部署、擴縮與監控 Stateful 應用程式

Kubernetes 入門

Frank Heilmann

Platform Architect and Freelance Instructor

無狀態應用複習

快速複習：無狀態應用對應 Kubernetes 中的「Deployments」
當應用的每個 Pod 執行完全相同的工作時使用
有狀態應用需要一組彼此相關的 Pods，但可處理不同工作與不同資料
先前學到的 Deployments 概念，多數也能套用到 StatefulSets

有狀態應用程式

有狀態應用：
- 一般概念
- 很適合 Kubernetes
- 會保存狀態
當中斷或停止時，新的副本（Pod）可讀取已保存的狀態並從該狀態繼續運作

範例：
- 資料庫後端（例如 PostgreSQL）透過 3 個 Pods 提供資料給前端。
- 每次用任一 Pod 更新資料時，該資料都需要持久化
- 當某個 Pod 終止時，會建立新的 Pod，且必須接續已保存的狀態

Kubernetes StatefulSets

有狀態應用對應為「Kubernetes StatefulSets」
範例 Manifest 的區塊與以下相同：
- apiVersion、kind、metadata、spec、template
replicas 定義 StatefulSet 中的 Pod 數量
selector 之後再說明

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>

部署到 Kubernetes 叢集

佈署 StatefulSet 與 Deployments 類似： kubectl apply -f <manifest.yml>
但建立過程與 Deployment 不同：
- Pods 會依序建立，而非像 Deployment 一次全部建立
- Pods 有可預期的名稱，如 pod-0、pod-1、pod-2 等
也就是說：相較於 Deployment 的 Pods， StatefulSet 的 Pods 具有身分與狀態
因此，StatefulSet 中不同身分的 Pods 可在應用中負責不同角色

擴縮 StatefulSet

與 Deployments 類似，StatefulSets 可向上或向下擴縮：
- 修改 Manifest 中的 replicas 並重新套用
- 或使用指令 kubectl scale statefulsets ...
向上擴縮時，新的 Pods 會依序建立：
- 例如，pod-0、pod-1、pod-2，接著新增 pod-3，再加入 pod-4
向下擴縮時，最後建立的 Pods 會先刪除：
- 例如，先刪 pod-4，再刪 pod-3

監控 StatefulSet

與 Deployments 相同，監控可因應各種問題，如中斷、負載尖峰、或儲存不足
這裡使用 kubectl 進行基本監控

常見指令：與 Deployments 相同
範例 1：kubectl get pods 會列出 StatefulSet 中所有 pods 與其目前狀態
範例 2：kubectl get services 會列出 StatefulSet 可能使用的所有 services

一起來練習吧！

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