无状态服务(Stateless Service):该服务运行的实例不会在本地存储需要持久化的数据,并且多个实例对于同一个请求响应的结果是完全一致的,比如前面我们讲解的 WordPress 实例,我们是不是可以同时启动多个实例,但是我们访问任意一个实例得到的结果都是一样的吧?因为他唯一需要持久化的数据是存储在MySQL数据库中的,所以我们可以说 WordPress 这个应用是无状态服务,但是 MySQL 数据库就不是了,因为他需要把数据持久化到本地。
有状态服务(Stateful Service):就和上面的概念是对立的了,该服务运行的实例需要在本地存储持久化数据,比如上面的 MySQL 数据库,你现在运行在节点 A,那么他的数据就存储在节点 A 上面的,如果这个时候你把该服务迁移到节点 B 去的话,那么就没有之前的数据了,因为他需要去对应的数据目录里面恢复数据,而此时没有任何数据。
无状态服务利用我们前面的 Deployment 可以很好的进行编排,对应有状态服务,需要考虑的细节就要多很多了,容器化应用程序最困难的任务之一,就是设计有状态分布式组件的部署体系结构。由于无状态组件没有预定义的启动顺序、集群要求、点对点 TCP 连接、唯一的网络标识符、正常的启动和终止要求等,因此可以很容易地进行容器化。诸如数据库,大数据分析系统,分布式 key/value 存储、消息中间件需要有复杂的分布式体系结构,都可能会用到上述功能。为此,Kubernetes 引入了 StatefulSet 这种资源对象来支持这种复杂的需求。StatefulSet 类似于 ReplicaSet,但是它可以处理 Pod 的启动顺序,为保留每个 Pod 的状态设置唯一标识,具有以下几个功能特性:
稳定的、唯一的网络标识符
稳定的、持久化的存储
有序的、优雅的部署和缩放
有序的、优雅的删除和终止
有序的、自动滚动更新
Headless Service¶
在我们学习 StatefulSet 对象之前,我们还必须了解一个新的概念:Headless Service。Service 其实在之前我们和大家提到过,Service 是应用服务的抽象,通过 Labels 为应用提供负载均衡和服务发现,每个 Service 都会自动分配一个 cluster IP 和 DNS 名,在集群内部我们可以通过该地址或者通过 FDQN 的形式来访问服务。比如,一个 Deployment 有 3 个 Pod,那么我就可以定义一个 Service,有如下两种方式来访问这个 Service:
cluster IP 的方式,比如:当我访问 10.109.169.155 这个 Service 的 IP 地址时,10.109.169.155 其实就是一个 VIP,它会把请求转发到该 Service 所代理的 Endpoints 列表中的某一个 Pod 上。具体原理我们会在后面的 Service 章节中和大家深入了解。
Service 的 DNS 方式,比如我们访问“mysvc.mynamespace.svc.cluster.local”这条 DNS 记录,就可以访问到 mynamespace 这个命名空间下面名为 mysvc 的 Service 所代理的某一个 Pod。
对于 DNS 这种方式实际上也有两种情况:
第一种就是普通的 Service,我们访问“mysvc.mynamespace.svc.cluster.local”的时候是通过集群中的 DNS 服务解析到的 mysvc 这个 Service 的 cluster IP 的
第二种情况就是Headless Service,对于这种情况,我们访问“mysvc.mynamespace.svc.cluster.local”的时候是直接解析到的 mysvc 代理的某一个具体的 Pod 的 IP 地址,中间少了 cluster IP 的转发,这就是二者的最大区别,Headless Service 不需要分配一个 VIP,而是可以直接以 DNS 的记录方式解析到后面的 Pod 的 IP 地址。
这个 DNS 记录正是 Kubernetes 集群为 Pod 分配的一个唯一标识,只要我们知道 Pod 的名字,以及它对应的 Service 名字,就可以组装出这样一条 DNS 记录访问到 Pod 的 IP 地址,这个能力是非常重要的,接下来我们就来看下 StatefulSet 资源对象是如何结合 Headless Service 提供服务的。
可以看到 StatefulSet 控制器仍然会安装顺序创建出两个 Pod 副本出来,而且 Pod 的唯一标识依然没变,所以这两个 Pod 的网络标识还是固定的,我们依然可以通过web-0.nginx去访问到web-0这个 Pod,虽然 Pod 已经重建了,对应 Pod IP 已经变化了,但是访问这个 Pod 的地址依然没变,并且他们依然还是关联的之前的 PVC,数据并不会丢失:
https://www.qikqiak.com/k8strain/controller/statefulset/
https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/concepts/statefulset?hl=zh-cn