Kubernetes服务之StatefulSets简介
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Kubernetes服务之StatefulSets简介
BookShu 发表于6个月前
Kubernetes服务之StatefulSets简介
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StatefulSets在v1.5时还是个beta特性,它取代了v1.4的PetSets特性。PetSets的用户可以参考v1.5的升级指导,将正在运行的PeetSets升级到StatefulSets。
  StatefulSet是一个给Pod提供唯一标志的控制器,它可以保证部署和扩展的顺序。

使用StatefulSet

  当应用有以下任意要求时,StatefulSet的价值就体现出来了。
   ● 稳定的、唯一的网络标识。
   ● 稳定的、持久化的存储。
   ● 有序的、优雅的部署和扩展。
   ● 有序的、优雅的删除和停止。
  上面提到的点中,在Pod调度时,稳定性和持久化是同一个意思。如果一个应用不需要任何稳定的标识或顺序的部署、删除和扩展,那么你应该使用提供无状态备份的控制器来部署你的应用。诸如Deployment或者ReplicaSet可能更适合你的无状态服务需求。

限制

   ● StatefulSet还是beta版本,Kubernetes v1.5之前不可用。
   ● 和所有的alpha/beta资源一样,可以将--runtime-config选项传递给apiserver,来禁止StatefulSet。
   ● 给定Pod的存储必须是:基于请求存储等级(Storage Class)的PersistentVolume Provisioner,或者是由管理员预先配置。
   ● 删除和(或)减少StatefulSet副本,不会删除StatefulSet相关的卷。这样做是为了保证数据安全,比自动的清除StatefulSet相关资源更有价值。    ● 当前StatefulSet需要Headless服务来负责Pod的网络一致性。你需要创建该服务。
   ● 当前,更新已经存在的StatefulSet需要手动执行

组件

  下面的示例演示了StatefulSet的组件。
   ● 一个Headless服务,名为nginx,用来控制网络域。
   ● StatefulSet,名为web,在同一个Pod中起3个nginx容器的副本。
   ● volumeClaimTemplates使用PV供应商的PV来提供稳定的存储。

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
---
apiVersion: apps/v1beta1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  serviceName: "nginx"
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      terminationGracePeriodSeconds: 10
      containers:
      - name: nginx
        image: gcr.io/google_containers/nginx-slim:0.8
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: www
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: www
      annotations:
        volume.beta.kubernetes.io/storage-class: anything
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

Pod一致性

  StatefulSet Pod有着唯一的一致性,该一致性包含次序(启动和停止次序)、稳定的网络一致性,和稳定的网络。该一致性和Pod紧密相关,无论Pod被调度到哪个node节点上。

次序索引

  对于有N个副本的StatefulSet,StatefulSet的每个Pod都被分配了一个数字序号,序号在[0,N)的范围内,并且在Set中是唯一的。

稳定的网络ID

  StatefulSet中每个Pod都从StatefulSet的名称和Pod的序号派生其主机名。组成的hostname的模式为$(statefulset名称)-$(序号)。上面的例子会创建名为web-0,web-1,web-2。StatefulSet可以以使用Headless服务来控制Pod的域,这个域使用的格式为:$(service name).$(namespace).svc.cluster.local,其中,“cluster.local”指的是集群域。Pod被创建后,每个Pod都会得到一个匹配的DNS子域,格式为$(podname).$(governing service domain),其中的“governing service”是在StatefulSet中通过serviceName字段来定义的。
  这里有几个示例,可以展示StatefulSet的Pod的DNS组成。

| 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}|   注意:除非另外的配置,集群域就会被设置为cluster.local

稳定的存储

  Kubernetes为每个VolumeClaimTemplate创建一个PV。在上面的nginx例子中,每个Pod会得到一个PV,该PV的存储等级(storagee class)为anything,大小为1Gb。当Pod被调度到其他node节点上时,volumeMounts会重新映射对应的PVC。注意,当Pod或者StatefulSet被删除时,对应的PV和PVC不会被删除,这个删除操作必须手动来执行。

部署和扩展

   ● 对于拥有N个拷贝的StatefulSet,当部署Pod时,它们会被顺序地创建(从0到N-1)。
   ● 当Pod被删除时,它们被终止的顺序是从N-1到0。
   ● 当对Pod执行扩展操作时,它前面的Pod必须都处于Running和Ready状态。
   ● 当Pod被终止时,它所有的successors都必须被完全地关闭。
  不应该将StatefulSet的pod.Spec.TerminationGracePeriodSeconds值设置为0,因为该操作不安全,强烈不建议使用。若需要更深层次的解释,请参考强制删除StatefulSet Pod
  当创建了上面的nginx示例后,会按顺序部署三个Pod,名字依次为web-0、web-1和web-2。web--1在web-0变为Running and Ready之后才会再部署,同理,web-2也会等web-1变为Running and Ready状态后才部署。如果在web-1变为Running and Ready之后,但web-2还没有启动之前,此时web-0运行失败了,那么直到web-0再次成功启动并变为Running and Ready之前,web-2都不会启动。
  如果用户希望改变上面例子中Pod的个数,比如修改replicas=1,那么web-2首先被终止。直到web-2完全被关闭和删除后,web-1才会被终止。如果在web-2被终止和完全关闭后,但web-1还没有被终止之前,此时web-0运行出错了,那么直到web-0再次变为Running and Ready状态之后,web-1才会被终止。

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