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StatefulSets

一个标准的 StatefulSet 由 Pod template 和 Volume claim template 组成：

说明

  • StatefulSet 在 K8s 1.9 版本正式 GA，1.9 之前属于 beta 版本，1.5 之前的版本则不可用
  • Pod 所需的存储要么基于 PersistentVolume Provisioner 请求的 stogage class 动态获取，要么通过管理员预先提供
  • 删除或者缩容一个 StatefulSet 将不会删除绑定的存储卷。这么做是为了保证数据安全
  • StatefulSet 依赖 Headless Service 处理 Pods 的网络标识

部署和扩容缩容保障

  • 如果一个 StatefulSet 有 N 个 replicas（副本），Pod 按照 {0..N-1} 的顺序部署
  • 当 Pods 被删除时，则按照 {N-1..0} 的顺序终止
  • 在扩容缩容操作应用到 Pod 时，之前的实例都是运行和准备就绪的
  • 在 Pod 终止前，它的继任者都必须完全关闭状态
StatefulSet pod.Spec.TerminationGracePeriodSeconds 值不应该指定为 0。

组件

  • Headless Service 用于域名注册
  • volumeClaimTemplates 用于提供存储

Pod 选择器

必须指定 .spec.selector 字段匹配 .spec.template.metadate.labels。在 Kubernetes 1.8 之前，.spec.selector 字段如果为空则取默认值。在 1.8 以及之后版本，不指定则报错。

Pod 标识

StatefulSet Pod 具有唯一的标识，由序数、稳定网络标识和稳定存储组成，无论其被调度到哪个节点。
序数索引
对于拥有 N 副本的 StatefulSet，StatefulSet 的每个 Pod 将被分配一个整数序数，从 0 到 N-1，在副本集中是唯一的。
稳定的网络 ID
StatefulSet 中的每个 Pod 都从 StatefulSet 的名称和 Pod 序号派生出主机名。构造的主机名的模式是 $(statefulset name)-$(ordinal)。StatefulSet 可以通过 Headless Service 管理 Pods 的域名，域名的格式为： $(service name).$(namespace).svc.cluster.local，其中 cluster.local 为集群域，以实际设置为主。作为每个创建的 Pod，它获取匹配的 DNS 子域，格式为：$(podname).$(governing service domain)，其中，governing service 通过 StatefulSet 的 serviceName 字段定义。以下为官方示例中对应关系：
Cluster Domain
Service(ns/name)
StatefulSet(ns/name)
StatefulSet Domain
Pod DNS
Pod Hostname
cluster.local
default/nginx
default/web
nginx.default.svc.cluster.local
web-{0..N-1}.nginx.default.svc.cluster.local
web-{0..N-1}
cluster.local
foo/nginx
foo/web
nginx.foo.svc.cluster.local
web-{0..N-1}.nginx.foo.svc.cluster.local
web-{0..N-1}
kube.local
foo/nginx
foo/web
nginx.foo.svc.kube.local
web-{0..N-1}.nginx.foo.svc.kube.local
web-{0..N-1}

Pod 管理策略

K8s 1.7 之后，StatefulSet 通过 .spec.podManagementPolicy 字段可以设置是否严格按照顺序部署和扩容缩容操作。
OrderedReady Pod 管理
OrderedReady pod 管理是默认的 StatefulSets 策略，保障了有序部署和扩容缩容。
Parallel Pod 管理
Parallel pod 管理指定 StatefulSet 控制器并行运行和终止 Pods，而不是等待 Pods 运行和准备就绪再运行或者终止完上一个 Pod 再终止另外一个。

更新策略

K8s 1.7 之后，StatefulSet 通过 .spec.updateStrategy 字段允许用户配置和禁用 Pods 自动滚动更新容器、标签、资源限制以及注释。

OnDelete

OnDelete 更新策略实现了旧的（1.6 或之前的版本）更新方式，当一个 StatefulSet 的 .spec.updateStrategy.type 设置为 OnDelete 时，StatefulSet 控制器将不会自动更新 StatefulSet 中的 Pods。在修改 .spec.template 后，用户必须手动删除 Pods 以触发控制器创建新的 Pods。

RollingUpdate

RollingUpdate 更新策略实现了在 StatefulSet 中自动、滚动更新 Pods。当 .spec.updateStrategy 没有定义的时候，默认就是 RollingUpdate 策略。当 StatefulSet .spec.updateStrategy.type 设置为 RollingUpdate 时，StatefulSet 控制器在有变更的时候会删除和重建 StatefulSet 中的每一个 Pod。它将以 Pod 终止（从最大序数到最小序数）的顺序进行，一次更新一个 Pod。在继续更新前会等待更新的 Pod 运行直接准备就绪。
Patition
RollingUpdate 更新策略可以分区操作，通过指定 .spec.updateStrategy.rollingUpdate.partition 选项。如果指定了分区，则更新 StatefulSet 的 .spec.template 时，将更新序数大于或者等于该分区的所有 Pods。序数小于分区的所有 Pods 都不会更新，即使被删除，也会以之前的版本重建。如果 StatefulSet 的 .spec.updateStrategy.rollingUpdate.partition 大于 .spec.replicas，则即使 .spec.template 更新了，Pods 也不会被更新。
大多数情况下是不需要使用分区的，但是如果有金丝雀或者分阶段更新需求，那么分区将会很有用。
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