StatefulSet

StatefulSet

StatefulSet：Pod控制器。

​ RC,RS,Deployment,DS。---------->无状态的服务。

​ template（模板）：根据模板创建出来的Pod,他们的状态都是一模一样的（除了名称，IP，域名之外）

​ 可以理解为：任何一个Pod，都可以被删除，然后用新生成的Pod进行替换。

有状态的服务：需要记录前一次或者多次通信中的相关事件，以作为一下通信的分类标准。比如：mysql等数据库服务。(Pod的名称，不能随意变化。数据持久化的目录也是不一样，每一个Pod都有自己独有的数据持久化存储目录。)

​ mysql：主从关系。

如果把之前无状态的服务比喻为牛，羊等牲畜。把有状态比喻为：宠物。

每一个Pod对应一个PVC,每一个PVC对应一个PV。

​ storageclass：自动创建PV。

​ 需要解决：自动创建PVC------------>volumeClaimTemplates

[root@master ~]# vim statefulset.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: headless-svc
  labels:
    app: headless-svc
spec:
  ports:
  - port: 80
  selector:
    app: headless-pod
  clusterIP: None
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: statefulset-test
spec:
  serviceName: headless-svc
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: headless-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: headless-pod
    spec:
      containers:
      - name: myhttpd
        image: httpd
        ports:
        - containerPort: 80

[root@master ~]# kubectl apply -f statefulset.yaml 
service/headless-svc created
statefulset.apps/statefulset-test created

Deployment：Deeployment+RS+随机字符串（Pod的名称。）没有顺序的。可以被随意替代的。

1.headless-svc：无头服务。因为没有IP地址，所以它不具备负载均衡的功能了。因为statefulset要求Pod的名称是由顺序的，每一个Pod都不能被随意取代，也就是即使Pod重建之后，名称依然不变。为后端的每一个Pod，去命名。

2.statefulset：定义具体的应用

3.volumeClaimTemplates：自动能够创建PVC，为后端提供专有的存储。

一、创建StorageClass资源对象。

​ 1.基于NFS服务，创建NFS服务。

[root@master ~]# showmount -e
Export list for master:
/nfsdata *

​ 2.创建rbac权限。

[root@master ~]# mkdir yaml
[root@master ~]# cp rbac-rolebind.yaml yaml/
[root@master ~]# cd yaml/
[root@master yaml]# vim rbac-rolebind.yaml 

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: nfs-provisioner
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: nfs-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: ["watch", "create", "update", "patch"]
   -  apiGroups: [""]
      resources: ["services", "endpoints"]
      verbs: ["get","create","list", "watch","update"]
   -  apiGroups: ["extensions"]
      resources: ["podsecuritypolicies"]
      resourceNames: ["nfs-provisioner"]
      verbs: ["use"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: run-nfs-provisioner
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nfs-provisioner
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: nfs-provisioner-runner
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

报错：
[root@master yaml]# kubectl apply -f rbac-rolebind.yaml 
serviceaccount/nfs-provisioner created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/nfs-provisioner-runner unchanged
The ClusterRoleBinding "run-nfs-provisioner" is invalid: subjects[0].namespace: Required value

排错：
38行添加：
    namespace: default

成功：
[root@master yaml]# kubectl apply -f rbac-rolebind.yaml 
serviceaccount/nfs-provisioner unchanged
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/nfs-provisioner-runner unchanged
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/run-nfs-provisioner configured

3.创建Deployment资源对象，用Pod代替真正的

[root@master ~]# cp nfs-deployment.yaml yaml/
[root@master ~]# cd yaml/
[root@master yaml]# vim nfs-deployment.yaml
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
spec:
  replicas: 1
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
spec:
  replicas: 1
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      serviceAccount: nfs-provisioner
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/open-ali/nfs-client-provisioner
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath:  /persistentvolumes
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: bdqn
            - name: NFS_SERVER
              value: 192.168.1.10
            - name: NFS_PATH
              value: /nfsdata
      volumes:
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 192.168.1.10
            path: /nfsdata

[root@master yaml]# kubectl apply -f nfs-deployment.yaml 
deployment.extensions/nfs-client-provisioner created

4.创建storageclass

[root@master ~]# cp test-storageclass.yaml yaml/
[root@master ~]# cd yaml/
[root@master yaml]# vim test-storageclass.yaml 

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: sc-nfs
provisioner: bdqn
reclaimPolicy: Retain

删除之前创建的sc:
[root@master yaml]# kubectl delete sc sc-nfs 
storageclass.storage.k8s.io "sc-nfs" deleted
查看有没有删除：
[root@master yaml]# kubectl get sc
No resources found.
再次运行文件：
[root@master yaml]# kubectl apply -f test-storageclass.yaml 
storageclass.storage.k8s.io/sc-nfs created

二、解决自动创建PVC

先删除之前创建的statefulset

[root@master yaml]# kubectl delete -f statefulset.yaml
service "headless-svc" deleted
statefulset.apps "statefulset-test" deleted

再修改statefulset.yaml里的文件：

[root@master yaml]# vim statefulset.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: headless-svc
  labels:
    app: headless-svc
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: myweb
  selector:
    app: headless-pod
  clusterIP: None
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: statefulset-test
spec:
  serviceName: headless-svc
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: headless-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: headless-pod
    spec:
      containers:
      - image: httpd
        name: myhttpd
        ports:
        - containerPort: 80
          name: httpd
        volumeMounts:
        - mountPath: /mnt
          name: test
  volumeClaimTemplates:     
  - metadata:
      name: test
      annotations:   //这是指定storageclass
        volume.beta.kubernetes.io/storage-class: sc-nfs
    spec:
      accessModes:
        - ReadWriteOnce
      resources:
        requests:
          storage: 100Mi

生成一下：          
[root@master yaml]# kubectl apply -f statefulset.yaml 
service/headless-svc created
statefulset.apps/statefulset-test created

验证是否能被使用：
[root@master yaml]# kubectl exec -it statefulset-test-0 /bin/sh
# cd /mnt
# touch testfile
# exit

[root@master yaml]# ls /nfsdata/default-test-statefulset-test-0-pvc-2fd45b61-6c69-4901-80da-66184e220b6f/
testfile

拓展：
以自己的名称创建一个名称空间，以下所有资源都运行在此空间中。用statefuset资源运行一个httpd web服务，要求3个Pod，但是每个Pod的主界面内容不一样，并且都要做专有的数据持久化，尝试删除其中一个Pod，查看新生成的Pod，总结对比与之前Deployment资源控制器控制的Pod有什么不同之处？
（一）创建StorageClass资源对象。
注意：nfs服务要开启
1、创建namespace的yaml文件
[root@master yaml]# vim namespace.yaml
kind: Namespace
apiVersion: v1
metadata:
name: xgp-lll #namespave的名称
执行一下
[root@master yaml]# kubectl apply -f namespace.yaml
查看一下
[root@master yaml]# kubectl get namespaces

2. 创建rbac权限。
   [root@master yaml]# vim rbac-rolebind.yaml
   apiVersion: v1
   kind: ServiceAccount
   metadata:
   name: nfs-provisioner
   namespace: xgp-lll

   apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
   kind: ClusterRole
   metadata:
   name: nfs-provisioner-runner
   namespace: xgp-lll
   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: ["watch", "create", "update", "patch"]
   • apiGroups: [""]
     resources: ["services", "endpoints"]
     verbs: ["get","create","list", "watch","update"]

   • apiGroups: ["extensions"]
     resources: ["podsecuritypolicies"]
     resourceNames: ["nfs-provisioner"]
     verbs: ["use"]

     kind: ClusterRoleBinding
     apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
     metadata:
     name: run-nfs-provisioner
     subjects:

   • kind: ServiceAccount
     name: nfs-provisioner
     namespace: xgp-lll
     roleRef:
     kind: ClusterRole
     name: nfs-provisioner-runner
     apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
     执行一下
     [root@master yaml]# kubectl apply -f rbac-rolebind.yaml
     3、创建Deployment资源对象，用Pod代替 真正的NFS服务。
     [root@master yaml]# vim nfs-deployment.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: nfs-client-provisioner
namespace: xgp-lll
spec:
replicas: 1
strategy:
type: Recreate
template:
metadata:
labels:
app: nfs-client-provisioner
spec:
serviceAccount: nfs-provisioner
containers:

• name: nfs-client-provisioner
  image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/open-ali/nfs-client-provisioner
  volumeMounts:
  • name: nfs-client-root
    mountPath: /persistentvolumes
    env:
  • name: PROVISIONER_NAME
    value: xgp
  • name: NFS_SERVER
    value: 192.168.1.21
  • name: NFS_PATH
    value: /nfsdata
    volumes:
• name: nfs-client-root
  nfs:
  server: 192.168.1.21
  path: /nfsdata
  执行一下
  [root@master yaml]# kubectl apply -f nfs-deployment.yaml
  查看一下
  [root@master yaml]# kubectl get pod -n xgp-lll

4、创建storageclass的yaml文件
[root@master yaml]# vim test-storageclass.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: stateful-nfs
namespace: xgp-lll
provisioner: xgp #通过provisioner字段关联到上述Deploy
reclaimPolicy: Retain
执行一下
[root@master yaml]# kubectl apply -f test-storageclass.yaml
查看一下
[root@master yaml]# kubectl get sc -n xgp-lll

（二）解决自动创建pvc
1、创建statefulset的yaml文件
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: headless-svc
namespace: xgp-lll
labels:
app: headless-svc
spec:
ports:

• port: 80
  name: myweb
  selector:
  app: headless-pod
  apiVersion: apps/v1
  kind: StatefulSet
  metadata:
  name: statefulset-test
  namespace: xgp-lll
  spec:
  serviceName: headless-svc
  replicas: 3
  selector:
  matchLabels:
  app: headless-pod
  template:
  metadata:
  labels:
  app: headless-pod
  spec:
  containers:
  • image: httpd
    name: myhttpd
    ports:
    • containerPort: 80
      name: httpd
      volumeMounts:
    • mountPath: /usr/local/apache2/htdocs
      name: test
      volumeClaimTemplates: #> 自动创建PVC，为后端的Pod提供专有的>存储。**
• metadata:
  name: test
  annotations: #这是指定storageclass
  volume.beta.kubernetes.io/storage-class: stateful-nfs
  spec:
  accessModes:
  • ReadWriteOnce
    resources:
    requests:
    storage: 100Mi
    执行一下
    [root@master yaml]# kubectl apply -f statefulset.yaml
    查看一下
    [root@master yaml]# kubectl get pod -n xgp-lll

2、 验证一下数据存储
容器中创建文件
第一个
[root@master yaml]# kubectl exec -it -n xgp-lll statefulset-test-0 /bin/bash
root@statefulset-test-0:/usr/local/apache2# echo 123 > /usr/local/apache2/htdocs/index.html

第二个
[root@master yaml]# kubectl exec -it -n xgp-lll statefulset-test-1 /bin/bash
root@statefulset-test-2:/usr/local/apache2# echo 456 > /usr/local/apache2/htdocs/index.html

第三个
[root@master yaml]# kubectl exec -it -n xgp-lll statefulset-test-2 /bin/bash
root@statefulset-test-1:/usr/local/apache2# echo 789 > /usr/local/apache2/htdocs/index.html
宿主机查看一下
第一个
[root@master yaml]# cat /nfsdata/xgp-lll-test-statefulset-test-0-pvc-ccaa02df-4721-4453-a6ec-4f2c928221d7/index.html
123

第二个
[root@master yaml]# cat /nfsdata/xgp-lll-test-statefulset-test-1-pvc-88e60a58-97ea-4986-91d5-a3a6e907deac/index.html
456

第三个
[root@master yaml]# cat /nfsdata/xgp-lll-test-statefulset-test-2-pvc-4eb2bbe2-63d2-431a-ba3e-b7b8d7e068d3/index.html
789
访问一下

kubernetes（k8s）StatefulSet 和 Deployment 区别及选择方式
访问方式：

Compare Deployment & StatefulSet

综上所述：
如果是不需额外数据依赖或者状态维护的部署，或者replicas是1，优先考虑使用Deployment；
如果单纯的要做数据持久化，防止pod宕掉重启数据丢失，那么使用pv/pvc就可以了；
如果要打通app之间的通信，而又不需要对外暴露，使用headlessService即可；
如果需要使用service的负载均衡，不要使用StatefulSet，尽量使用clusterIP类型，用serviceName做转发；
如果是有多replicas，且需要挂载多个pv且每个pv的数据是不同的，因为pod和pv之间是 一 一对应的，如果某个pod挂掉再重启，还需要连接之前的pv，不能连到别的pv上，考虑使用StatefulSet
能不用StatefulSet，就不要用
只能用StatefulSet:
最近在微软的aks平台上部署服务，由于Deployment在scale的时候需要动态申请volume，采取使用volumeClaimTemplates属性的方式来申请，当前Deployment对象（1.15）不支持这一属性，只有StatefulSet才有，因此不得不使用后者。目前看来有点本末倒置，不过不排除以后k8s会支持这一属性。

注意：
如果使用StatefulSet，spec.serviceName需要指向headlessServiceName，且不能省略指定步骤，官方文档要求headlessService必须在创建StatefulSet之前创建完成，经过测试，如果没有也不会影响pod运行（pod还是running状态），只是不能拥有一个stable-network-id 集群内部不能访问到这个服务（如果这个服务不需要被发现，只需要去发现其他服务，则serviceName随便写一个也行），官方要求要在创建StatefulSet之前创建好headlessService，是为了让pod启动时能自动对应到service上。

之所以要指定一个headlessService，是因为admin可以给StatefulSet创建多个、多种类型的service，k8s不知道要用哪个service的名称当作集群内域名的一部分。

Deployment类型则不能有此参数，否则报错。