Kubernetes中StatefulSet介绍
StatefulSet 是Kubernetes1.9版本中稳定的特性.
一、StatefulSet 是什么
StatefulSet是Kubernetes提供的管理有状态应用的负载管理控制器API。在Pods管理的基础上，保证Pods的顺序和一致性。与Deployment一样，StatefulSet也是使用容器的Spec来创建Pod，与之不同StatefulSet创建的Pods在生命周期中会保持持久的标记（例如Pod Name）。
StatefulSet适用于具有以下特点的应用：
- 具有固定的网络标记（主机名）
- 具有持久化存储
- 需要按顺序部署和扩展
- 需要按顺序终止及删除
- 需要按顺序滚动更新
二、StatefulSet 创建
举例创建一个nginx应用，ss-nginx.yml
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: docker.io/nginx
ports:
- containerPort: 80
name: web
volumeMounts:
- name: www
mountPath: /usr/share/nginx/html
volumeClaimTemplates:
- metadata:
name: www
spec:
accessModes: ["ReadWriteOnce"]
volumeMode: Filesystem
resources:
requests:
storage: 50Mi
storageClassName: local-storage
StatefulSet创建顺序是从0到N-1，终止顺序则是相反。如果需要对StatefulSet扩容，则之前的N个Pod必须已经存在。如果要终止一个Pod，则它的后序Pod必须全部终止。
在Kubernetes 1.7版本后，放松了顺序的保证策略，对应的参数为 .spec.podManagementPolicy
执行创建命令，并且观察对象是否正常创建。
[root@devops-101 ~]# kubectl create -f ss-nginx.yml
service "nginx" created
statefulset "web" created
[root@devops-101 ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 9d
nginx ClusterIP None <none> 80/TCP 1d
[root@devops-101 ~]# kubectl get statefulset
NAME DESIRED CURRENT AGE
web 2 2 1d
看一下Pod是否是有顺序的
[root@devops-101 ~]# kubectl get pods -l app=nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
web-0 1/1 Running 0 11m
web-1 1/1 Running 0 11m
根据Pod的顺序，每个Pod拥有对应的主机名，在Pod中执行hostname命令确认下。
[root@devops-101 ~]# for i in 0 1; do kubectl exec web-$i -- sh -c 'hostname'; done
web-0
web-1 使用带有nslookup命令的busybox镜像启动一个Pod，检查集群内的DNS地址设置。
三、扩缩容
将Pod实例扩充到5个。
[root@devops-101 ~]# kubectl scale sts web --replicas=5
statefulset.apps/web scaled
[root@devops-101 ~]# kubectl get pods -w
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
web-0 1/1 Running 0 5m
web-1 1/1 Running 0 5m
web-2 0/1 Pending 0 1s
web-2 0/1 Pending 0 1s 因为我的集群PV不是动态供给的，所以扩容停留在等待PV的阶段，本文要按照后面的办法手工创建相应的PV。
将实例减少到2个。
[root@devops-101 ~]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
web-0 1/1 Running 0 24m
web-1 1/1 Running 0 23m
web-2 1/1 Running 0 18m
web-3 1/1 Running 0 10m
web-4 1/1 Running 0 6m
[root@devops-101 ~]# kubectl patch sts web -p '{"spec":{"replicas":2}}'
statefulset.apps/web patched
四、更新策略
4.1 滚动更新
默认的更新策略，以相反的顺序依次更新Pod
4.2 Partition 4.3 金丝雀发布 Canary 金丝雀发布。
五、删除 StatefulSet
StatefulSet支持级连删除和非级连删除，在非级连删除模式下，仅删除StatefulSet不删除Pod，级连删除则全部删除。
非级连删除StatefulSet后，如果删除Pod，就不会重新拉起原来的Pod，而是新建一个Pod。但是如果重新创建StatefulSet，则会对现有的Pod按照规则进行重新整理。
一些分布式系统，并不希望按照顺序来管理启停Pod，因此在1.7版本之后，提供了.spec.podManagementPolicy这个参数，默认为OrderedReady，可以设置为Parallel,这样Pod的创建就不必等待，而是会同时创建、同时删除。
六、其他
提前创建PV及PVC。PV的创建脚本如下：
kind: List
apiVersion: v1
items:
- apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: es-storage-pv-01
spec:
capacity:
storage: 100Mi
volumeMode: Filesystem
accessModes: ["ReadWriteOnce"]
persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
storageClassName: local-storage
local:
path: /home/es
nodeAffinity:
required:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: kubernetes.io/hostname
operator: In
values:
- devops-102
- devops-103
- apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: es-storage-pv-02
spec:
capacity:
storage: 100Mi
volumeMode: Filesystem
accessModes: ["ReadWriteOnce"]
persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
storageClassName: local-storage
local:
path: /home/es01
nodeAffinity:
required:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: kubernetes.io/hostname
operator: In
values:
- devops-102
- devops-103
