K8S的StatefulSets

前言

K8S的StatefulSets是一个负载API对象用于管理有状态的应用。StatefulSets会给每个pod维护一个独特的标记，所以这些pods是不能交换的。
注意，V1.9才是稳定版本，可以通过apiserver发送--runtime-config禁用这个控制器。

应用场景

StatefulSets适合如下应用场景：

稳定、唯一的网络标识
稳定、持久的存储
有序的部署和扩展
有序的删除和终止
有序的自动化滚动更新
如果不需要持久化，应该考虑Deployment或ReplicaSet控制器.

局限

版本1.9
如果是给pod提供存储，那么必须预先配置好PV, 或者通过PersistentVolume Provisioner提供
删除或者向下缩减StatefulSet并不会删除相应的volume, 出于安全考虑。
需要创建一个Headless Service（clusterIP: None）负责pods的网络标识

StatefulSet的组件

下面这个例子创建一个无头的service, 一个有状态的pod，挂载在声明模板的PV.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx # has to match .spec.template.metadata.labels
  serviceName: "nginx"
  replicas: 3 # by default is 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx # has to match .spec.selector.matchLabels
    spec:
      terminationGracePeriodSeconds: 10
      containers:
      - name: nginx
        image: k8s.gcr.io/nginx-slim:0.8
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: www
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: www
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "my-storage-class"
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

Pod Identity

StatefulSets有一个唯一的identity，由有序的（由0开始分配给pod），稳定的网络标识符和稳定的存储组成。pod更换node也不会改变这个id。

序号从0开始
稳定的网络ID, StatefulSets中pod的主机名由$(statefulset name)-$(ordinal)规则组成，所以上述yml文件中，pods的名称分别web-0,web-1,web-2；而StatefulSets的域名则为$(service name).$(namespace).svc.cluster.local；pod的域名则为$(podname).$(governing service domain)，$(governing service domain)是serviceName. 见下图：

更新StatefulSet

1.7版本以后，StatefulSet控制器支持自动更新。更新策略取决于StatefulSet对象的spec.updateStrategy字段，这个功能可以用于更新容器镜像，
资源用量，标签，pods的注释(如果改了其它设置，就需要删除statefulsets重新create), 1.9支持RollingUpdate和OnDelete两种更新策略。

RollingUpdate将会把statefulset的pods按倒叙更新。首先让updateStrategy使用rollingupdate
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kubectl patch statefulset web -p '{"spec":{"updateStrategy":{"type":"RollingUpdate"}}}'
statefulset "web" patched
然后更换pod的image，这个过程中，pod将倒序终止，再更新。如果某个pod更新失败，将会对整个statefulsets做回滚。
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kubectl patch statefulset web --type='json' -p='[{"op": "replace", "path": "/spec/template/spec/containers/0/image", "value":"gcr.io/google_containers/nginx-slim:0.8"}]'
statefulset "web" patched
可以使用kubectl rollout status sts/<name>查看更新状态。这个策略有一个属性partition可以用于分段更新，就是制定更新一部分pods,
使用这个特性，就可以进行金丝雀测试（灰度）。
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kubectl patch statefulset web -p '{"spec":{"updateStrategy":{"type":"RollingUpdate","rollingUpdate":{"partition":3}}}}'
statefulset "web" patched

删除StatefulSet

简单删除命令：

kubectl delete -f file.yml
kubectl delete statefulsets <statefuleset_name>

如果想要保留pods，可以使用参数--cascade=false