Развёртывание, масштабирование и мониторинг stateful-приложения

Введение в Kubernetes

Frank Heilmann

Platform Architect and Freelance Instructor

Повторение: stateless-приложения

Краткое повторение: stateless-приложения соответствуют «Deployments» в Kubernetes
Используются, когда каждый Pod приложения выполняет одинаковые задачи
Stateful-приложения требуют Pods, объединённых в набор, но работающих с разными задачами и данными
Многое из изученного о Deployments применимо и к StatefulSets

Stateful-приложения

Stateful-приложения:
- общая концепция
- хорошо вписываются в Kubernetes
- сохраняют своё состояние
При перезапуске или остановке новая реплика (Pod) считывает сохранённое состояние и продолжает работу с него

Пример:
- База данных (например, PostgreSQL) передаёт данные фронтенду через 3 Pod.
- При каждом обновлении данных через любой из Pod эти данные необходимо сохранять
- Когда Pod завершает работу, создаётся новый, который должен восстановить сохранённое состояние

Kubernetes StatefulSets

Stateful-приложения соответствуют «Kubernetes StatefulSets»
Пример манифеста содержит те же разделы:
- apiVersion, kind, metadata, spec, template
replicas задаёт количество Pod в StatefulSet
Подробнее о selector — далее

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>

Развёртывание в кластере Kubernetes

StatefulSet развёртывается так же, как Deployments: kubectl apply -f <manifest.yml>
После развёртывания StatefulSet создаётся иначе, чем Deployment:
- Pod создаются последовательно, а не все сразу, как в Deployment
- Pod получают предсказуемые имена: pod-0, pod-1, pod-2 и т. д.
Это означает: в отличие от Pod в Deployment, Pod в StatefulSet имеют идентичность и состояние
Поэтому разные Pod StatefulSet с разными идентичностями могут выполнять разные роли в приложении

Масштабирование StatefulSet

Как и Deployments, StatefulSets можно масштабировать в обоих направлениях:
- Изменить число replicas в манифесте и применить заново,
- Или использовать команду kubectl scale statefulsets ...
При масштабировании вверх новые Pod добавляются по одному:
- например, после pod-0, pod-1, pod-2 добавляется pod-3, затем pod-4
При масштабировании вниз последние созданные Pod удаляются первыми:
- например, сначала pod-4, затем pod-3

Мониторинг StatefulSet

Как и в случае Deployments, мониторинг позволяет реагировать на различные проблемы: сбои, всплески нагрузки или нехватку хранилища
Здесь для базовых задач мониторинга используется kubectl

Типичные команды — те же, что и для Deployments
Пример 1: kubectl get pods возвращает все Pod в StatefulSet с их текущим статусом
Пример 2: kubectl get services возвращает все сервисы, которые может использовать StatefulSet

Давайте потренируемся!

Введение в Kubernetes