Kubernetes 中的全局部署方式——StatefulSet

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Kubernetes 提供了 StatefulSet 以解决无状态服务不能满足持久化存储、全局唯一标识符、网络标识符等方面要求的问题。StatefulSet 是一个在 Kubernetes 中创建和管理状态化应用的控制器。

StatefulSet 是什么?

在 Kubernetes 中,无状态服务可以通过 Deployment 控制器来创建和管理。Deployment 控制器为每个实例创建一个新的 Pod,并能够负责容器副本的自我修复。

但对于某些应用(如数据库、消息队列、缓存等),无状态服务无法满足它们的要求。比如,一个数据库实例需要有一个固定的 IP 地址和一个唯一的网络标识符,在节点迁移或 Pod 重新调度时能够保持连接。此时,就需要使用 StatefulSet 。

StatefulSet 的特点:

  • 每个副本有一个固定的有序名称(stable network identity)。
  • 缩放时可以保证网络标识不变。
  • 支持有状态服务的有序部署和扩展。
  • 每个 Pod 拥有唯一的网络标识符。
  • 支持有状态服务的有序滚动升级。

StatefulSet 示例代码

接下来,让我们通过一个实际的示例来掌握 StatefulSet 的使用方法。

我们假设要创建一个 MySQL 5.7 数据库集群。首先,我们需要创建一个 ConfigMap 对象来存储配置信息:

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接下来,我们创建一个 Headless Service (没有 ClusterIP 的 Service)来为 StatefulSet 提供 DNS 解析功能:

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然后,我们创建一个带有 PersistentVolumeClaim 的 StatefulSet:

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这里的 StatefulSet 定义了:

  • serviceName:与上面创建的 Headless Service 关联;
  • replicas:3 个 MySQL 实例;
  • template:与普通的 Pod 模板定义一样,但这里添加了一个 volumes 字段来定义持久化存储;
  • volumeClaimTemplates:用来创建 PersistentVolumeClaim 的模板定义。

其中,每个 Pod 的名称按照如下规则命名:

  • -...svc.cluster.local。

这样一来,每个 Pod 会获得一个稳定的、递增的有序名称。在 Pod 缩放时,这些名称不会发生变化。

现在,我们已经成功创建了 MySQL 5.7 数据库集群,并借此了解了如何创建和使用 StatefulSet 。

结论

StatefulSet 是 Kubernetes 中管理有状态服务的一种控制器,它保证了每个副本有一个稳定的网络标识符和唯一名称,并支持有序部署和扩展。本文通过实际示例代码,让读者深入掌握了 StatefulSet 的使用方法,为使用 Kubernetes 搭建稳定、可靠的分布式应用提供了重要帮助。

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