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kubernetes之StatefulSet介绍
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: $(podname).(headless server name).namespace.svc.cluster.local
匹配Pod name(网络标识)的模式为:$(statefulset名称)-$(序号),比如上面的示例:web-0,web-1,web-2。
StatefulSet为每个Pod副本创建了一个DNS域名,这个域名的格式为: $(podname).(headless server name),也就意味着服务间是通过Pod域名来通信而非Pod IP,因为当Pod所在Node发生故障时,Pod会被飘移到其它Node上,Pod IP会发生变化,但是Pod域名不会有变化。
StatefulSet使用Headless服务来控制Pod的域名,这个域名的FQDN为:$(service name).$(namespace).svc.cluster.local,其中,“cluster.local”指的是集群的域名。
根据volumeClaimTemplates,为每个Pod创建一个pvc,pvc的命名规则匹配模式:(volumeClaimTemplates.name)-(pod_name),比如上面的volumeMounts.name=www, Pod name=web-[0-2],因此创建出来的PVC是www-web-0、www-web-1、www-web-2。
删除Pod不会删除其pvc,手动删除pvc将自动释放pv。
关于Cluster Domain、headless service名称、StatefulSet 名称如何影响StatefulSet的Pod的DNS域名的示例:
Cluster Domain |
Service (ns/name) |
StatefulSet (ns/name) |
StatefulSet Domain |
Pod DNS |
Pod Hostname |
cluster.local |
default/nginx |
default/web |
nginx.default.svc.cluster.local |
web-{0..N-1}.nginx.default.svc.cluster.local |
web-{0..N-1} |
cluster.local |
foo/nginx |
foo/web |
nginx.foo.svc.cluster.local |
web-{0..N-1}.nginx.foo.svc.cluster.local |
web-{0..N-1} |
kube.local |
foo/nginx |
foo/web |
nginx.foo.svc.kube.local |
web-{0..N-1}.nginx.foo.svc.kube.local |
web-{0..N-1} |
Statefulset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 Pod管理策略:
在v1.7以后,通过允许修改Pod排序策略,同时通过.spec.podManagementPolicy字段确保其身份的唯一性。
OrderedReady:上述的启停顺序,默认设置。
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。
StatefulSet使用场景:
稳定的持久化存储,即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据,基于PVC来实现。
稳定的网络标识符,即Pod重新调度后其PodName和HostName不变。
有序部署,有序扩展,基于init containers来实现。
有序收缩。
在Kubernetes 1.7及更高版本中,通过.spec.updateStrategy字段允许配置或禁用Pod、labels、source request/limits、annotations自动滚动更新功能。
OnDelete:通过.spec.updateStrategy.type 字段设置为OnDelete,StatefulSet控制器不会自动更新StatefulSet中的Pod。用户必须手动删除Pod,以使控制器创建新的Pod。
RollingUpdate:通过.spec.updateStrategy.type 字段设置为RollingUpdate,实现了Pod的自动滚动更新,如果.spec.updateStrategy未指定,则此为默认策略。
StatefulSet控制器将删除并重新创建StatefulSet中的每个Pod。它将以Pod终止(从最大序数到最小序数)的顺序进行,一次更新每个Pod。在更新下一个Pod之前,必须等待这个Pod Running and Ready。
Partitions:通过指定
.spec.updateStrategy.rollingUpdate.partition 来对 RollingUpdate 更新策略进行分区,如果指定了分区,则当 StatefulSet 的 .spec.template 更新时,具有大于或等于分区序数的所有 Pod 将被更新。
具有小于分区的序数的所有 Pod 将不会被更新,即使删除它们也将被重新创建。如果 StatefulSet 的
.spec.updateStrategy.rollingUpdate.partition 大于其 .spec.replicas,则其 .spec.template 的更新将不会传播到 Pod。在大多数情况下,不需要使用分区。
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