K8S statefulset 详解

Posted 2020-11-22

概述

StatefulSet
????RC、Deployment、DaemonSet都是面向无状态的服务，它们所管理的Pod的IP、名字，启停顺序等都是随机的，而StatefulSet是什么？顾名思义，有状态的集合，管理所有有状态的服务，比如mysql、MongoDB集群等。
StatefulSet本质上是Deployment的一种变体，在v1.9版本中已成为GA版本，它为了解决有状态服务的问题，它所管理的Pod拥有固定的Pod名称，启停顺序，在StatefulSet中，Pod名字称为网络标识(hostname)，还必须要用到共享存储。
在Deployment中，与之对应的服务是service，而在StatefulSet中与之对应的headless service，headless service，即无头服务，与service的区别就是它没有Cluster IP，解析它的名称时将返回该Headless Service对应的全部Pod的Endpoint列表。
除此之外，StatefulSet在Headless Service的基础上又为StatefulSet控制的每个Pod副本创建了一个DNS域名，这个域名的格式为

   $(podname).(headless server name)   

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

StorageClass
????storageclass 是基于pv和pvc的扩展，可以帮助应用程序动态的创建pv和pvc，但是目前还不支持自动扩容。

以部署一个nginx为例子，Ceph的rbd磁盘为后端做列子

一.部署一个statefulset应用

rbac配置文件，这里为了防止出现权限的问题直接绑定了admin使用

kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: rbd-provision
  namespace: xuyong-test-storage
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: rbd-provisioner
  namespace: xuyong-test-storage
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
kind: ServiceAccount
apiVersion: v1
metadata:
  name: rbd-provisioner
  namespace: xuyong-test-storage

storage-class 配置文件

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: ceph-secret
  namespace: xuyong-test-storage
type: kubernetes.io/rbd
#type: kubernetes.io/rbd
data:
  key: ................
#上面的key填写，base64编码之后的真实的ceph的key，要不然会报错
---
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: rbd
  namespace: xuyong-test-storage
parameters:
##这里的id填写ceph的用户
  adminId: kubernetes-online
  adminSecretName: ceph-secret
  adminSecretNamespace: xuyong-test-storage
  imageFormat: "2"
  imagefeatures: layering
  monitors: saas-ceph.internal.weimob.com:6789
  pool: kubernetes-online
  userId: kubernetes-online
  userSecretName: ceph-secret
  userSecretNamespace: xuyong-test-storage
#类型默认
provisioner: kubernetes.io/rbd
reclaimPolicy: Delete

statefulset配置文件

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  namespace: xuyong-test-storage
  labels:
    app: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
  namespace: xuyong-test-storage
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx # has to match .spec.template.metadata.labels
  serviceName: "nginx"  #声明它属于哪个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: ccr.ccs.tencentyun.com/weimob-public/nginx:1.16-centos7
        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: "rbd"  #存储类名，改为集群中已存在的
      resources:
        requests:
          storage: 50Gi

注:rbd模式accessModes只支持 ReadWriteOnce和ReadonlyMany,且上面的service必须指定clusterip:none ，要不然会有问题。
查看效果:

排坑:

1.ecret的key必须base64编码
2.如果出现rbac问题，执行上面的rbac的文件
3.如果出现cpeh is not in $PATH这样的报错，这个是因为一个镜像拉不到，可以本地部署，使用本地部署的镜像，或者***拉镜像。
4.ceph-common的版本要同你服务器端使用的版本一致。

---

二.扩容磁盘

参考文档:https://www.520mwx.com/view/21456

由于statefulset默认不支持磁盘的扩容，所以需要利用ceph的接口来扩容磁盘，实施步骤如下:

1.查看pv对应的rbd image

[root@sh-saas-k8s1-master-pl-01 ceph-statefulset]# kubectl get pv pvc-ccb2ce5f-97e6-11e9-ac4b-52540006de2d -n=xuyong-test-storage -o yaml |grep image
image: kubernetes-dynamic-pvc-ccb7c9b1-97e6-11e9-be31-0a580afb018c

2.直接连接ceph需改rbd块大小

rbd resize --image kubernetes-dynamic-pvc-ccb7c9b1-97e6-11e9-be31-0a580afb018c --size 100000

3.找到pod所在的node节点，然后重新探测磁盘

blockdev --getsize64 /dev/rbd0
resize2fs /dev/rbd0

4.然后登入pod查看就能发现对应的磁盘大小已经被更改了

注：这个方法可以更改磁盘大小，但是pv和pvc还有storage-class的数据显示是假的，而且当是多个实例的时候，只能一个个改，比较麻烦。