部署、扩缩与监控有状态应用

Kubernetes 入门

Frank Heilmann

Platform Architect and Freelance Instructor

无状态应用回顾

简要回顾：无状态应用在 Kubernetes 中对应 "Deployment"
适用于每个 Pod 执行完全相同任务的场景
有状态应用需要彼此关联的一组 Pod，但可处理不同任务和数据
之前关于 Deployment 的许多概念，同样适用于 StatefulSet

有状态应用

有状态应用：
- 基本概念
- 与 Kubernetes 高度契合
- 会保存状态
被中断或停止时，新副本（Pod）可读取已保存的状态并继续运行

示例：
- 一个数据库后端（如 PostgreSQL）通过 3 个 Pod 向前端提供数据
- 每次通过任一 Pod 更新数据，都需要持久化
- 当某个 Pod 终止时，新建的 Pod 需接续已保存的状态

Kubernetes StatefulSet

有状态应用对应 "Kubernetes StatefulSet"
示例清单包含与以下相同的部分：
- apiVersion、kind、metadata、spec、template
replicas 定义 StatefulSet 中 Pod 的数量
selector 稍后介绍

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: <deployment name>
  labels:
    app: <a label for the application>
spec:
  replicas: <number of initial replicas>
  selector:
    matchLabels:
      app: <matches the label above>
  template:
    metadata:
      labels:
        app: <label to be given to each pod>
    spec:
      containers:
      - name: <container name>
        image: <the image to be used>
        ports:
        - containerPort: <ports for networking>

在 Kubernetes 集群中部署

部署 StatefulSet 与 Deployment 类似： kubectl apply -f <manifest.yml>
但创建过程不同：
- Pod 按顺序逐个创建，而非同时创建
- Pod 具有可预测的名称，如 pod-0、pod-1、pod-2 等
这意味着：与 Deployment 的 Pod 不同，StatefulSet 的 Pod 具有身份与状态
因此，同一 StatefulSet 中不同身份的 Pod 可在应用中承担不同角色

扩缩 StatefulSet

与 Deployment 类似，StatefulSet 可扩容或缩容：
- 修改清单中的 replicas 并重新应用
- 或使用命令 kubectl scale statefulsets ...
扩容时，新 Pod 将依次创建：
- 例如，先有 pod-0、pod-1、pod-2，再添加 pod-3，然后是 pod-4
缩容时，最后创建的 Pod 将先被删除：
- 例如，先删 pod-4，再删 pod-3

监控 StatefulSet

与 Deployment 一样，监控可应对宕机、流量峰值或存储不足等问题
这里用 kubectl 执行基本监控任务

常用命令：与 Deployment 相同
示例 1：kubectl get pods 返回 StatefulSet 中所有 Pod 及其状态
示例 2：kubectl get services 返回 StatefulSet 可能使用的所有 Service

Passons à la pratique !

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