一、StatefulSet理論知識

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1、StatefulSet Pod控制器特性

StatefulSet(簡寫sts)也是K8S集群中的一種Pod資源管理器，與deployment Pod控制器不同的是，StatefulSet用于管理無狀態(tài)程序，特性如下：

• 穩(wěn)定的網(wǎng)絡標識符：管理的Pod都擁有一個穩(wěn)定的網(wǎng)絡標識符?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡標識符進行訪問。
• 有序部署和擴展：StatefulSet會按照指定的順序逐個部署Pod，每個Pod都有一個唯一的序號，這個序號在整個生命周期中都不會改變。在擴展時，也會按照指定的順序逐個增加Pod。
• 穩(wěn)定的存儲：每個Pod都用一個獨立的持久卷存儲，比如NFS。
• 有狀態(tài)服務：StatefulSet適用于有狀態(tài)的服務，例如數(shù)據(jù)庫、緩存等，這些服務需要穩(wěn)定的網(wǎng)絡標識符和持久化存儲。

總之，StatefulSet提供了一種可靠的、有序的、有狀態(tài)的服務部署和擴展方式，適用于需要穩(wěn)定網(wǎng)絡標識符和持久化存儲的有狀態(tài)服務。

2、什么是有狀態(tài)服務和無狀態(tài)服務？

無狀態(tài)服務則是指不需要持久化存儲和狀態(tài)的服務，例如Web服務器、API服務器等。這些服務可以在任何節(jié)點上運行，因為它們不需要在不同節(jié)點之間共享數(shù)據(jù)，也不需要在節(jié)點故障時進行快速恢復。無狀態(tài)服務可以通過水平擴展來提高性能和可用性。

有狀態(tài)服務是指需要持久化存儲并且需要保持狀態(tài)的服務，例如數(shù)據(jù)庫、緩存等。這些服務需要在不同的節(jié)點之間保持數(shù)據(jù)同步，并且需要在節(jié)點故障時能夠快速恢復。

3、Deployment和StatefulSet區(qū)別

Deployment和StatefulSet是Kubernetes中常用的兩種控制器，它們的主要區(qū)別如下：

• Deployment是用于管理無狀態(tài)應用的控制器，而StatefulSet則是用于管理有狀態(tài)應用的控制器。

• Deployment可以創(chuàng)建多個Pod副本，這些Pod副本之間沒有任何順序關系，可以隨意調度和替換。而StatefulSet創(chuàng)建的Pod副本有固定的順序，每個Pod副本都有唯一的標識符，可以保證有狀態(tài)應用的數(shù)據(jù)持久性和穩(wěn)定性。

• Deployment可以進行滾動更新，即在更新過程中保持應用的可用性。而StatefulSet的更新過程需要手動控制，需要先刪除舊的Pod副本，再創(chuàng)建新的Pod副本，因此更新過程中會有一定的停機時間。

• Deployment可以使用RollingUpdate策略進行滾動更新，而StatefulSet則可以使用OnDelete和RollingUpdate兩種策略進行更新。

總之，Deployment適用于管理無狀態(tài)應用，而StatefulSet適用于管理有狀態(tài)應用。如果應用需要保證數(shù)據(jù)的持久性和穩(wěn)定性，建議使用StatefulSet。

二、案例：StatefulSet資源實戰(zhàn)演示

1、創(chuàng)建WEB站點并驗證StatefulSet特點

第一步：創(chuàng)建名為 sts-web-svc 的SVC ，用于創(chuàng)建statefulset資源時需要關聯(lián)service，YAML如下：

cat sts-web-svc.yaml 
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: sts-web-svc
spec:
  selector:
    app: web-nginx
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  clusterIP: None     # 設置無IP地址

創(chuàng)建 svc 資源：

kubectl apply -f sts-web-svc.yaml

查看創(chuàng)建的 svc 資源，如下圖可以看到創(chuàng)建的svc并沒有分配IP地址：

kubectl get svc sts-web-svc

第二步：創(chuàng)建statefulset資源

cat sts-web.yaml 
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: sts-web
  namespace: default
spec:
  serviceName: sts-web-svc  # 關聯(lián)SVC資源
  replicas: 2               # 副本數(shù)
  selector:
    matchLabels:            # 關聯(lián)具有app=web-nginx標簽的Pod
      app: web-nginx
  volumeClaimTemplates:        # 卷申請模板 
  - metadata:
      name: www                # 卷申請模板名稱
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"] # 訪問模式
      storageClassName: nfs          # 指定供應商,前提是需要存在此供應商
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi               # 存儲大小1G
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web-nginx
    spec:
      containers:
      - name: web-nginx
        image: nginx:1.18.0
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: www             # 指定卷申請模板名稱
          mountPath: /usr/share/nginx/html
        startupProbe:           # 啟動探測
          tcpSocket:
            port: 80

執(zhí)行 YAML ：

kubectl apply -f sts-web.yaml

第三步：特點測試

1、Pod都有一個唯一的序號：如下圖Pod名字有序

kubectl get pods -l app=web-nginx -o wide

刪除 sts-web-0，Pod后自動創(chuàng)建出來的Pod名稱不會改變

kubectl delete pod sts-web-0

2、Pod獨立持久卷存儲：查看PVC，自動生成兩個PVC，相互隔離

kubectl get pvc -l app=web-nginx
ls /data/nfs_pro|grep default-www-sts-web-*

3、穩(wěn)定的網(wǎng)絡標識符：我們使用busybox運行Pod，nslookup進行解析

kubectl run busybox --image docker.io/library/busybox:1.28 --rm -it busybox -- sh

2、StatefulSet滾動更新

滾動更新使用 spec.updateStrategy 字段定義，目前statefulset支持兩種更新策略如下：

• RollingUpdate：滾動更新
• OnDelete：不會自動更新，手動刪除Pod后進行更新

下面演示滾動更新：

第一步：創(chuàng)建并執(zhí)行statefulset資源

cat web-svc.yaml 
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web
spec:
  selector:
    app: web
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  clusterIP: None

創(chuàng)建statefulset，使用nginx:1.18 鏡像

cat web.yaml 
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
  namespace: default
spec:
  serviceName: web
  replicas: 5   
  selector:
    matchLabels:           
      app: web
  updateStrategy:
    rollingUpdate:
      maxUnavailable: 0 # 最多不可用Pod,0表示2個Pod可用 
      partition: 2      # 只更新序號大于等于partition值的Pod
  volumeClaimTemplates:       
  - metadata:
      name: web               
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"] 
      storageClassName: nfs          
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi               
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
      - name: web
        image: nginx:1.18.0    # 使用1.18.0版本鏡像
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: web           
          mountPath: /usr/share/nginx/html

執(zhí)行YAML文件

kubectl apply -f web-svc.yaml
kubectl apply -f web.yaml

第二步：更新使用 nginx:latest 鏡像

重新YAML 一下：

kubectl apply -f web.yaml

驗證：由于我們partition: 2 所以Pod不會全部更新，只會更新序號大于2的Pod，包括2

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-546466.html

三、總結

• statefulset管理的Pod名稱是有序的，刪除指定Pod后自動創(chuàng)建的Pod名稱不會改變。
• statefulset創(chuàng)建時必須指定server名稱，如果server沒有IP地址，則會對server進行DNS解析，找到對應的Pod域名。
• statefulset具有volumeclaimtemplate卷管理模板，創(chuàng)建出來的Pod都具有獨立卷，相互沒有影響。
• statefulset創(chuàng)建出來的Pod，擁有獨立域名，我們在指定訪問Pod資源時，可以使用域名指定，IP會發(fā)生改變，但是域名不會（域名組成：Pod名稱svc名稱.svc名稱空間.svc.cluster.local）

到了這里，關于【Kubernetes資源篇】StatefulSet無狀態(tài)服務管理入門實戰(zhàn)詳解的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！