28-k8s集群中-StatefulSets控制器(进阶知识)

一、statefullsets控制器概述

1,举例

假如,我们有一个deployment资源,创建了3个nginx的副本,对于nginx来讲,它是不区分启动或者关闭的先后顺序的,也就是"没有特殊状态"的一个服务,也成"无状态服务",3个副本,谁先启动、谁后启动都没有关系,它只是用来web服务分发使用的一个工具而已;

那么反之,有没有需要有启动顺序、关闭顺序这样的"有状态服务"呐?答案肯定是有啊;

【访问顺序问题】,再假如,再企业当中,的MySQL主从数据库架构中,假设是2主1从数据架构,架构本身是区分master和slave角色的,在构建主从关系的时候,master必须先启动,不然slave没办法加入到主从架构中,所以需要有相同副本服务启动的先后顺序;

【副本独立的存储问题】,我们知道,MySQL是不能多服务共享数据目录的,所以在拉去多副本的"有状态服务"时,存储独立化就成了问题,也就是说,一个pod副本对应一个单独的存储目录。

【固定的访问地址问题】,还拿MySQL做举例,我们需要对有状态服务,有固定寻址的能力,我们知道,pod删除重新拉取后,ip就会发生变化,那么对于mysql服务来说,副本的每个pod都需要有精准的、不变的唯一标识,不然主从架构等问题,一旦重新新启动pod,就会彻底摧毁架构,也就是说pod副本删除重新拉取后,能够精准的找到对应原来的服务;

2,总结:

对于同一个deployment或者其他资源创建的pod副本,我们在使用"有状态服务"的副本pod时,有着三个需求:

1,副本启动、停止要求有顺序;

2,每个副本需要有独立的存储目录空间;

3,副本重新拉起,能够有方式在其改变ip的情况下还能精准的找到对应副本;

那么以上,也是statefulsets控制器能够解决的问题;

二、启停顺序与headless网络唯一标识

1,创建一个"无头"svc资源

· 编辑无头服务svc资源清单

无头svc服务,就是没有ClusterIP的svc资源;

root@k8s231 statefulsets# cat headless.yaml

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

name: xinjizhiwa-headless

spec:

ports:

  • port: 80

name: web

将clusterIP字段设置为None表示为一个无头服务headless,即svc将不会分配VIP。

clusterIP: None

selector:

k8s: xinjizhiwa

· 创建无头svc服务

root@k8s231 statefulsets# kubectl apply -f headless.yaml

2,创建statefullsets使用无头服务

· 编辑statefulsets资源清单

声明使用无头svc

root@k8s231 statefulsets# vim staefulsets.yaml

apiVersion: apps/v1

kind: StatefulSet

metadata:

name: xinjizhiwa-web

spec:

selector:

matchLabels:

k8s: xinjizhiwa

#声明无头服务的service;

serviceName: xinjizhiwa-headless

replicas: 3

template:

metadata:

labels:

k8s: xinjizhiwa

spec:

containers:

  • name: c1

image: nginx:1.20.1-alpine

· 创建statefulsets资源

root@k8s231 statefulsets# kubectl apply -f staefulsets.yaml

3,验证无头服务机启停顺序

· 查看pod

发现破的名称,是按照statefulsets资源的名称加上数字顺序排列生成的;

root@k8s231 statefulsets# kubectl get pods -o wide

· 查看无头svc

root@k8s231 statefulsets# kubectl get svc

· 创建一个用来测试【pod网络唯一标识 】的pod容器

root@k8s231 statefulsets# kubectl run -it dns-test --rm --image=alpine:latest -- sh

/ #
/ # for i in `seq 0 2`;do ping xinjizhiwa-web-${i}.xinjizhiwa-headless.default.svc.xinjizhiwa.com -c3;done

网路唯一标识:

【pod的名称】.【无头服务的名称】.【名称空间】.【svc】.【集群DNS域名】

拓展:这个就是集群DNS域名的所在位置,可以通过这里来查看;

root@k8s231 deploy# vim /var/lib/kubelet/config.yaml

.......

clusterDNS:

  • 10.200.0.10

clusterDomain: xinjizhiwa.com

· 删除pod重新拉起,在ping唯一标识,测试结果

root@k8s231 deploy# kubectl delete pods --all

删除pod,等待重新拉取

· 结论

通过ping唯一标识,ping通后,删除pod,在ping唯一标识还可以ping通,查看pod的ip已经重新拉起后改变了,可还是ping通了,就证明,唯一标识成功;

三、StatefulSets副本独立存储

1,创建一个无头服务

root@k8s231 vol# vim headless.yaml

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

name: xjzw-headless

spec:

ports:

  • port: 80

name: web

clusterIP: None

selector:

k8s: xjzw
root@k8s231 vol# kubectl apply -f headless.yaml

查看无头svc

root@k8s231 vol# kubectl get svc

2,创建StatefulSets资源

声明独立存储

root@k8s231 vol# cat statefulset.yaml

apiVersion: apps/v1

kind: StatefulSet

metadata:

name: xjzw-web

spec:

selector:

matchLabels:

k8s: xjzw

serviceName: xjzw-headless

replicas: 3

#声明创建pvc;存储卷卷申请模板,会为每个Pod去创建唯一的pvc并与之关联哟!

volumeClaimTemplates:

  • metadata:

name: data

spec:

accessModes: "ReadWriteOnce"

声明咱们自定义的动态存储类,即storageclass动态存储资源。

storageClassName: "managed-nfs-storage"

resources:

requests:

storage: 2Gi

template:

metadata:

labels:

k8s: xjzw

spec:

containers:

  • name: nginx

image: nginx:1.20.1-alpine

volumeMounts:

  • name: data

mountPath: /usr/share/nginx/html
root@k8s231 vol# kubectl apply -f statefulset.yaml

查看statefulsets资源

root@k8s231 vol# kubectl get statefulsets

NAME READY AGE

xinjizhiwa-web 3/3 55m

xjzw-web 3/3 17s

3,验证是否有独立存储

查看nfs挂载地址,可以看到,创建出来三个存储地址,证明3个副本都有自己的独立存储空间了;

root@k8s231 vol# kubectl exec -it xjzw-web-0 -- sh

/ # echo 111111111 > /usr/share/nginx/html/index.html

/ # exit

root@k8s231 vol# kubectl exec -it xjzw-web-1 -- sh

/ # echo 222222222 > /usr/share/nginx/html/index.html

/ # exit

root@k8s231 vol# kubectl exec -it xjzw-web-2 -- sh

/ # echo 333333333 > /usr/share/nginx/html/index.html

/ # exit

证明三个pod副本的存储是相互独立的

至此,咱们的statefulset资源学习完毕;

四、总结:

1,唯一的pod副本网络标识,重启pod时ip改变也不影响访问;

2,启停顺序,安转数字排序;

3,个副本通过声明存储卷申请模板,独立存储;

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