k8s控制器Statefulset 管理有状态的应用

艺帆风顺 发布于 2025-04-02 31 次阅读

一、Statefulset控制器：概念、原理解读

StatefulSet 是 Kubernetes 中的一种控制器（Controller），用于管理有状态应用程序的部署。与
Deployment 控制器不同，StatefulSet 为每个 Pod 实例分配了一个唯一的标识符，并确保这些标识符
在 Pod 重新创建时保持不变。这为有状态应用程序提供了一些关键的功能和保证，例如稳定的网络标识
符、有序的部署和扩展以及持久化存储。 

    下面是 StatefulSet 的一些基本介绍：1、唯一标识符：每个 StatefulSet 管理的 Pod 实例都被分配了一个唯一的标识符，通常是一个整数索引。这个标识符可以用于在网络中唯一的标识每个 Pod 实例。2、稳定的网络标识符：StatefulSet 中的每个 Pod 实例都有一个稳定的网络标识符，通常是一个DNS 名称。这使得其他应用程序可以通过名称轻松地访问特定的 Pod 实例，而不需要关注其具体的 IP地址变化。3、有序的部署和扩展：StatefulSet 控制器确保 Pod 实例按照定义的顺序逐个启动和关闭。这对于依赖先前实例状态的应用程序非常重要。此外，扩展 StatefulSet 时，新的 Pod 实例也会按照指定的顺序逐个创建。4、持久化存储：StatefulSet 允许每个 Pod 实例关联一个持久化卷（Persistent Volume），这使得有状态应用程序可以在 Pod 重新创建时保留其数据。这为应用程序提供了持久化存储的能力，使得数据不会丢失或重置。

    二、yaml文件编写技巧

      1、查看 StatefulSet 资源的字段定义，使用以下命令：kubectl explain statefulset字段说明：• apiVersion：定义 StatefulSet 资源需要使用的 API 版本。• kind：定义资源类型。• metadata：元数据对象，包含 StatefulSet 的描述信息。• spec：容器相关的信息，定义了 StatefulSet 中 Pod 的期望标识。2、查看 StatefulSet 的 spec 字段如何定义，使用以下命令：kubectl explainstatefulset.spec字段说明：• podManagementPolicy：Pod 的管理策略。• replicas：副本数，定义 StatefulSet 中 Pod 的数量。• revisionHistoryLimit：保留的历史版本数。• selector：标签选择器，用于选择与之关联的 Pod。• serviceName：Headless Service 的名称。• template：生成 Pod 的模板，用于描述将创建的 Pod 的属性。• updateStrategy：更新策略，定义如何更新 Pod。• volumeClaimTemplates：存储卷申请模板，定义 Pod 使用的存储卷。3、查看 StatefulSet 的 spec.template 字段如何定义，使用以下命令：kubectl explainstatefulset.spec.template字段说明：• metadata：元数据对象，包含 Pod 模板的描述信息。• spec：定义 Pod 的属性和配置。

      三、使用StatefulSet部署web节点

        #做这个实验要先确保nfs-provisioner制备器安装好创建存储类vim nfs-web.yaml---apiVersion: storage.k8s.io/v1kind: StorageClassmetadata: name: nfs-webprovisioner: example.com/nfsreclaimPolicy: Retain更新资源清单kubectl apply -f nfs-web.yaml查看存储类是否创建成功[root@lx100 statefulset]# kubectl get scNAME PROVISIONER RECLAIMPOLICY VOLUMEBINDINGMODE ALLOWVOLUMEEXPANSION AGEnfs example.com/nfs Delete Immediate false 6h1mnfs-web   example.com/nfs   Retain          Immediate           false                  5h15m创建service和StatefulSet控制器vim StatefulSet.yaml---apiVersion: v1kind: Servicemetadata: name: statefulset-dis labels: app: webspec: clusterIP: None ports: - port: 80 name: web selector: app: nginx---apiVersion: apps/v1kind: StatefulSetmetadata: name: statefulsetspec: selector: matchLabels: app: nginx replicas: 2 template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx imagePullPolicy: IfNotPresent volumeMounts: - name: app mountPath: /usr/share/nginx/html volumeClaimTemplates: - metadata: name: app spec: storageClassName: nfs-web accessModes: ["ReadWriteMany"] resources: requests: storage: 1Gi更新资源清单kubectl apply -f StatefulSet.yaml查看service是否创建成功[root@lx100 statefulset]# kubectl get svcNAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGEclient-svc ExternalName nginx-svc.nginx.svc.cluster.local 80/TCP 6dkubernetes ClusterIP 10.96.0.1 443/TCP 34dmysql ClusterIP 10.105.22.22 3306/TCP 5d23hstatefulset-dis ClusterIP None 80/TCP 4h53m查看StatefulSet是否创建成功kubectl get stsNAME READY AGEstatefulset 2/2 4h52m测试：kubectl run busybox --image busybox:1.28 --restart=Never --rm -it -- shkubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead./ # nslookup statefulset-dis.default.svc.cluster.localServer: 10.96.0.10Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
        Name: statefulset-dis.default.svc.cluster.localAddress 1: 10.246.71.106 10-246-71-106.statefulset-dis.default.svc.cluster.localAddress 2: 10.247.66.165 10-247-66-165.statefulset-dis.default.svc.cluster.local

        四、扩容、缩容和更新

          扩容：修改replicas: 2为replicas: 3kubectl apply -f StatefulSet.yaml查看:[root@lx100 statefulset]# kubectl get stsNAME READY AGEstatefulset 3/3 4h57m[root@lx100 statefulset]# kubectl get pod -l app=nginxNAME READY STATUS RESTARTS AGEstatefulset-0 1/1 Running 0 4h57mstatefulset-1 1/1 Running 0 4h57mstatefulset-2 1/1 Running 0 2m25s缩容：修改replicas: 3为replicas: 2kubectl apply -f statefulset.yaml 查看[root@lx100 statefulset]# kubectl get stsNAME READY AGEstatefulset 2/2 4h58m[root@lx100 statefulset]# kubectl get pod -l app=nginxNAME READY STATUS RESTARTS AGEstatefulset-0 1/1 Running 0 4h58mstatefulset-1 1/1 Running 0 4h58m更新：修改image: nginx为image: docker.io/janakiramm/myapp:v1重新开一个终端动态监控pod[root@lx100 ~]# kubectl get pod -w -l app=nginxNAME READY STATUS RESTARTS AGEstatefulset-0 1/1 Running 0 5m14sstatefulset-1 1/1 Running 0 5m12sstatefulset-1 1/1 Terminating 0 5m18sstatefulset-1 1/1 Terminating 0 5m18sstatefulset-1 0/1 Terminating 0 5m19sstatefulset-1 0/1 Terminating 0 5m19sstatefulset-1 0/1 Terminating 0 5m19sstatefulset-1 0/1 Pending 0 0sstatefulset-1 0/1 Pending 0 0sstatefulset-1 0/1 ContainerCreating 0 0sstatefulset-1 0/1 ContainerCreating 0 0sstatefulset-1 1/1 Running 0 1sstatefulset-0 1/1 Terminating 0 5m22sstatefulset-0 1/1 Terminating 0 5m22sstatefulset-0 0/1 Terminating 0 5m23sstatefulset-0 0/1 Terminating 0 5m23sstatefulset-0 0/1 Terminating 0 5m23sstatefulset-0 0/1 Pending 0 0sstatefulset-0 0/1 Pending 0 0sstatefulset-0 0/1 ContainerCreating 0 0sstatefulset-0 0/1 ContainerCreating 0 1sstatefulset-0 1/1 Running 0 29sstatefulset-1 1/1 Running 0 33sstatefulset-0 1/1 Running 0 46s更新资源清单kubectl apply -f StatefulSet.yaml