StatefulSet的基本概念

发布时间 2023-03-22 23:14:05作者: 运维小勾勾

有状态应用管理StatefulSet

StatefulSet(有状态集,缩写为sts)常用于部署有状态的且需要有序启动的应用程序,比如在进行SpringCloud项目容器化时,Eureka的部署是比较适合用StatefulSet部署方式的,可以给每个Eureka实例创建一个唯一且固定的标识符,并且每个Eureka实例无需配置多余的Service,其余Spring Boot应用可以直接通过Eureka的Headless Service即可进行注册。

  • Eureka的statefulset的资源名称是eureka,eureka-0 eureka-1 eureka-2

  • Service:headless service,没有ClusterIP eureka-svc

  • Eureka-0.eureka-svc.NAMESPACE_NAME eureka-1.eureka-svc …

基本概念

StatefulSet主要用于管理有状态应用程序的工作负载API对象。比如在生产环境中,可以部署ElasticSearch集群、MongoDB集群或者需要持久化的RabbitMQ集群、Redis集群、Kafka集群和ZooKeeper集群等。
和Deployment类似,一个StatefulSet也同样管理着基于相同容器规范的Pod。不同的是,StatefulSet为每个Pod维护了一个粘性标识。这些Pod是根据相同的规范创建的,但是不可互换,每个Pod都有一个持久的标识符,在重新调度时也会保留,一般格式为StatefulSetName-Number。比如定义一个名字是Redis-Sentinel的StatefulSet,指定创建三个Pod,那么创建出来的Pod名字就为Redis-Sentinel-0、Redis-Sentinel-1、Redis-Sentinel-2。而StatefulSet创建的Pod一般使用Headless Service(无头服务)进行通信,和普通的Service的区别在于Headless Service没有ClusterIP,它使用的是Endpoint进行互相通信,Headless一般的格式为:
statefulSetName-{0..N-1}.serviceName.namespace.svc.cluster.local。
说明:

  • serviceName为Headless Service的名字,创建StatefulSet时,必须指定Headless Service名称;

  • 0..N-1为Pod所在的序号,从0开始到N-1;

  • statefulSetName为StatefulSet的名字;

  • namespace为服务所在的命名空间;

  • .cluster.local为Cluster Domain(集群域)。

假如公司某个项目需要在Kubernetes中部署一个主从模式的Redis,此时使用StatefulSet部署就极为合适,因为StatefulSet启动时,只有当前一个容器完全启动时,后一个容器才会被调度,并且每个容器的标识符是固定的,那么就可以通过标识符来断定当前Pod的角色。
比如用一个名为redis-ms的StatefulSet部署主从架构的Redis,第一个容器启动时,它的标识符为redis-ms-0,并且Pod内主机名也为redis-ms-0,此时就可以根据主机名来判断,当主机名为redis-ms-0的容器作为Redis的主节点,其余从节点,那么Slave连接Master主机配置就可以使用不会更改的Master的Headless Service,此时Redis从节点(Slave)配置文件如下:

port 6379
slaveof redis-ms-0.redis-ms.public-service.svc.cluster.local 6379
tcp-backlog 511
timeout 0
tcp-keepalive 0
……

其中redis-ms-0.redis-ms.public-service.svc.cluster.local是Redis Master的Headless Service,在同一命名空间下只需要写redis-ms-0.redis-ms即可,后面的public-service.svc.cluster.local可以省略。

StatefulSet注意事项

一般StatefulSet用于有以下一个或者多个需求的应用程序:

  • 需要稳定的独一无二的网络标识符。

  • 需要持久化数据。

  • 需要有序的、优雅的部署和扩展。

  • 需要有序的自动滚动更新。

如果应用程序不需要任何稳定的标识符或者有序的部署、删除或者扩展,应该使用无状态的控制器部署应用程序,比如Deployment或者ReplicaSet。

StatefulSet是Kubernetes 1.9版本之前的beta资源,在1.5版本之前的任何Kubernetes版本都没有。

Pod所用的存储必须由PersistentVolume Provisioner(持久化卷配置器)根据请求配置StorageClass,或者由管理员预先配置,当然也可以不配置存储。

为了确保数据安全,删除和缩放StatefulSet不会删除与StatefulSet关联的卷,可以手动选择性地删除PVC和PV

StatefulSet目前使用Headless Service(无头服务)负责Pod的网络身份和通信,需要提前创建此服务。

删除一个StatefulSet时,不保证对Pod的终止,要在StatefulSet中实现Pod的有序和正常终止,可以在删除之前将StatefulSet的副本缩减为0