在瞭解Kubernetes應用狀態部署前，我們先看看Kubernetes的高階架構，方便更好的理解Kubernetes的狀態。
Kubernetes 的高階架構
包括應用程式部署模型，服務發現和負載均衡，內部/外部路由分離、persistentvolume 的使用，部署節點守護程式，部署有狀態分散式系統，作業後臺執行，部署資料庫，配置管理，憑證管理，滾動更新，自動縮放和包管理。
A、Kubernetes的基本設計策略之一就是，無需更改應用程式程式碼，就能部署在虛擬機器上執行的現有應用程式。另外，任何執行在虛擬機器上的應用程式都可以通過容器化元件在 Kubernetes 上實現部署。這是通過容器分組、容器編排、覆蓋網路、基於第 4 層虛擬IP、服務發現、支援守護程式執行、部署有狀態應用程式元件、以及擴充套件容器編排系統這些核心功能實現的。
B、Kubernetes 可以提供一組可動態擴充套件的主機，可以應用容器執行 workload，並使用一組稱為 master 的管理主機來提供管理整個容器基礎架構的 API。這些 workload 包括長期執行服務，批處理作業和容器主機的守護程式。為了提供容器到容器的路由，所有容器主機都用覆蓋網路連線在一起。部署在 Kubernetes 上的應用程式在叢集網路中是動態可見的，並可通過傳統負載均衡器向外部網路暴露。叢集管理器的狀態儲存在一個高度分佈的 key/value 儲存（etcd）中，該儲存在 master上執行。
Kubernetes應用狀態部署
在K8s執行的服務，分為無狀態服務和有狀態服務，下面分別看看K8s是如何執行這兩類不同的服務的
01“無狀態”服務
無狀態服務，即 Web 伺服器、代理和應用程式程式碼這樣的應用程式，它們可以處理資料但不進行儲存。編排過程中，開發者比較喜歡使用它們，因為它們易於部署且易於擴充套件。如果流量上升，則只需新增更多的負載平衡。更重要的是，它們是“不變動的”；上游容器映象和基礎架構中正在執行的容器其實幾乎沒有區別。這意味著它們可以隨時被替代，而且容器例項切換過程中幾乎不需要耗費“切換成本”。
無狀態服務，K8s使用Replicaset來保證一個服務的例項數量，如果說某個Pod例項由於某個原因被crash了，RC會立即用一個Pod的模板新啟一個Pod來替代它，由於是無狀態的服務，新啟的Pod與原來健康狀態下的Pod是一模一樣。當Pod被重建後它的IP地址可能發生變化，為了對外提供一個穩定的訪問介面，K8s引入了Service的概念，一個Service後面可以掛多個Pod，實現服務的高可用。
在Kubernetes中，Deployment和Replicasets都是運用無狀態服務的有效手段。
02"有狀態"服務
有狀態的服務，即路由器、CDN（內容傳送網路）、streaming 伺服器和認證伺服器。從部署開始，這些容器就開始與上游映象不同了，時間越長它們的差異越大。這種差異就被稱為“state（狀態）”。事實上，每個執行的應用程式都至少有一個小狀態（差異），但對於“無狀態”應用程式來說，狀態（差異）很小，而且可以進行快速替換。
普通有狀態服務，和無狀態服務相比，它多了狀態儲存的需求，K8s提供了以Volmume和Peristent Volmume為基礎的儲存系統，可以實現服務的狀態儲存。
而在容器化應用程式最困難的任務之一，就是設計有狀態分散式元件的部署體系結構。由於無狀態元件可能沒有預定義的啟動順序、叢集要求、點對點 TCP 連線、唯一的網路識別符號、正常的啟動和終止要求等，因此可以很容易地進行容器化。諸如資料庫，大資料分析系統，分散式 key/value 儲存和 message brokers 可能有複雜的分散式體系結構，都可能用到上述功能。
Kubernetes 引入了 StatefulSets 資源來支援這種複雜的需求，用來管理POD部署和擴容，併為這些pod提供順序和唯一性的保證。
03 StatefulSet部署—有狀態應用
用於解決各個pod例項獨立生命週期管理，提供各個例項的啟動順序和唯一性。
使用StatefulSet的前提是：
1、Kubernetes叢集的版本≥1.5；
2、安裝好DNS叢集外掛，版本≥15。
StatefulSet為什麼適合有狀態的程式，看看它的特性：
A、穩定，唯一的網路識別符號。可以發現叢集內部的其他成員。
B、穩定的持久化儲存。通過Kubernetes的PV/PVC或者外部儲存（預先提供）來實現。
C、啟動或關閉時有序。有序的，優雅的部署和擴充套件。有序，優雅的刪除和終止。有序的自動滾動更新。實現部署和擴容保證。
04運用StatefulSet會帶來什麼好處呢？
部署和擴容的保證
對於帶有N個副本集的StatefulSet，當pod被部署，它們將按0到N-1的順序被建立。
當一Pod被刪除時，它們將按照N-1到0的順序被終止。
在進行Pod擴容前，所有依賴的Pod應該都已在執行和準備好。
在Pod被終止前，所有的依賴它的Pod都必須完全停止。
如果你的系統是微服務構成的生態系統，就會比較繁瑣的交付新服務，如果更近一步，服務是有狀態的，那麼kubernetes的自動化和健壯性特性會對你有很大的幫助，StatefulSet的目的就是給眾多的有狀態負載提供正確的控制器支援。