九. k8s--statefulset控制器

目录

• 为什么要用statefulset控制器
• statefulset控制器应用
  • statefulset要满足一下几点
  • statefulset组成
  • 创建一个statefulset
  • 扩容和缩容
  • statefulset管理pod的启停顺序
  • statefulset管理策略
  • statefulSet的更新策略:
    • 金丝雀更新
    • 暂存更新操作
    • 使用go-template自定义资源输出信息
• 参考链接

为什么要用statefulset控制器

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

statefulset控制器应用

statefulset要满足一下几点

• 稳定且唯一的网络标识符；

  如: Redis集群, 在Redis集群中，它是通过槽位来存储数据的，假如:第一个节点是0~1000,第二个节点是1001~2000,第三个节点2001~3000...等等，这就使得Redis集群中每个节点要通过ID来标识自己，如: 第二个节点宕机了，重建后它必须还叫第二个节点，或者说第二个节点叫R2，它必须还叫R2，这样在获取1001~2000槽位的数据时，才能找到数据，否则Redis集群将无法找到这段数据。

• 稳定且持久的存储

• 有序、平滑的部署和扩展

  如 MySQL集群,要先启动主节点, 若从节点没有要求,则可一起启动,若从节点有启动顺序要求，可先启动第一个从节点，接着第二从节点等；这个过程就是有顺序，平滑安全的启动。

• 有序、平滑的终止和删除

  即: 我们先终止从节点,若从节点是有启动顺序的，那么关闭时，也要按照逆序终止，即启动时是从S1~S4以此启动，则关闭时，则是先关闭S4,然后时S3，依次关闭，最后在关闭主节点。

• 有序的滚动更新

  MySQL在更新时，应该先更新从节点，全部的从节点都更新完了，最后在更新主节点，因为新版本一般可兼容老版本，但是一定要注意，若新版本不兼容老版本就很很麻烦

statefulset组成

• Headless Service 用于定义网络标识（DNS）
• volumeClaimTemplates 用于创建PV
• StatefulSet 用于定义具体应用

创建一个statefulset

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-sts
  labels:
    app: myapp-sts
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: "None"
  selector:
    app: myapp-pod
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: myapp
spec:
  serviceName: myapp-sts #声明它属于哪个Headless Service.
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp-pod
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: ikubernetes/myapp:v1
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: myappdata
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: myappdata
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      #storageClassName: "rook-ceph-block"
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

可以正确解析到ip

[root@master statfulset]# nslookup myapp-1.myapp-sts.default.svc.cluster.local 10.96.0.10
Server:         10.96.0.10
Address:        10.96.0.10#53

Name:   myapp-1.myapp-sts.default.svc.cluster.local
Address: 10.244.1.30

[root@master statfulset]# nslookup myapp-0.myapp-sts.default.svc.cluster.local 10.96.0.10
Server:         10.96.0.10
Address:        10.96.0.10#53

Name:   myapp-0.myapp-sts.default.svc.cluster.local
Address: 10.244.1.29

扩容和缩容

#扩容至三个pod
kubectl scale sts myapp --replicas=3
#然后重新缩容至两个pod
kubectl scale sts myapp --replicas=2

扩容当中出现了一个问题, 新创建的pod处于pending状态, describe看到是mount的问题, 原来是之前pod挂载的pv变成了released状态, 并没有变成available状态, 经过查找发现最关键的是PV的spec.claimRef字段，该字段记录着原来PVC的绑定信息，删除绑定信息，即可重新释放PV从而达到Available。

statefulset管理pod的启停顺序

• 有序部署：部署StatefulSet时，如果有多个Pod副本，它们会被顺序地创建（从0到N-1）并且，在下一个Pod运行之前所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态。
• 有序删除：当Pod被删除时，它们被终止的顺序是从N-1到0。
• 有序扩展：当对Pod执行扩展操作时，与部署一样，它前面的Pod必须都处于Running和Ready状态

statefulset管理策略

• OrderedReady：上述的启停顺序，默认设置。

  spec:
    podManagementPolicy: OrderedReady
  

• Parallel：告诉StatefulSet控制器并行启动或终止所有Pod，并且在启动或终止另一个Pod之前不等待前一个Pod变为Running and Ready或完全终止。

  spec:
    podManagementPolicy: Parallel
  

statefulSet的更新策略:

kubectl explain sts.spec.updateStrategy.rollingUpdate

partition: 这种更新策略的含义是, 若当前statefulSet的副本数为5个，则Pod名为pod-0~pod-4，那么此时定义partition=4, 就意味着我要更新大于等于4的Pod，而只有pod-4的ID 4 是大于等于4的，所以只有pod-4会被更新，其它不会，这就是金丝雀更新。若后期发现pod-4更新后，工作一切正常，那么就可以调整partition=0，这样只要大于等于0的pod ID都将被更新。

金丝雀更新

修改滚动更新策略，查看效果

kubectl patch sts myapp -p '{"spec":{"updateStrategy":{"rollingUpdate":{"partition":2}}}}'

#修改statefulset的image
kubectl set image sts/myapp myapp=ikubernetes/myapp:v2

#查看已经修改成功了
[root@master statfulset]# kubectl get sts myapp -o wide
NAME    READY   AGE   CONTAINERS   IMAGES
myapp   4/4     16h   myapp        ikubernetes/myapp:v2

因为策略写的是从第二个容器开始更新

通过命令kubectl get pod myapp-1 -o yaml可以看到2之前的image没有改变

通过命令kubectl get pod myapp-2 -o yaml可以看到2之后的image都已经改变了

#再重新把partition改为0, 则把之前的pod的image都修改生效了
kubectl patch sts myapp -p '{"spec":{"updateStrategy":{"rollingUpdate":{"partition":0}}}}'

这种方式就可以模拟金丝雀发布

[root@master statfulset]# kubectl get pods -l app=myapp-pod -o custom-columns=NAME:metadata.name,IMAGE:spec.containers[0].image
NAME      IMAGE
myapp-0   ikubernetes/myapp:v2
myapp-1   ikubernetes/myapp:v2
myapp-2   ikubernetes/myapp:v2
myapp-3   ikubernetes/myapp:v2

暂存更新操作

分区更新操作
将spec.updateStrategy.rollingUpdate.partition设置为Pod副本数量时，即意味着所有Pod资源都不会处于可直接更新的分区内,直到partition小于Pod数时，才会开始更新

此时，即便删除某Pod，也会按旧版本进行重建，即暂存状态的更新对所有Pod资源均不产生影响

使用go-template自定义资源输出信息

kubectl get pod myapp-1 -o go-template --template='{{.status.podIP}}'

[root@master statfulset]# kubectl get pod myapp-1 -o go-template --template='{{range .spec.containers}}{{.image}}{{end}}'
ikubernetes/myapp:v2

因为这里查看containers的image信息是一个列表信息, 所以要用到range

关于更多的go-template的使用方法, 可以参考这位老哥写的博客: https://www.bbsmax.com/A/gAJGgjX3JZ/

参考链接

https://www.cnblogs.com/wn1m/p/11289079.html

https://www.cnblogs.com/tylerzhou/p/11027559.html

https://www.cnblogs.com/xzkzzz/p/9871837.html

https://pdf.us/2019/03/15/3013.html