小知识：Kubernetes 有状态应用基本概念&Nginx部署

1、无状态与有状态

Deployment控制器设计原则：管理的所有Pod一模一样，提供同一个服务，也不考虑在哪台Node运行，可随意扩容和缩容。这种应用称为“无状态”，例如Web服务

但是,在实际的场景中，并不能满足所有应用，尤其是分布式应用，会部署多个实例，这些实例之间往往有依赖关系，例如主从关系、主备关系，这种应用称为“有状态”，例如MySQL主从、Etcd集群、redis-cluster 等等

2、StatefulSet 控制器概述

StatefulSet控制器用于部署有状态应用，满足一些有状态应用的需求：

Pod有序的部署、扩容、删除和停止 Pod分配一个稳定的且唯一的网络标识 Pod分配一个独享的存储

3、StatefulSet 控制器：网络标识

稳定的网络标识：

使用无头服务 Headless Service(相比普通Service只是将spec.clusterIP定义为None，也就是没有clusterIP，使用endport 来通信)来维护Pod网络身份，会为每个Pod分配一个数字编号并且按照编号顺序部署。还需要在StatefulSet添加serviceName: “nginx”字段指定StatefulSet控制器要使用这个Headless Service。

稳定主要体现在主机名和Pod A记录：

主机名：-<编号> Pod DNS A记录：. ..svc.cluster.local （POD 之间通过DNS A 记录通信）

例如: web-0.web.default.svc.cluster.local

备注： A记录：将域名指向一个IPv4地址（例如：100.100.100.100），需要增加A记录 CNAME记录：如果将域名指向一个域名，实现与被指向域名相同的访问效果，需要增加CNAME记录。这个域名一般是主机服务商提供的一个域名 MX记录：建立电子邮箱服务，将指向邮件服务器地址，需要设置MX记录。建立邮箱时，一般会根据邮箱服务商提供的MX记录填写此记录 NS记录：域名解析服务器记录，如果要将子域名指定某个域名服务器来解析，需要设置NS记录 TXT记录：可任意填写，可为空。一般做一些验证记录时会使用此项，如：做SPF（反垃圾邮件）记录 AAAA记录：将主机名（或域名）指向一个IPv6地址（例如：ff03:0:0:0:0:0:0:c1），需要添加AAAA记录

案例：

通过创建一个 nginx 应用的statefluset 控制器

创建 Headless Service ,定义 clusterIP: None (表示K8S 不会在给这个service 去颁发一个clusterIP 了;相比 deployment 控制器 的每个POD 都是相同的，而 statefuset 控制器的每个POD 都是有状态的

需要单独去访问 )

[root@master-1statefulset]#vimservice.yaml apiVersion:v1 kind:Service metadata: name:web spec: clusterIP:None ports: -protocol:TCP port:80 selector: app:nginx [root@master-1statefulset]#kubectlapply-fservice.yaml [root@master-1statefulset]#kubectlgetservice NAMETYPECLUSTER-IPEXTERNAL-IPPORT(S)AGE webClusterIPNone80/TCP8m18s

#创建statefulset，指定serviceName

[root@master-1statefulset]#catstatefulset.yaml apiVersion:apps/v1 kind:StatefulSet metadata: name:web spec: serviceName:“web” replicas:3 selector: matchLabels: app:nginx template: metadata: labels: app:nginx spec: containers: –name:nginx image:nginx ports: -containerPort:80 name:web [root@master-1statefulset]#kubectlapply-fstatefulset.yaml statefulset.apps/webcreated #发现pod名称带有序号 [root@master-1statefulset]#kubectlgetpods NAMEREADYSTATUSRESTARTSAGE web-01/1Running016s web-11/1Running013s web-21/1Running06s #查了POD的主机名 主机名默认与POD名一致，即使POD飘逸到其他node上或者删除后重建主机名都是和POD名一致。有个稳定的主机名 [root@master-1statefulset]#kubectlexec-itweb-0–hostname web-0 [root@master-1statefulset]#kubectlexec-itweb-1–hostname web-1 [root@master-1statefulset]#kubectlexec-itweb-2–hostname web-2 #临时启动一个busyboxpod，测试dns解析(注意这里的busybox版本为1.28.4最新版的busyboxnslookup会有问题) [root@master-1statefulset]#kubectlrun-itdns-test–rm–image=busybox:1.28.4–sh /#nslookupweb Server:10.0.0.2 Address1:10.0.0.2kube-dns.kube-system.svc.cluster.local Name:web Address1:10.244.2.114web-2.web.default.svc.cluster.local Address2:10.244.2.113web-0.web.default.svc.cluster.local Address3:10.244.1.65web-1.web.default.svc.cluster.local 可以看到解析出3条记录出来，解析出对应的三个PodIP记录，其他Pod可使用这个名称访问 模拟测试删除这些pod，升级镜像版本，发现podip虽然发生变化，但是主机名，PodDNSA记录不会发生变化 /#nslookupweb Server:10.0.0.2 Address1:10.0.0.2kube-dns.kube-system.svc.cluster.local Name:web Address1:10.244.2.116web-2.web.default.svc.cluster.local Address2:10.244.2.115web-0.web.default.svc.cluster.local Address3:10.244.1.66web-1.web.default.svc.cluster.local

这个就验证了 statefulset 的 Pod是 有序的部署、扩容、删除和停止 且 给每一个POD 分配一个稳定的且唯一的网络标识

4、StatefulSet 控制器：独享存储

独享存储：StatefulSet的存储卷使用VolumeClaimTemplate创建，称为卷申请模板，当StatefulSet使用VolumeClaimTemplate创建一个PersistentVolume时，

同样也会为每个Pod分配并创建一个编号的PVC，每个PVC绑定对应的PV，从而保证每个Pod都拥有独立的存储。

在创建StatefulSet 控制器 独享存储前，需要先定义好存储卷，使用pv 作为持久化存储卷，后端存储为NFS

这里采用动态PV 的方式(NFS server 搭建的过程省略)

一、部署NFS服务器

#服务器安装nfs服务，提供nfs存储功能 1、安装nfs-utils yuminstallnfs-utils(centos) 或者apt-getinstallnfs-kernel-server(ubuntu) 2、启动服务 systemctlenablenfs-server systemctlstartnfs-server 3、创建共享目录完成共享配置 mkdir/home/nfs#创建共享目录 4、编辑共享配置 vim/etc/exports #语法格式：共享文件路径客户机地址（权限）#这里的客户机地址可以是IP,网段，域名,也可以是任意* /home/nfs*(rw,async,no_root_squash) 服务自检命令 exportfs-arv 5、重启服务 systemctlrestartnfs-server 6、本机查看nfs共享目录 #showmount-e服务器IP地址(如果提示命令不存在，则需要yuminstallshowmount) showmount-e127.0.0.1 /home/nfs/nginx* 7、客户端模拟挂载[所有k8s的节点都需要安装客户端] [root@master-1~]#yuminstallnfs-utils（centos） 或者apt-getinstallnfs-common（ubuntu） [root@master-1~]#mkdir/test [root@master-1~]#mount-tnfs172.16.201.209:/home/nfs/test #取消挂载 [root@master-1~]#umount/test

二、配置PV 动态供给(NFS StorageClass)，创建pvc

#部署NFS实现自动创建PV插件： 一共设计到4个yaml 文件 ，官方的文档有详细的说明

https://github.com/kubernetes-incubator/external-storage

root@k8s-master1:~#mkdir/root/pvc root@k8s-master1:~#cd/root/pvc

创建rbac.yaml 文件

root@k8s-master1:pvc#catrbac.yaml kind:ServiceAccount apiVersion:v1 metadata: name:nfs-client-provisioner — kind:ClusterRole apiVersion:rbac.authorization.k8s.io/v1 metadata: name:nfs-client-provisioner-runner rules: -apiGroups:[“”] resources:[“persistentvolumes”] verbs:[“get”,“list”,“watch”,“create”,“delete”] -apiGroups:[“”] resources:[“persistentvolumeclaims”] verbs:[“get”,“list”,“watch”,“update”] -apiGroups:[“storage.k8s.io”] resources:[“storageclasses”] verbs:[“get”,“list”,“watch”] -apiGroups:[“”] resources:[“events”] verbs:[“create”,“update”,“patch”] — kind:ClusterRoleBinding apiVersion:rbac.authorization.k8s.io/v1 metadata: name:run-nfs-client-provisioner subjects: -kind:ServiceAccount name:nfs-client-provisioner namespace:default roleRef: kind:ClusterRole name:nfs-client-provisioner-runner apiGroup:rbac.authorization.k8s.io — kind:Role apiVersion:rbac.authorization.k8s.io/v1 metadata: name:leader-locking-nfs-client-provisioner rules: -apiGroups:[“”] resources:[“endpoints”] verbs:[“get”,“list”,“watch”,“create”,“update”,“patch”] — kind:RoleBinding apiVersion:rbac.authorization.k8s.io/v1 metadata: name:leader-locking-nfs-client-provisioner subjects: -kind:ServiceAccount name:nfs-client-provisioner #replacewithnamespacewhereprovisionerisdeployed namespace:default roleRef: kind:Role name:leader-locking-nfs-client-provisioner apiGroup:rbac.authorization.k8s.io

创建deployment.yaml 文件

#官方默认的镜像地址，国内可能无法下载，可以使用 image:

fxkjnj/nfs-client-provisioner:latest

#定义NFS 服务器的地址，共享目录名称

root@k8s-master1:pvc#catdeployment.yaml apiVersion:v1 kind:ServiceAccount metadata: name:nfs-client-provisioner — kind:Deployment apiVersion:apps/v1 metadata: name:nfs-client-provisioner spec: replicas:1 strategy: type:Recreate selector: matchLabels: app:nfs-client-provisioner template: metadata: labels: app:nfs-client-provisioner spec: serviceAccountName:nfs-client-provisioner containers: –name:nfs-client-provisioner image:fxkjnj/nfs-client-provisioner:latest volumeMounts: –name:nfs-client-root mountPath:/persistentvolumes env: –name:PROVISIONER_NAME value:fuseim.pri/ifs –name:NFS_SERVER value:172.16.201.209 –name:NFS_PATH value:/home/nfs volumes: –name:nfs-client-root nfs: server:172.16.201.209 path:/home/nfs

创建class.yaml

# archiveOnDelete: “true” 表示当PVC 删除后，后端数据不直接删除，而是归档

root@k8s-master1:pvc#catclass.yaml apiVersion:storage.k8s.io/v1 kind:StorageClass metadata: name:managed-nfs-storage provisioner:fuseim.pri/ifs#orchooseanothername,mustmatchdeploymentsenvPROVISIONER_NAME parameters: archiveOnDelete:“true”

查看存储类

root@k8s-master1:~/kubernetes/redis#kubectlgetsc NAMEPROVISIONERRECLAIMPOLICYVOLUMEBINDINGMODEALLOWVOLUMEEXPANSIONAGE managed-nfs-storagefuseim.pri/ifsDeleteImmediatefalse6s

基于上面的内容创建 statefulset.yaml 文件

root@k8s-master1:~#mkdir/root/statefulset root@k8s-master1:~#cd/root/statefulset root@k8s-master1:statefulset#vimstatefulset.yaml apiVersion:apps/v1 kind:StatefulSet metadata: name:web spec: serviceName:“web” replicas:3 selector: matchLabels: app:nginx template: metadata: labels: app:nginx spec: containers: –name:nginx image:nginx:1.16 ports: -containerPort:80 name:web volumeMounts: –name:nginx-pvc#指定PVC名称 mountPath:/usr/share/nginx/html volumeClaimTemplates:#相当于pvc模板 -metadata: name:nginx-pvc#创建的PVC名称 spec: storageClassName:“managed-nfs-storage”#指定动态PV名称 accessModes: -ReadWriteOnce#访问模式,读写在单台机器 resources: requests: storage:1Gi root@k8s-master1:statefulset#kubectlapply-fstatefulset.yaml statefulset.apps/webcreated root@k8s-master1:~/kubernetes/statefulset#kubectlgetpv NAMECAPACITYACCESSMODESRECLAIMPOLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGE pvc-8eacbe25-3875-4f78-91ca-ba83b6967a8a100GiRWXDeleteBoundredis/nfs-redismanaged-nfs-storage6d pvc-935033b7-9ac8-4346-8543-1f95492dcde91GiRWODeleteBounddefault/nginx-pvc-web-1managed-nfs-storage39s pvc-bd3a8c59-b66d-457b-a6f2-90f3b7f9ebf01GiRWODeleteBounddefault/nginx-pvc-web-2managed-nfs-storage19s pvc-be5cf42a-aeaa-4667-901c-77e1d2350f491GiRWODeleteBounddefault/nginx-pvc-web-0managed-nfs-storage61s root@k8s-master1:~/kubernetes/statefulset#kubectlgetpvc NAMESTATUSVOLUMECAPACITYACCESSMODESSTORAGECLASSAGE nginx-pvc-web-0Boundpvc-be5cf42a-aeaa-4667-901c-77e1d2350f491GiRWOmanaged-nfs-storage82s nginx-pvc-web-1Boundpvc-935033b7-9ac8-4346-8543-1f95492dcde91GiRWOmanaged-nfs-storage61s nginx-pvc-web-2Boundpvc-bd3a8c59-b66d-457b-a6f2-90f3b7f9ebf01GiRWOmanaged-nfs-storage40s oot@k8s-master1:~/kubernetes/statefulset#kubectlgetpods–show-labels NAMEREADYSTATUSRESTARTSAGELABELS web-01/1Running04m50sapp=nginx,controller-revision-hash=web-b56c497b,statefulset.kubernetes.io/pod-name=web-0 web-11/1Running04m29sapp=nginx,controller-revision-hash=web-b56c497b,statefulset.kubernetes.io/pod-name=web-1 web-21/1Running04m8sapp=nginx,controller-revision-hash=web-b56c497b,statefulset.kubernetes.io/pod-name=web-2 #分别进入到3个pod中，写入一个数据，验证各自的独享存储 root@k8s-master1:~/kubernetes/statefulset#kubectlgetpods-owide–selectorapp=nginx NAMEREADYSTATUSRESTARTSAGEIPNODENOMINATEDNODEREADINESSGATES web-01/1Running07m6s10.244.169.179k8s-node2 web-11/1Running06m45s10.244.107.228k8s-node3 web-21/1Running06m24s10.244.169.180k8s-node2 [root@master-1~]#kubectlexec-itweb-0–bash-c”echocongratulationsweb-0fork8s>/usr/share/nginx/html/index.html” [root@master-1~]#kubectlexec-itweb-1–bash-c”echocongratulationsweb-1fork8s>/usr/share/nginx/html/index.html” [root@master-1~]#kubectlexec-itweb-2–bash-c”echocongratulationsweb-2fork8s>/usr/share/nginx/html/index.html” #直接访问podIP测试内容： root@k8s-master1:~/kubernetes/statefulset#curl10.244.169.179 congratulationsweb-0fork8s root@k8s-master1:~/kubernetes/statefulset#curl10.244.107.228 congratulationsweb-1fork8s root@k8s-master1:~/kubernetes/statefulset#curl10.244.169.180 congratulationsweb-2fork8s

删除statefulset

删除statefulset 有两张方法，级联删除 和 非级联删除

使用非级联删除 statefulset 时，statefulset 的POD 不会被删除 使用级联删除时，statefulset 和 pod 都会被删除 （1）、非级联删除 使用kubectldeletestatefulsetXXXX删除statefulset,只需要提供–cascade=false参数，就会采用非联机删除，此时删除statefulset不会删除pod kubectldeletestatefulsetweb–cascade=false （2）、级联删除 省略–cascade=false参数即可 kubectldeletestatefulsetweb

原文链接：https://www.toutiao.com/a7024051811204088350/