kubernetes基础 – 管理有状态服务

statefulset区别于deployment有两个最重要的特性：有序性，固定性。

适用的场景

StatefulSets 对于需要满足以下一个或多个需求的应用程序很有价值：

• 稳定的、唯一的网络标识符
• 稳定的、持久的存储
• 有序的、优雅的部署和缩放
• 有序的、自动的滚动更新

限制

• pod的持久化存储基于pvc和pv。
• 为保证数据安全，删除或者收缩statefulset并不会自动删除它关联的存储卷。
• 需要手动创建无头服务使pod的dns可解析。
• 删除 statefulset时，并不按照有序性执行，要求有序的话，可以在删除之前将 statefulset 缩放为 0。
• 默认pod管理策略(OrderedReady) 时使用滚动更新，有可能会有更新终止，需要人为修复的状况。

有序性：

• 每个pod都有一个序号
• 部署时和扩容时根据序号递增依次启动新pod
• 缩容时依次根据序号递减依次删除pod

固定标识

statefulset在创建pod的时候会为每个pod分配下面几个固定的标识。

固定网络标识

pod的名称和pod的主机名是根据statefulset的名称和当前pod的序号组成的：$(statefulset-name)-$(ordinal)。dns解析需要无头服务。

规则

Cluster Domain	Service (ns/name)	StatefulSet (ns/name)	StatefulSet Domain	Pod DNS	Pod Hostname
cluster.local	default/nginx	default/web	nginx.default.svc.cluster.local	web-{0..N-1}.nginx.default.svc.cluster.local	web-{0..N-1}
cluster.local	foo/nginx	foo/web	nginx.foo.svc.cluster.local	web-{0..N-1}.nginx.foo.svc.cluster.local	web-{0..N-1}
kube.local	foo/nginx	foo/web	nginx.foo.svc.kube.local	web-{0..N-1}.nginx.foo.svc.kube.local	web-{0..N-1}

固定存储

pvc名称规则：$(tpl-metadata.name)-$(podname)

pod标签

每个pod标签里会自动加一个 statefulset.kubernetes.io/pod-name 方便针对单个pod创建service。

pod管理策略

对于部署，扩缩容和更新时的并行度设置。

• OrderedReady（依次）
• Parallel（并行，只影响扩缩操作，对更新策略不生效）

更新策略

• 手动（需要手动删除pod）
• 滚动更新（自动更新）
  • 分区（只更新指定序号以及后面的）

强制回滚

因意外滚动更新失败时，在回滚后需要手动删除失败的pod以便回滚流程执行。

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"
  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:
  - metadata:
      name: www
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "my-storage-class"
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

操作：

• 创建statefulset
• 删除statefulset
• 扩缩statefulset
• 更新statefulset
• 回滚statefulset

链接

概念：https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/statefulset/

参考：https://kubernetes.io/docs/reference/kubernetes-api/workload-resources/stateful-set-v1/