本文为您介绍有状态服务-StatefulSet的常见使用场景及方法。

背景信息

有状态服务-StatefulSet的应用场景:
  • 稳定的部署次序:有序部署或扩展,需要根据定义的顺序依次进行(即从0到N-1,在下一个Pod运行之前,所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态)。
  • 稳定的扩展次序:有序收缩或删除,需要根据定义的顺序依次进行(即从N-1到0,在下一个Pod运行之前,所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态)。
  • 稳定的网络标志:Pod重新调度后其PodName和HostName不变。
  • 稳定的持久化存储:基于PVC,Pod重新调度后仍能访问到相同的持久化数据。

有状态服务-StatefulSet的使用方式:

通过volumeClaimTemplates自动创建PVC及PV。

文本将介绍:
  • 创建StatefulSet服务
  • 伸缩StatefulSet服务
  • 删除StatefulSet服务
  • StatefulSet服务的持久化存储

前提条件

部署StatefulSet服务

说明 volumeClaimTemplates:表示一类PVC的模板,系统会根据有状态服务-StatefulSet配置的replicas数量,创建相应数量的PVC。这些PVC除了名字不一样之外其他配置都是一样的。
  1. 创建statefulset.yaml文件。
    说明 storageClassName配置为 alicloud-disk-ssd,表示使用的是阿里SSD类型的云盘。
    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: nginx
      labels:
        app: nginx
    spec:
      ports:
      - port: 80
        name: web
      clusterIP: None
      selector:
        app: nginx
    ---
    apiVersion: apps/v1beta2
    kind: StatefulSet
    metadata:
      name: web
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: nginx
      serviceName: "nginx"
      replicas: 2
      template:
        metadata:
          labels:
            app: nginx
        spec:
          containers:
          - name: nginx
            image: nginx
            ports:
            - containerPort: 80
              name: web
            volumeMounts:
            - name: disk-ssd
              mountPath: /data
      volumeClaimTemplates:
      - metadata:
          name: disk-ssd
        spec:
          accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
          storageClassName: "alicloud-disk-ssd"
          resources:
            requests:
              storage: 20Gi
  2. 执行以下命令,部署StatefulSet服务。
    $ kubectl create -f statefulset.yaml
  3. 同时在另一个窗口中,执行以下命令,查看Pod按照次序部署。
    $ kubectl get pod -w -l app=nginx
    NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    web-0        0/1     Pending   0          0s
    web-0        0/1     Pending   0          0s
    web-0        0/1     ContainerCreating    0          0s
    web-0        1/1     Running   0          20s
    web-1        0/1     Pending   0          0s
    web-1        0/1     Pending   0          0s
    web-1        0/1     ContainerCreating    0          0s
    web-1        1/1     Running   0          7s
  4. 执行以下命令,查看已部署的Pod。
    $ kubectl get pod
    NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    web-0                         1/1     Running   0          6m
    web-1                         1/1     Running   0          6m
  5. 执行以下命令,查看PVC。
    $ kubectl get pvc
    NAME             STATUS   VOLUME                   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS        AGE
    disk-ssd-web-0   Bound    d-2zegw7et6xc96nbojuoo   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   7m
    disk-ssd-web-1   Bound    d-2zefbrqggvkd10xb523h   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   6m

伸缩StatefulSet服务

扩容StatefulSet服务
  1. 执行以下命令,扩容StatefulSet服务到3个Pod。
    $ kubectl scale sts web --replicas=3
    statefulset.apps/web scaled
  2. 执行以下命令,查看扩容后的Pod。
    $ kubectl get pod
    NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    web-0                         1/1     Running   0          34m
    web-1                         1/1     Running   0          33m
    web-2                         1/1     Running   0          26m
  3. 执行以下命令,查看扩容后的PVC。
    $ kubectl get pvc
    NAME             STATUS   VOLUME                   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS        AGE
    disk-ssd-web-0   Bound    d-2zegw7et6xc96nbojuoo   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   35m
    disk-ssd-web-1   Bound    d-2zefbrqggvkd10xb523h   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   34m
    disk-ssd-web-2   Bound    d-2ze4jx1zymn4n9j3pic2   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   27m
缩容StatefulSet服务
  1. 执行以下命令,缩减StatefulSet服务到2个Pod。
    $ kubectl scale sts web --replicas=2
    statefulset.apps/web scaled
  2. 执行以下命令,查看缩容后的Pod。Pod的数量已缩减为2。
    $ kubectl get pod
    NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    web-0                         1/1     Running   0          38m
    web-1                         1/1     Running   0          38m
  3. 执行以下命令,查看缩容后的PVC。PVC/PV并没有随Pod一起缩减。
    $ kubectl get pvc
    NAME             STATUS   VOLUME                   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS        AGE
    disk-ssd-web-0   Bound    d-2zegw7et6xc96nbojuoo   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   39m
    disk-ssd-web-1   Bound    d-2zefbrqggvkd10xb523h   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   39m
    disk-ssd-web-2   Bound    d-2ze4jx1zymn4n9j3pic2   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   31m
再次扩容StatefulSet服务
  1. 执行以下命令,扩容StatefulSet服务到3个Pod。
    $ kubectl scale sts web --replicas=3
    statefulset.apps/web scaled
  2. 执行以下命令,查看扩容后的Pod。
    $ kubectl get pod
    NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    web-0                         1/1     Running   0          1h
    web-1                         1/1     Running   0          1h
    web-2                         1/1     Running   0          8s
  3. 执行以下命令,查看扩容后的PVC。扩容后新创建的Pod仍会使用原来的PVC/PV。
    $ kubectl get pvc
    NAME             STATUS   VOLUME                   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS        AGE
    disk-ssd-web-0   Bound    d-2zegw7et6xc96nbojuoo   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   1h
    disk-ssd-web-1   Bound    d-2zefbrqggvkd10xb523h   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   1h
    disk-ssd-web-2   Bound    d-2ze4jx1zymn4n9j3pic2   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   1h

删除StatefulSet服务

  1. 执行以下命令,查看名称为web-1的Pod,引用的PVC。
    $  kubectl describe pod web-1 | grep ClaimName
        ClaimName:  disk-ssd-web-1
  2. 执行以下命令,删除名称为web-1的Pod。
    $ kubectl delete pod web-1
    pod "web-1" deleted
  3. 执行以下命令,查看Pod。重新创建的Pod与删除前的Pod名称一致。
    $ kubectl get pod
    NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    web-0                         1/1     Running   0          1h
    web-1                         1/1     Running   0          25s
    web-2                         1/1     Running   0          9m
  4. 执行以下命令,查看PVC。重新创建的Pod所使用的PVC与删除前的Pod一致。
    $ kubectl get pvc
    NAME             STATUS   VOLUME                   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS        AGE
    disk-ssd-web-0   Bound    d-2zegw7et6xc96nbojuoo   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   1h
    disk-ssd-web-1   Bound    d-2zefbrqggvkd10xb523h   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   1h
    disk-ssd-web-2   Bound    d-2ze4jx1zymn4n9j3pic2   20Gi       RWO            alicloud-disk-ssd   1h
  5. 同时在另一个窗口中,执行以下命令,查看Pod删除和重新创建的过程。
    $ kubectl get pod -w -l app=nginx
    NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    web-0   1/1     Running   0          102m
    web-1   1/1     Running   0          69s
    web-2   1/1     Running   0          10m
    web-1   1/1   Terminating   0     89s
    web-1   0/1   Terminating   0     89s
    web-1   0/1   Terminating   0     90s
    web-1   0/1   Terminating   0     90s
    web-1   0/1   Pending   0     0s
    web-1   0/1   Pending   0     0s
    web-1   0/1   ContainerCreating   0     0s
    web-1   1/1   Running   0     20s

StatefulSet服务的持久化存储

  1. 执行以下命令,查看/data路径下的文件。
    $ kubectl exec web-1 ls /data
    lost+found
  2. 执行以下命令,在/data路径下创建文件statefulset
    $ kubectl exec web-1 touch /data/statefulset
  3. 执行以下命令,查看/data路径下的文件。
    $ kubectl exec web-1 ls /data
    lost+found
    statefulset
  4. 执行以下命令,删除名称为web-1的Pod。
    $ kubectl delete pod web-1
    pod "web-1" deleted
  5. 执行以下命令,查看/data路径下的文件,刚刚创建的文件statefulset并没有被删除,说明云盘的数据可持久保存。
    $ kubectl exec web-1 ls /data
    lost+found
    statefulset