k8sKubernetes存储之 StatefulSet 控制器通过 Headless Service 管理Pod

Posted 2022-12-06 dezasseis

一、StatefulSet 控制器简介

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• StatefulSet 是用来管理有状态应用的工作负载 API 对象。

• StatefulSet 用来管理 Deployment 和扩展一组 Pod，并且能为这些 Pod 提供序号和唯一性保证。

• 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。
  有序的部署和缩放。
  有序的、自动的滚动更新。

• 和 Deployment 相同的是，StatefulSet 管理了基于相同容器定义的一组 Pod。但和 Deployment不同的是，StatefulSet 为它们的每个 Pod 维护了一个固定的 ID。这些 Pod是基于相同的声明来创建的，但是不能相互替换：无论怎么调度，每个 Pod 都有一个永久不变的 ID。

• StatefulSet给所有的Pod进行了编号，编号规则是：$(statefulset名称)-$(序号)，从0开始。

• 删除或者收缩 StatefulSet 并不会删除它关联的存储卷。这样做是为了保证数据安全，它通常比自动清除 StatefulSet
  所有相关的资源更有价值。

• 当删除 StatefulSets 时，StatefulSet 不提供任何终止 Pod 的保证。为了实现 StatefulSet 中的Pod 可以有序的终止，可以在删除之前将 StatefulSet 缩放为 0。

• 删除或者收缩 StatefulSet 并不会删除它关联的存储卷,这样做是为了保证数据安全。

• Pod被删除后重建，重建Pod的网络标识也不会改变,Pod的拓扑状态按照Pod的“名字+编号”的方式固定下来,并且为每个Pod提供了一个固定且唯一的访问入口,即Pod对应的DNS记录，同时重建时保证每个pod挂载到原来的卷上。

• StatefulSet将应用状态抽象成了两种情况：
  拓扑状态：应用实例必须按照某种顺序启动。新创建的Pod必须和原来Pod的网络标识一样
  存储状态：应用的多个实例分别绑定了不同存储数据。

二、创建无存储 StatefulSet

01_创建 Headless service

vim service.yml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
 name: nginx-svc
 labels:
  app: nginx
spec:
 ports:
 - port: 80
   name: web
 clusterIP: None
 selector:
  app: nginx

02_创建StatefulSet

• 指定服务为创建的无头服务：nginx-svc

特点：

• 指定StatefulSet名称为 web，pod命名自动为 web-数字编号
• 发现名称根据副本个数依次排序，从 0 开始：web-0，web-1，web-2，web-3…
• 上一个pod处于 Running和Ready 后再去创建下一个pod
• 名称是它们的唯一标识
  vim pod.yml

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
 name: web
spec:
 serviceName: "nginx-svc"
 replicas: 2
 selector:
  matchLabels:
   app: nginx
 template:
  metadata:
   labels:
    app: nginx
  spec:
   containers:
   - name: nginx
     image: myapp:v1
     ports:
     - containerPort: 80
       name: web

03_测试

检查pod在集群内部的地址： headless service 的 CNAME 指向 SRV 记录（记录每个 Running 和 Ready 状态的 Pod）。SRV 记录指向一个包含 Pod IP 地址的记录表项。

删除StatefulSet并重建，检查集群内部IP： 发现Pod 的序号、主机名、SRV 条目和记录名称没有改变，但和 Pod 相关联的 IP 地址发生了改变。