通过StatefulSet部署有状态服务应用实现方式

先总结后详解：

具有固定的网络标识，如主机名、域名等
支持持久化存储
可以按顺序部署和扩展
可以按顺序终止和删除
滚动升级也是按照一定顺序

StatefulSet的基本概念：

StatefulSet主要用于管理有状态的应用程序的工作负载的API对象。比如生产中的Elastic Search集群、MongoDB集群、Kafka集群、Reids集群、Zookeeper集群等。。。

与Deployment相似的是，StatefulSet也同样管理着基本相同容器规范的Pod。不同的是，StatefulSet为每个Pod维护了一个粘性标识。

这些Pod是根据相同的规范创建的，但是不可互换，每个Pod都有一个持久的标识符，在重新调度时也会保留，一般格式为StatefulSetName-Number。

比如定义一个Redis-Sentinel的StatefulSet，指定三个副本，就会依次创建名为Redis-Sentinel-0、Redis-Sentinel-1、Redis-Sentinel-2的三个副本。而StatefulSet的Pod的Service一般使用Headless Service（无头服务）进行通信。

Headless的格式为一般为：

statefulSetName-{0..N-1}.serviceName.namespace.svc.cluster.local

statefulSetName：StatefulSet的名称
{0…N-1}：名称后面的序号
serviceName：Headless Service的名称
namespace：服务所在的命名空间
cluster.local：Cluster Daemon（集群域）

StatefulSet用于有以下一条或多条需求的应用程序：

需要稳定的独一无二的网络标识符
需要持久化数据
需要有序的、优雅的部署和扩展
需要有序的自动滚动更新

如果都不需要，那应该使用Deployment部署。

示例：定义一个StatefulSet资源

创建一个nginx的StatefulSet作为示范：这个yaml启动两个副本，使用nginx镜像，注意service一定要存在。

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:
serviceName: \”nginx\”
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
– name: nginx
image: nginx:1.18.0
ports:
– containerPort: 80
name: web

使用kubectl创建一下：可以看到service和statefulset副本都创建了

[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f nginx-sts.yaml
service/nginx created
statefulset.apps/web created

查看Pod：可以看到副本的名称是按序号从0开始的

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
busybox 1/1 Running 17 (50m ago) 7d18h
web-0 1/1 Running 0 74s
web-1 1/1 Running 0 73s

查看service：可以看到nginx的service是没有CLUSTER-IP的

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 7d21h
nginx ClusterIP None <none> 80/TCP 2m43s

扩容副本：可以看到与deployment不同的是，新生成的Pod名称序号是有规律的

[root@k8s-master01 ~]# kubectl scale –replicas=3 sts web
statefulset.apps/web scaled
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
busybox 1/1 Running 17 (55m ago) 7d18h
web-0 1/1 Running 0 6m30s
web-1 1/1 Running 0 6m29s
web-2 0/1 ContainerCreating 0 28s

测试访问一下是否可以通信：可以看到网络是通的，IP直接解析到172.18.195.18上，也就是Pod的IP而不用通过一层service代理。

[root@k8s-master01 ~]# kubectl exec -ti busybox — sh
/ # nslookup web-0.nginx
Server: 10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
Name: web-0.nginx
Address 1: 172.18.195.18 web-0.nginx.default.svc.cluster.local
/ # ping web-0.nginx
PING web-0.nginx (172.18.195.18): 56 data bytes
64 bytes from 172.18.195.18: seq=0 ttl=62 time=1.020 ms
64 bytes from 172.18.195.18: seq=1 ttl=62 time=0.860 ms
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
busybox 1/1 Running 18 (28s ago) 7d18h 172.27.14.193 k8s-node02 <none> <none>
web-0 1/1 Running 0 11m 172.18.195.18 k8s-master03 <none> <none>
web-1 1/1 Running 0 11m 172.25.92.78 k8s-master02 <none> <none>
web-2 1/1 Running 0 5m9s 172.25.244.199 k8s-master01 <none> <none>