Kubernetes 有状态应用基础概念Nginx部署

发布时间：2021-11-06 02:09:31 所属栏目：系统来源：互联网

导读：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

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：<statefulset名称>-<编号>
Pod DNS A记录：<statefulset名称-编号>.<service-name> .<namespace>.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-1 statefulset]# vim service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web
spec:
  clusterIP: None
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
  selector:
    app: nginx

[root@master-1 statefulset]# kubectl apply -f service.yaml

[root@master-1 statefulset]# kubectl get service
NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
web          ClusterIP   None         <none>        80/TCP    8m18s

#创建statefulset，指定serviceName

[root@master-1 statefulset]# cat statefulset.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-1 statefulset]# kubectl apply -f statefulset.yaml
statefulset.apps/web created

#发现pod名称带有序号
[root@master-1 statefulset]# kubectl get pods
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
web-0   1/1     Running   0          16s
web-1   1/1     Running   0          13s
web-2   1/1     Running   0          6s

#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

可以看到解析出3条记录出来，解析出对应的三个Pod IP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pod ip虽然发生变化，但是主机名，Pod DNS A记录不会发生变化
/ # nslookup web
Server:    10.0.0.2
Address 1: 10.0.0.2 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local

Name:      web
Address 1: 10.244.2.116 web-2.web.default.svc.cluster.local
Address 2: 10.244.2.115 web-0.web.default.svc.cluster.local
Address 3: 10.244.1.66 web-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
yum install nfs-utils (centos)
或者 apt-get install nfs-kernel-server (ubuntu)

2、启动服务
systemctl enable nfs-server
systemctl start nfs-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
systemctl restart nfs-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yum install showmount)

showmount -e 127.0.0.1
/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 ~]# yum install nfs-utils （centos）
或者 apt-get install nfs-common （ubuntu）
[root@master-1 ~]# mkdir /test
[root@master-1 ~]# mount -t nfs 172.16.201.209:/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

#直接访问pod IP 测试内容：

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kubectl delete statefulset XXXX 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

kubectl delete statefulset web --cascade=false

（2）、级联删除
省略 --cascade=false 参数即可

kubectl delete statefulset web

（编辑：辽源站长网）

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