Kubernetes进阶之StatefulSet有状态部署

statefulset

statefulset主要是用来部署有状态应用

无状态应用

我们原来使用deployment，部署的都是无状态的应用，那什么是无状态应用？

• 认为Pod都是一样的
• 没有顺序要求
• 不考虑应用在哪个node上运行
• 能够进行随意伸缩和扩展

有状态应用

上述的因素都需要考虑到

• 让每个Pod独立的
• 让每个Pod独立的，保持Pod启动顺序和唯一性
• 唯一的网络标识符，持久存储
• 有序，比如mysql中的主从

部署有状态应用

无头service， ClusterIp：none

这里就需要使用 StatefulSet部署有状态应用

statefulSet是一个控制器，与Deployment存在的原则一样，都是部署应用的，而Statefulset它主要是部署有状态应用的，而deployment是部署无状态应用的

Headless Service 其实和service差不多，这不过定义的这个叫无头服务，它们之间唯一的区别就是将Cluster ip 设置为了none，不会帮你配置ip

[root@k8s-master demo]# mkdir headless-service
[root@k8s-master demo]# cd headless-service/
[root@k8s-master headless-service]# vim headless-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376

[root@k8s-master headless-service]# kubectl create -f headless-svc.yaml 
service/my-service created
[root@k8s-master headless-service]# kubectl get svc

kubernetes   ClusterIP   10.1.0.1      <none>        443/TCP        23h
my-service   ClusterIP   None          <none>        80/TCP         6s
service      NodePort    10.1.207.32   <none>        80:30963/TCP   87m
zhao         ClusterIP   10.1.75.232   <none>        80/TCP         9m1s
zhaocheng    ClusterIP   10.1.27.206   <none>        80/TCP         10m

这里有状态的约定，肯定不是简简单单通过名称来进行约定，而是更加复杂的操作

• deployment：是有身份的，有唯一标识
• statefulset：根据主机名 + 按照一定规则生成域名

每个pod有唯一的主机名，并且有唯一的域名

• 格式：主机名称.service名称.名称空间.svc.cluster.local
• 举例：nginx-statefulset-0.default.svc.cluster.local

怎么去访问？我们给它定义一个标识
创建完之后会有这个标识符，它会使用这个DNS来解析这个名称，来相互的访问，headless就不会通过ip去访问了，必须通过名称去访问，

[root@k8s-master headless-service]# vim statefulset.yaml
apiVersion: apps/v1beta1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: nginx-statefulset
  namespace: default
spec:
  serviceName: my-service
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        ports:
        - containerPort: 80

[root@k8s-master headless-service]# kubectl apply -f statefulset.yaml 
[root@k8s-master headless-service]# kubectl get pod

my-pod                                   1/1     Running   0          3h50m
nfs-744d977b46-dh9xj                     1/1     Running   0          22h
nfs-744d977b46-kcx6h                     1/1     Running   0          22h
nfs-744d977b46-wqhc6                     1/1     Running   0          22h
nfs-client-provisioner  1/1     Running   0          4h
nginx-797db8dc57-tdd5s                   1/1     Running   0          100m
nginx-statefulset-0                      1/1     Running   0          73s
nginx-statefulset-1                      1/1     Running   0          46s
nginx-statefulset-2                      1/1     Running   0          24s

这里的statfulset的 serviceName: my-service字段要关联起来，这样才能去基于名称去访问
可以通过busybox测试工具通过nslookup去测试解析。解析我们的my-service就能解析到
这里会分配一个名称，这个my-service和这个编号是永久的，可以通过这个名称访问pod
要是mysql主从的话就可以通过访问这个标签来连接我们从库的状态，这个是维护的网络状态
然后再来看一下存储状态

官方文档这个实例
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/statefulset/
这个其实我们也是部署一个nginx,使用的headless,ClusterIP为none,然后用headless来维护statefulset起得pod网络id为1，以 volumeClaimTemplates:来维护pod独立的一个存储

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: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: www
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: www
spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "managed-nfs-storage"
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

这是我们的存储要写我们nfs的名称
managed-nfs-storage

[root@k8s-master headless-service]# kubectl get sc

managed-nfs-storage   fuseim.pri/ifs   22h

这里会给我们自动创建pv，并挂载到我们的NFS上

[root@k8s-master headless-service]# kubectl get pod

my-pod                                   1/1     Running            0          6h4m
nfs                     1/1     Running            0          24h
nfs                    1/1     Running            0          24h
nfs                     1/1     Running            0          24h
nfs-client-provisioner-fbc  1/1     Running            0          6h23m
nginx-797db8dc57-tdd5s                   1/1     Running            0          3h54m
nginx-a1-6d5fd7b8dd-w647x                1/1     Running            0          3m28s
nginx-statefulset-0                      1/1     Running            0          135m
nginx-statefulset-1                      1/1     Running            0          135m
nginx-statefulset-2                      1/1     Running            0          134m
web-0                                    1/1     Running            0          3
web-1                                    1/1     Running            0          85s
web-2                                    1/1     Running            0          57s
[root@k8s-master headless-service]# kubectl get pv

pvc-06  1Gi        RWO            Delete           Bound    default/www-web-2   managed-nfs-storage            63s
pvc-4f   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/www-web-0   managed-nfs-storage            6m3s
pvc-a2   5Gi        RWX            Delete           Bound    default/my-pvc      managed-nfs-storage            6h4m
pvc-bc 1Gi        RWO            Delete           Bound    default/www-web-1   managed-nfs-storage           

headless保证它的网络，statefulset存储模版来保证每个pod存储的唯一性，这样才解决了有状态应用的两大痛点