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

  • 您已成功创建一个Kubernetes集群，参见创建Kubernetes集群。
  • 您已连接到Kubernetes集群的Master节点，参见通过 kubectl 连接 Kubernetes 集群。

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