一、有状态服务 VS 无状态服务
1.无状态服务介绍
1.数据方面:无状态服务不会在本地存储持久化数据.多个实例可以共享相同的持久化数据
2.结果方面:多个服务实例对于同一个用户请求的响应结果是完全一致的
3.关系方面:这种多服务实例之间是没有依赖关系
4.影响方面:在k8s控制器 中动态启停无状态服务的pod并不会对其它的pod产生影响
5.示例方面:nginx实例,tomcat实例,web应用
6.资源方面:相关的k8s资源有:ReplicaSet、ReplicationController、Deployment
7.创建方式:Deployment被设计用来管理无状态服务的pod, 每个pod完全一致,
原因如下:无状态服务内的多个Pod创建的顺序是没有顺序的, 无状态服务内的多个Pod的名称是随机的.pod被重新启动调度后,它的名称与IP都会发生变化, 无状态服务内的多个Pod背后是共享存储的
8.缩容方式:随机缩容由于是无状态服务,所以这些控制器创建的pod序号都是随机值。并且在缩容也是随机,并不会明确缩容某一个pod。因为所有实例得到的返回值都是一样,所以缩容任何一个pod都可以
2 有状态服务介绍
1.数据方面:有状态服务需要在本地存储持久化数据,典型的是分布式数据库的应
2.结果方面:实例之间,请求结果可能存在不一致
3.关系方面:分布式节点实例之间有依赖的拓扑关系.比如,主从关系.4.影响方面:如果K8S停止分布式集群中任 一实例pod,就可能会导致数据丢失或者集群的crash5.示例方面:mysql数据库、kafka、zookeeper、Redis主从架构
4.资源方面:statefulSet
5.创建方式:statefulSet管理
Pod的特点:
唯一性: 每个Pod会被分配一个唯一序号
顺序性: Pod启动,更新,销毁是线性的,按顺序进行
稳定的网络标识: Pod主机名,DNS地址不会随着Pod被重新调度而发生变化.
稳定的持久化存储: Pod被重新调度后,仍然能挂载原有的PV,从而保证了数据的完整性和一致性.
6.缩容方式:有顺序的缩容
StatefulSet 缩容只会操作 一个 pod 实例,因此有状态应用的缩容相对于无状态的缩容速度慢。
二、深入解析有状态服务
1 基本介绍
在 Kubernetes 中,有状态服务可以使用 StatefulSet 来进行部署和管理。
StatefulSet 可以确保有状态服务的有序部署和缩放,并在节点失败时自动重新启动实例。
与 Deployment 不同,StatefulSet 提供了稳定的网络标识符和稳定的存储卷名称,以确保有状态服务在重新调度后仍能够保持其身份和数据。
以下是有状态服务在 Kubernetes 中的一些重要概念和实践:
- Headless Service:Headless Service 是一种没有 Cluster IP 的 Service,它提供了一个稳定的 DNS 记录,以便有状态服务可以通过 DNS 查找彼此。Headless Service 通常与 StatefulSet 配合使用,以确保每个 Pod 都有唯一的 DNS 记录和稳定的网络标识符。
- PersistentVolume:PersistentVolume 是一种 Kubernetes 资源,它表示一个持久化存储卷。有状态服务通常使用 PersistentVolume 来持久化存储数据。
- StatefulSet:StatefulSet 是一种 Kubernetes 资源,用于部署有状态服务。StatefulSet 可以确保有序部署和缩放,并在节点故障时自动重新启动实例。StatefulSet 还提供了稳定的网络标识符和稳定的存储卷名称,以确保有状态服务在重新调度后仍能够保持其身份和数据
- Init Containers:Init Containers 是一种特殊类型的容器,它们在应用程序容器启动之前运行,并可以执行一些初始化任务,例如创建数据库或检查数据完整性。有状态服务通常使用 Init Containers 来进行一些必要的初始化操作。
总之,在 Kubernetes 中管理有状态服务需要使用一些特定的概念和实践,例如 Headless Service、PersistentVolume、StatefulSet 和 Init Containers。
这些工具和实践可以确保有状态服务的可靠性和一致性,并使其在节点故障和重新调度时能够正确地恢复和保持状态。
2 使用介绍
Headless Service 是 Kubernetes 中的一种服务类型,它不会分配 Cluster IP,并且不会进行负载均衡。
相反,它返回与服务中的每个端点相对应的 DNS 记录,这些记录可以用于直接访问这些端点。
Headless Service 通常用于需要直接与 Pod 进行通信的情况,例如 StatefulSet。
下面是一个使用 Headless Service 的示例代码:
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-headless-service #
spec:
clusterIP: None
selector:
app: my-app
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 8080
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: my-statefulset
spec:
serviceName: my-headless-service
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: my-app
template:
metadata:
labels:
app: my-app
spec:
containers:
- name: my-container
image: my-image
ports:
- containerPort: 8080
env:
- name: MY_POD_NAME
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: metadata.name
1.在上述示例中,定义了一个 Headless Service,名为 my-headless-service,并将其设置为 clusterIP: None,这样它就不会分配 Cluster IP。
2.然后,定义了一个 StatefulSet,名为 my-statefulset,并指定了 serviceName: my-headless-service,这意味着 StatefulSet 将使用我们定义的 Headless Service。
3.还指定了 replicas: 3,这意味着我们将有三个 Pod。每个 Pod 包含一个名为 my-container 的容器,该容器使用名为 my-image 的映像,并公开端口 8080。
4.还将 MY_POD_NAME 环境变量设置为 Pod 的名称,以便容器可以使用该名称来识别自己。
5.这是一个基本的 Headless Service 示例,当访问服务时,它将返回每个 Pod 的 DNS 记录,可以使用这些记录来直接访问每个 Pod。