACITY???ACCESS?MODES???STORAGECLASS?????AGE www-web-0?????????Bound?????pvc-ecf003f3-828d-11e8-8815-000c29774d39???2G????????RWO??????????gluster-heketi???7m www-web-1?????????Bound?????pvc-0615e33e-828e-11e8-8815-000c29774d39???2G????????RWO??????????gluster-heketi???6m www-web-2?????????Bound?????pvc-43a97acf-828e-11e8-8815-000c29774d39???2G????????RWO??????????gluster-heketi???4m

概率總結(jié)

Statefulset的啟動順序：

匹配Pod name(網(wǎng)絡標識)的模式為：$(statefulset名稱)-$(序號)，比如上面的示例：web-0，web-1，web-2。

StatefulSet為每個Pod副本創(chuàng)建了一個DNS域名，這個域名的格式為： $(podname).(headless server name)

StatefulSet使用Headless服務來控制Pod的域名，這個域名的FQDN為：$(service name).$(namespace).svc.cluster.local，其中，“cluster.local”指的是集群的域名。

根據(jù)volumeClaimTemplates，為每個Pod創(chuàng)建一個pvc，pvc匹配模式為：(volume_name)-(pod_name)，如上面的volumeMounts.name=www, Pod name=web-[0-2],因此創(chuàng)建出來的PVC是www-web-0、www-web-1、www-web-2。

刪除Pod不會刪除其pvc，刪除pvc將自動釋放pv。

通常上面的示例發(fā)現(xiàn)：

有序部署：部署StatefulSet時，如果有多個Pod副本，它們會被順序地創(chuàng)建（從0到N-1）。

有序刪除：當Pod被刪除時，它們被終止的順序是從N-1到0。

有序擴展：當對Pod執(zhí)行擴展操作時，與部署一樣，它前面的Pod必須都處于Running和Ready狀態(tài)。

Statefulset Pod管理策略：

在v1.7以后，通過允許修改Pod排序策略，同時通過.spec.podManagementPolicy字段確保其身份的唯一性。

OrderedReady：?上述的啟停順序，默認設置。

Parallel：?告訴StatefulSet控制器并行啟動或終止所有Pod，并且在啟動或終止另一個Pod之前不等待前一個Pod變?yōu)镽unning and Ready或完全終止。

更新策略

在Kubernetes 1.7及更高版本中，通過.spec.updateStrategy字段允許配置或禁用Pod、labels、esource request/limits、annotations自動滾動更新功能。

OnDelete：通過.spec.updateStrategy.type 字段設置為OnDelete，StatefulSet控制器不會自動更新StatefulSet中的Pod。用戶必須手動刪除Pod，以使控制器創(chuàng)建新的Pod

RollingUpdate：通過.spec.updateStrategy.type 字段設置為RollingUpdate，實現(xiàn)了Pod的自動滾動更新，如果.spec.updateStrategy未指定，則此為默認策略。

StatefulSet控制器將刪除并重新創(chuàng)建StatefulSet中的每個Pod。它將以Pod終止（從最大序數(shù)到最小序數(shù)）的順序進行，一次更新每個Pod。在更新下一個Pod之前，必須等待這個Pod Running and Ready。

Partitions：通過指定 .spec.updateStrategy.rollingUpdate.partition 來對 RollingUpdate 更新策略進行分區(qū)，如果指定了分區(qū)，則當 StatefulSet 的 .spec.template 更新時，具有大于或等于分區(qū)序數(shù)的所有 Pod 將被更新。

具有小于分區(qū)的序數(shù)的所有 Pod 將不會被更新，即使刪除它們也將被重新創(chuàng)建。如果 StatefulSet 的 .spec.updateStrategy.rollingUpdate.partition 大于其 .spec.replicas，則其 .spec.template 的更新將不會傳播到 Pod。

云計算 K8S

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