实现StatefulSet的持久化存储

使用场景

StatefulSet具有以下特点：

• 稳定的部署次序：按顺序有序部署或扩展，即从0到N-1，在运行下一个Pod时，所有之前的Pod都是Running和Ready状态。

• 稳定的缩容次序：按顺序有序收缩或删除，即从N-1到0，在删除下一个Pod时 ，所有之前的Pod都已被删除。

• 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。

基于上述特点，您可以通过VolumeClaimTemplates为StatefulSet中的Pod挂载云盘存储卷，实现以下特性：

• 创建StatefulSet时，通过VolumeClaimTemplate可以自动创建PVC和PV。其中，Pod的名称序号和PVC的名称序号一一对应。例如，名为web-0的Pod所使用的PVC为disk-essd-web-0，名为web-1的Pod所使用的PVC为disk-essd-web-1。

• 扩容StatefulSet时，随着Pod的增加，如果已有对应序号的PVC，会自动使用该PVC和对应的PV；如果没有，会自动创建新的PVC和PV。

• 缩容StatefulSet时，随着Pod的减少，PVC和PV保持不变。

• 删除StatefulSet中的Pod时，会保留PVC和PV，新创建的Pod会自动使用已删除Pod所使用的PVC和PV。

• 使用云盘作为PV，可以实现持久化存储。

创建StatefulSet并挂载云盘存储卷

1. 使用以下YAML示例，创建statefulset.yaml文件。

   以下YAML可创建一个StatefulSet和一个Service。其中StatefulSet包含2个Pod，且通过volumeClaimTemplates自动创建PVC和PV，为每个Pod挂载了一个20 GiB的ESSD PL1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/v1
   kind: StatefulSet
   metadata:
     name: web
   spec:
     selector:
       matchLabels:
         app: nginx
     serviceName: "nginx"
     replicas: 2
     template:
       metadata:
         labels:
           app: nginx
       spec:
         containers:
         - name: nginx
           image: anolis-registry.cn-zhangjiakou.cr.aliyuncs.com/openanolis/nginx:1.14.1-8.6
           ports:
           - containerPort: 80
             name: web
           volumeMounts:
           - name: disk-essd
             mountPath: /data
     volumeClaimTemplates:
     - metadata:
         name: disk-essd
       spec:
         accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
         storageClassName: "alicloud-disk-essd"
         resources:
           requests:
             storage: 20Gi

   volumeClaimTemplates中的参数说明如下：

   参数	说明
   accessModes	存储卷的访问模式。
   storageClassName	要使用的StorageClass名称。 本文使用的alicloud-disk-essd是ACK默认提供的StorageClass。该StorageClass定义了云盘存储卷使用ESSD云盘，默认PL等级为PL1。 说明 云盘采用按量付费。更多信息，请参见块存储计费和块存储价格。
   storage	云盘存储卷的容量大小。

2. 部署StatefulSet。

   kubectl create -f statefulset.yaml

3. 查看StatefulSet中Pod的部署情况。

   kubectl get pod -l app=nginx

   预期返回：

   NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   web-0   1/1     Running   0          70s
   web-1   1/1     Running   0          55s

4. 查看PVC。

   kubectl get pvc

   预期返回如下，可以看到已自动创建了Pod对应的PVC和PV。

   NAME              STATUS   VOLUME                   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS         VOLUMEATTRIBUTESCLASS   AGE
   disk-essd-web-0   Bound    d-uf6727q3zpydr645****   20Gi       RWO            alicloud-disk-essd   <unset>                 93s
   disk-essd-web-1   Bound    d-uf63en5prlz6halx****   20Gi       RWO            alicloud-disk-essd   <unset>                 78s

验证StatefulSet扩缩容时，PVC的变化情况

验证删除StatefulSet的Pod，PVC保持不变

1. 查看Pod所使用的PVC。

   以名为web-1的Pod为例：

   kubectl describe pod web-1 | grep ClaimName

   预期返回：

   ClaimName:  disk-essd-web-1

2. 删除StatefulSet中的一个Pod。

   以删除名为web-1的Pod为例：

   kubectl delete pod web-1

3. 查看StatefulSet中的Pod情况。

   kubectl get pod -l app=nginx

   预期返回如下，已自动创建新的Pod。由于StatefulSet的命名特性，新创建的Pod和之前的Pod名称一致。

   NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   web-0   1/1     Running   0          7m8s
   web-1   1/1     Running   0          11s
   web-2   1/1     Running   0          2m27s

4. 查看PVC。

   kubectl get pvc

   预期返回如下，可以看到新创建的Pod仍会使用原有PVC。

   NAME              STATUS   VOLUME                   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS         VOLUMEATTRIBUTESCLASS   AGE
   disk-essd-web-0   Bound    d-uf6727q3zpydr645****   20Gi       RWO            alicloud-disk-essd   <unset>                 7m55s
   disk-essd-web-1   Bound    d-uf63en5prlz6halx****   20Gi       RWO            alicloud-disk-essd   <unset>                 7m40s
   disk-essd-web-2   Bound    d-uf6f3nbkzljbqyb0****   20Gi       RWO            alicloud-disk-essd   <unset>                 5m38s

验证云盘存储卷的持久化存储

1. 查看挂载路径。

   以名为web-1的Pod为例：

   kubectl exec web-1 -- ls /data

   预期返回：

   lost+found

2. 在挂载路径中写入文件。

   以名为web-1的Pod为例：

   kubectl exec web-1 -- touch /data/test
   kubectl exec web-1 -- ls /data

   预期返回：

   lost+found
   statefulset

3. 删除Pod。

   以删除名为web-1的Pod为例：

   kubectl delete pod web-1

4. 查看新创建的Pod。

   kubectl get pod -l app=nginx

   预期返回：

   NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   web-0   1/1     Running   0          10m
   web-1   1/1     Running   0          10s
   web-2   1/1     Running   0          6m14s

5. 确认新创建的Pod已重新挂载云盘，云盘中的数据仍然存在。

   kubectl exec web-1 -- ls /data

   预期返回如下，可以看到云盘中存在之前写入的test文件，说明云盘存储卷中的数据可以持久化存储。

   lost+found
   statefulset