温馨提示：文章是基于原理+实践而成，可关注或者收藏，日后或许会用到~~

什么是StatefulSet？

StatefulSet是为了解决有状态服务的问题（Deployments和ReplicaSets专为无状态服务设计的）而设计，其应用场景包括

1.稳定的持久化存储，即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据，基于PVC来实现2.稳定的网络标志，即Pod重新调度后其PodName和HostName不变，基于Headless Service（即没有Cluster IP的Service）来实现3.有序部署，有序扩展，即Pod是有顺序的，在部署或者扩展的时候要依据定义的顺序依次进行（即从0到N-1，在下一个Pod运行之前所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态），基于init containers来实现4.有序收缩，有序删除（即从N-1到0）

StatefulSet由哪几部分组成？

从上面的应用场景可以发现，StatefulSet由以下几个部分组成

1.通过Headless Service生成可解析的DNS记录2.通过volumeClaimTemplates创建pvc和对应的pv绑定3.定义StatefulSet来创建pod

StatefulSet的yaml文件组成？

StatefulSet中每个Pod的DNS格式为statefulSetName-{0..N-1}.serviceName.namespace.svc.cluster.local，其中

1.serviceName为Headless Service的名字2.0..N-1为Pod所在的序号，从0开始到N-13.statefulSetName为StatefulSet的名字4.namespace为服务所在的namespace，Headless Servic和StatefulSet必须在相同的namespace5..cluster.local为Cluster Domain

学习Statefulset之后需要掌握如下

1.如何创建 StatefulSet2.通过StatefulSet 怎样管理它的 Pod3.如何删除 StatefulSet4.如何对 StatefulSet 进行扩容/缩容5.如何更新一个 StatefulSet 的 Pod

部署一个web应用

作为开始，使用如下示例创建一个StatefulSet。它创建了一个Headless Service nginx 用来发布StatefulSet web中的Pod的IP地址。

cat  statefulset.yaml

apiVersion: v1kind: Servicemetadata:  name: nginx  labels:    app: nginxspec:  ports:  - port: 80    name: web  clusterIP: None  selector:    app: nginx---apiVersion: apps/v1beta1kind: StatefulSetmetadata:  name: webspec:  serviceName: "nginx"  replicas: 2  template:    metadata:      labels:        app: nginx    spec:      containers:      - name: nginx        image: nginx        ports:        - containerPort: 80          name: web        volumeMounts:        - name: www          mountPath: /usr/share/nginx/html  volumeClaimTemplates:  - metadata:      name: www    spec:      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]      resources:        requests:          storage: 1Gi

为什么要使用volumeClaimTemplate？

对于有状态应用都会用到持久化存储，比如mysql主从，由于主从数据库的数据是不能存放在一个目录下的，每个mysql节点都需要有自己独立的存储空间。而在deployment中创建的存储卷是一个共享的存储卷，多个pod使用同一个存储卷，它们数据是同步的，而statefulset定义中的每一个pod都不能使用同一个存储卷，这就需要使用volumeClainTemplate，当在使用statefulset创建pod时，会自动生成一个PVC，从而请求绑定一个PV，每一个pod都有自己专用的存储卷。Pod、PVC和PV对应的关系图如下：

通过statefulset部署pod，并且观察pod创建的过程

你需要使用两个终端窗口。在第一个终端中，使用kubectl get 来查看 StatefulSet的Pods的创建情况。

kubectl get pods -w -l app=nginx

在另一个终端中，使用 

kubectl  apply  -f  statefulset.yaml

来创建定义在statefulset.yaml 中的 Headless Service 和 StatefulSet。

上面的命令创建了两个Pod，每个都运行了一个NGINX web 服务器。获取 nginxService和web StatefulSet来验证是否成功的创建了它们。

1.查看service

kubectl get service nginx

显示如下：

NAME      CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE

nginx           None         <none>        80/TCP    12s

2.查看statefulset

kubectl get statefulset

显示如下：

NAME      DESIRED   CURRENT   AGE

web             2              1              20s

顺序创建Pod

对于一个拥有N个副本的StatefulSet，Pod被部署时是按照{0..N-1}的序号顺序创建的。在第一个终端中使用 kubectl get检查输出。

kubectl get pods -w -l app=nginx

显示如下：

请注意在 web-0 Pod 处于Running和Ready状态后 web-1 Pod才会被启动。

StatefulSet中的Pod

StatefulSet 中的 Pod 拥有一个唯一的顺序索引和稳定的网络身份标识

检查 Pod 的顺序索引

获取 StatefulSet 的 Pod。

kubectl get pods -l app=nginx

显示如下：

NAME      READY     STATUS    RESTARTS   AGE

web-0          1/1       Running          0         1m

web-1          1/1       Running           0          1m

如同StatefulSets概念中所提到的，StatefulSet中的Pod拥有一个具有黏性的、独一无二的身份标志。这个标志基于StatefulSet控制器分配给每个Pod的唯一顺序索引。Pod的名称的形式为<statefulset name>-<ordinal index>。webStatefulSet 拥有两个副本，所以它创建了两个 Pod：web-0 和 web-1

使用稳定的网络身份标识

每个Pod都拥有一个基于其顺序索引的稳定的主机名（statefulset创建的pod的主机名由statefulset的名称和有序索引组成），使用kubectl exec 在每个Pod中执行hostname

for i in 0 1; do kubectl exec web-$i -- sh -c 'hostname'; doneweb-0web-1

使用kubectl run运行一个提供nslookup命令的容器，该命令来自于dnsutils包。通过对Pod的主机名执行nslookup，你可以检查他们在集群内部的DNS地址。

kubectl exec -it  web-1 -- /bin/bashapt-get  install  dns-utils -y nslookup web-0.nginx.default.svc.cluster.local

在一个终端中查看StatefulSet的Pod。

kubectl get pod -w -l app=nginx

在另一个终端中使用 kubectl delete 删除StatefulSet中所有的Pod。

kubectl delete pod -l app=nginx

显示如下：

pod "web-0" deleted

pod "web-1" deleted

等待StatefulSet重启它们，并且两个Pod都变成Running和Ready状态。

kubectl get pod -w -l app=nginx

显示如下：

NAME      READY     STATUS                  RESTARTS      AGE

web-0     0/1          ContainerCreating      0                  0s

NAME      READY     STATUS                 RESTARTS        AGE

web-0     1/1       Running                         0                   2s

web-1     0/1       Pending                         0                   0s

web-1     0/1       Pending                         0                  0s

web-1     0/1     ContainerCreating          0                   0s    

web-1  1/1       Running                      0                  34s

使用 kubectl exec 和 kubectl run 查看 Pod 的主机名和集群内部的 DNS 表项

for i in 0 1; do kubectl exec web-$i -- sh -c 'hostname'; done

显示如下：

web-0

web-1

web-2

kubectl exec -it  web-1 -- /bin/bash

apt-get  install  dnsutils -y   #安装nslookup命令的

nslookup web-0.nginx.default.svc.cluster.local

Pod 的序号、主机名、SRV 条目和记录名称没有改变，但和 Pod 相关联的 IP 地址可能发生了改变。这就是为什么不要在其他应用中使用 StatefulSet 中的 Pod 的 IP 地址进行连接，这点很重要。如果你需要查找并连接一个 StatefulSet 的活动成员，你应该查询 Headless Service 的 CNAME。和 CNAME 相关联的 SRV 记录只会包含 StatefulSet 中处于 Running 和 Ready 状态的 Pod。如果你的应用已经实现了用于测试 liveness 和 readiness 的连接逻辑，你可以使用 Pod 的 SRV 记录（web-0.nginx.default.svc.cluster.local, web-1.nginx.default.svc.cluster.local）。因为他们是稳定的，并且当你的 Pod 的状态变为 Running 和 Ready 时，你的应用就能够发现它们的地址。

域名对应的表格：

导入稳定的存储

获取 web-0 和 web-1 的 PersistentVolumeClaims

kubectl get pvc -l app=nginx

显示如下：

StatefulSet控制器创建了两个PersistentVolumeClaims，绑定到两个PersistentVolumes。NGINX web服务器默认会加载位于/usr/share/nginx/html/index.html的index文件。StatefulSets spec中的volumeMounts字段保证了 /usr/share/nginx/html 文件夹由一个 PersistentVolume 支持。将Pod的主机名写入它们的 index.html 文件并验证NGINX web服务器使用该主机名提供服务。

for i in 0 1 2 ; do kubectl exec web-$i -- sh -c 'echo $(hostname) > /usr/share/nginx/html/index.html'; don

for i in 0 1 2; do kubectl exec -it web-$i -- curl localhost; done

显示如下：

web-0

web-1

请注意，如果你看见上面的 curl 命令返回了403 Forbidden的响应，你需要像修改挂载的目录的权限：

for i in 01 2; do kubectl exec web-$i -- chmod 755 /usr/share/nginx/html; done

修改之后重新尝试上面的 curl 命令。

想要了解kubernetes更多知识和生产案例，获取免费视频，可按如下方式获取 哈~~~

微信：luckylucky421302