在應用程式中，可以分為有狀態應用和無狀態應用。

無狀態的應用更關注於群體，任何一個成員都可以被取代。

對有狀態的應用是關注個體。

像我們前面用deployment控制器管理的nginx、myapp等都屬於無狀態應用。

像mysql、redis，zookeeper等都屬於有狀態應用，他們有的還有主從之分、先後順序之分。

statefulset控制器能實現有狀態應用的管理，但實現起來也是非常麻煩的。需要把我們運維管理的過程寫入指令碼並注入到statefulset中才能使用。雖然網際網路上有人做好了stateful的指令碼，但是還是建議大家不要輕易的把redis、mysql等這樣有狀態的應用遷移到k8s上。

在k8s中，statefulset主要管理一下特效的應用：

a)、每一個Pod穩定且有唯一的網路識別符號；

b）、穩定且持久的儲存裝置；

c)、要求有序、平滑的部署和擴充套件；

d）、要求有序、平滑的終止和刪除；

e)、有序的滾動更新，應該先更新從節點，再更新主節點；

statefulset由三個元件組成:

a) headless service（無頭的服務，即沒名字）；

b）statefulset控制器

c）volumeClaimTemplate（儲存卷申請模板，因為每個pod要有專用儲存卷，而不能共用儲存卷）

[root@master ~]# kubectl explain sts   #stateful的簡稱

[root@master stateful]# cat stateful-demo.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-svc
  labels:
    app: myapp-svc
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: myapp-pod
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: myapp
spec:
  serviceName: myapp-svc
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp-pod
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: ikubernetes/myapp:v1
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: myappdata
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates: #儲存卷申請模板，可以為每個pod定義volume；可以為pod所在的名稱空間自動建立pvc。
  - metadata:
      name: myappdata
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      #storageClassName: "gluster-dynamic"
      resources:
        requests:
          storage: 5Gi #2G的pvc

[root@master stateful]# kubectl apply -f stateful-demo.yaml 
service/myapp-svc unchanged
statefulset.apps/myapp created

[root@master stateful]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)             AGE
myapp-svc    ClusterIP   None            <none>        80/TCP              12m

看到myapp-svc是無頭服務。

[root@master stateful]# kubectl get sts
NAME      DESIRED   CURRENT   AGE
myapp     2         2         6m

[root@master stateful]# kubectl get pvc
NAME                STATUS    VOLUME    CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
myappdata-myapp-0   Bound     pv002     2Gi        RWO                           3s
myappdata-myapp-1   Bound     pv003     1Gi        RWO,RWX                       1s

[root@master stateful]# kubectl get pv
NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM                       STORAGECLASS   REASON    AGE
pv001     1Gi        RWO,RWX        Retain           Available                                                        1d
pv002     2Gi        RWO            Retain           Bound       default/myappdata-myapp-0                            1d
pv003     1Gi        RWO,RWX        Retain           Bound       default/myappdata-myapp-1                            1d
pv004     1Gi        RWO,RWX        Retain           Bound       default/mypvc                                        1d
pv005     1Gi        RWO,RWX        Retain           Available

[root@master stateful]# kubectl get pods
NAME                             READY     STATUS             RESTARTS   AGE
myapp-0                          1/1       Running            0          4m
myapp-1                          1/1       Running            0          4m

[root@master stateful]# kubectl delete -f stateful-demo.yaml 
service "myapp-svc" deleted
statefulset.apps "myapp" deleted

上面刪除會使pod和service刪除，但是pvc是不會刪除，所以還能恢復。

[root@master stateful]# kubectl exec -it myapp-0 -- /bin/sh
/ # nslookup myapp-0.myapp-svc.default.svc.cluster.local
nslookup: can't resolve '(null)': Name does not resolve
Name:      myapp-0.myapp-svc.default.svc.cluster.local
Address 1: 10.244.1.110 myapp-0.myapp-svc.default.svc.cluster.local
/ # 
/ # 
/ # nslookup myapp-1.myapp-svc.default.svc.cluster.local
nslookup: can't resolve '(null)': Name does not resolve
Name:      myapp-1.myapp-svc.default.svc.cluster.local
Address 1: 10.244.2.97 myapp-1.myapp-svc.default.svc.cluster.local

myapp-0.myapp-svc.default.svc.cluster.local

格式為:pod_name.service_name.namespace.svc.cluster.local

下面擴充套件myapp pod為5個：

[root@master stateful]# kubectl scale sts myapp --replicas=5
statefulset.apps/myapp scaled

[root@master stateful]# kubectl get pods
NAME                             READY     STATUS             RESTARTS   AGE
client                           0/1       Error              0          17d
myapp-0                          1/1       Running            0          37m
myapp-1                          1/1       Running            0          37m
myapp-2                          1/1       Running            0          46s
myapp-3                          1/1       Running            0          43s
myapp-4                          0/1       Pending            0          41s

[root@master stateful]# kubectl get pvc
NAME                STATUS    VOLUME    CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
myappdata-myapp-0   Bound     pv002     2Gi        RWO                           52m
myappdata-myapp-1   Bound     pv003     1Gi        RWO,RWX                       52m
myappdata-myapp-2   Bound     pv005     1Gi        RWO,RWX                       2m
myappdata-myapp-3   Bound     pv001     1Gi        RWO,RWX                       2m
myappdata-myapp-4   Pending                                                      2m

另外也可以用patch打補丁的方法來進行擴容和縮容：

[root@master stateful]# kubectl patch sts myapp -p '{"spec":{"replicas":2
statefulset.apps/myapp patched

下面我們再來介紹一下滾動更新。

[root@master stateful]# kubectl explain sts.spec.updateStrategy.rollingUpdate

假設有4個pod（pod0,pod1,pod2,pod3），如果設定partition為5，那麼說明大於等於5的pod更新，我們四個Pod就都不更新；如果partition為4，那麼說明大於等於4的pod更新，即pod3更新，其他pod都不更新；如果partiton為3，那麼說明大於等於3的pod更新，那麼就是pod2和pod3更新，其他pod都不更新。

[root@master stateful]# kubectl patch sts myapp -p '{"spec":{"updateStrategy":{"rollingUpdate":{"partition":4}}}}'
statefulset.apps/myapp patched

[root@master stateful]# kubectl describe sts myapp
Update Strategy:    RollingUpdate
Partition:        4

下面把myapp升級為v2版本

[root@master stateful]# kubectl set image sts/myapp myapp=ikubernetes/myapp:v2
statefulset.apps/myapp image updated

[root@master ~]# kubectl get sts -o wide
NAME      DESIRED   CURRENT   AGE       CONTAINERS   IMAGES
myapp     2         2         1h        myapp        ikubernetes/myapp:v2

[root@master ~]# kubectl get pods myapp-4 -o yaml
 containerStatuses:
  - containerID: docker://898714f2e5bf4f642e2a908e7da67eebf6d3074c89bbd0d798d191a2061a3115
    image: ikubernetes/myapp:v2

可以看到pod myapp-4使用的模板版本是v2了。

docker筆記28-stateful（有狀態應用副本集）控制器

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