k8s数据持久化之statefulset的数据持久化，并自动建立PV与PVC

时间 2020-02-26

标签 k8s 数据持久 statefulset 自动建立 pvc 繁體版

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一：Statefulsethtml

StatefulSet是为了解决有状态服务的问题，对应的Deployment和ReplicaSet是为了无状态服务而设计，其应用场景包括：
1.稳定的持久化存储，即Pod从新调度后仍是能访问到相同的持久化数据，基于PVC来实现
2.稳定的网络标志，即Pod从新调度后其PodName和HostName不变，基于Headless Service（即没有Cluster IP的Service）来实现
3.有序部署，有序扩展，即Pod是有顺序的，在部署或者扩展的时候要依据定义的顺序依次依次进行（即从0到N-1，在下一个Pod运行以前全部以前的Pod必须都是Running和Ready状态），基于init containers来实现
4.有序收缩，有序删除（即从N-1到0）node

由于statefulset要求Pod的名称是有顺序的，每个Pod都不能被随意取代，也就是即便Pod重建以后，名称依然不变。为后端的每个Pod去命名。web

从上面的应用场景能够发现，StatefulSet由如下几部分组成：
1.用于定义网络标志的Headless Service（headless-svc：无头服务。由于没有IP地址，因此它不具有负载均衡的功能了。）
2.用于建立PersistentVolumes的volumeClaimTemplates
3.定义具体应用的StatefulSet

StatefulSet：Pod控制器。
RC、RS、Deployment、DS。无状态的服务。
template（模板）：根据模板建立出来的Pod，它们的状态都是如出一辙的（除了名称、IP、域名以外）
能够理解为：任何一个Pod，均可以被删除，而后用新生成的Pod进行替换。数据库

有状态的服务：须要记录前一次或者屡次通讯中的相关时间，以做为下一次通讯的分类标准。好比：MySQL等数据库服务。（Pod的名称，不能随意变化。数据持久化的目录也是不同，每个Pod都有本身独有的数据持久化存储目录。）vim

每个Pod-----对应一个PVC-----每个PVC对应一个PV。后端

测试：要求
2、以本身的名称建立一个名称空间，如下全部资源都运行在此空间中。
用statefuset资源运行一个httpd web服务，要求3个Pod，可是每一个Pod的主界面内容不同，而且都要作专有的数据持久化，尝试删除其中一个Pod，查看新生成的Pod，是否数据与以前一致。api

1.基于NFS服务，建立NFS服务。网络

1.[root@master ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind  br/>2.[root@master ~]# mkdir /nfsdata
3.[root@master ~]# vim /etc/exports  br/>4./nfsdata  *(rw,sync,no_root_squash)
5.[root@master ~]# systemctl start nfs-server.service
6.[root@master ~]# systemctl start rpcbind  br/>7.[root@master ~]# showmount -e
8.Export list for master:
9./nfsdata *  app

2.建立RBAC权限
vim rbac-rolebind.yaml负载均衡

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata: 
  name: lbs-test
apiVersion: v1
    kind: ServiceAccount  建立rbac受权用户。及定义权限
metadata:
  name: nfs-provisioner
  name：lbs-test
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: nfs-provisioner-runner
  name：lbs-test
rules:
   -  apiGroups: [""]
      resources: ["persistentvolumes"]
      verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]
   -  apiGroups: [""]
      resources: ["persistentvolumeclaims"]
      verbs: ["get", "list", "watch", "update"]
   -  apiGroups: ["storage.k8s.io"]
      resources: ["storageclasses"]
      verbs: ["get", "list", "watch"]
   -  apiGroups: [""]
      resources: ["events"]
      verbs: ["watch", "create", "update", "patch"]
   -  apiGroups: [""]
      resources: ["services", "endpoints"]
      verbs: ["get","create","list", "watch","update"]
   -  apiGroups: ["extensions"]
      resources: ["podsecuritypolicies"]
      resourceNames: ["nfs-provisioner"]
      verbs: ["use"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: run-nfs-provisioner
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nfs-provisioner
    namespace:  lbs-test            如没有名称空间须要添加这个default默认不然报错
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: nfs-provisioner-runner
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

执行yaml文件：

1.[root@master yaml]# kubectl apply -f rbac-rolebind.yaml
2.namespace/lbh-test created
3.serviceaccount/nfs-provisioner created
4.clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/nfs-provisioner-runner created
5.clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/run-nfs-provisioner created

3.建立Deployment资源对象。
[root@master yaml]# vim nfs-deployment.yaml 
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  name：lbs-test
spec:
  replicas: 1#副本数量为1
  strategy:
    type: Recreate#重置
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      serviceAccount: nfs-provisioner#指定帐户
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/open-ali/nfs-client-provisioner使用的是这个镜像。
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath:  /persistentvolumes#指定容器内的挂载目录
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME#容器内置变量
              value: bdqn#这是变量的名字
            - name: NFS_SERVER
              value: 192.168.1.1
            - name: NFS_PATH#指定Nfs的共享目录
              value: /nfsdata
      volumes:#指定挂载到容器内的nfs路径与IP
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 192.168.1.1
            path: /nfsdata

执行yaml文件，查看Pod：br/>1.[root@master yaml]# kubectl apply -f nfs-deployment.yaml
2.deployment.extensions/nfs-client-provisioner created   br/>3.[root@master yaml]# kubectl get pod -n lbs-test
4.NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
5.nfs-client-provisioner-5d88975f6d-wdbnc   1/1     Running   0          13s

4.建立Storageclass资源对象（sc）：
root@master yaml]# vim sc.yaml 
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: sc-nfs
  namespace：lbs-test #名称空间 名
provisioner: lbs-test#与deployment资源的env环境变量value值相同
reclaimPolicy: Retain #回收策略

执行yaml文件，查看SC：br/>1.[root@master yaml]# kubectl apply -f sc.yaml
2.storageclass.storage.k8s.io/sc-nfs created  br/>3.[root@master yaml]# kubectl get sc -n lbs-test
4.NAME     PROVISIONER   AGE
5.sc-nfs   lbs-test      8s

5.建立StatefulSet资源对象，自动建立PVC：

vim statefulset.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: headless-svc
  namespace: lbs-test
  labels:
    app: headless-svc
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: myweb
  selector:
    app: headless-pod
  clusterIP: None
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: statefulset-test
  namespace: lbs-test
spec:
  serviceName: headless-svc
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: headless-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: headless-pod
    spec:
      containers:
      - image: httpd
        name: myhttpd
        ports:
        - containerPort: 80
          name: httpd
        volumeMounts:
        - mountPath: /mnt
          name: test
  volumeClaimTemplates:     这个字段：自动建立PVC
  - metadata:
      name: test
      annotations:   //这是指定storageclass，名称要一致
        volume.beta.kubernetes.io/storage-class: sc-nfs
    spec:
      accessModes:
        - ReadWriteOnce
      resources:
        requests:
          storage: 100Mi

执行yaml文件，查看Pod：br/>1.[root@master yaml]# kubectl apply -f statefulset.yaml
2.service/headless-svc created  br/>3.statefulset.apps/statefulset-test created
4.[root@master yaml]# kubectl get pod -n lbs-test
5.NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
6.nfs-client-provisioner-5d88975f6d-wdbnc   1/1     Running   0          22m
7.statefulset-test-0                        1/1     Running   0          8m59s
8.statefulset-test-1                        1/1     Running   0          2m30s
9.statefulset-test-2                        1/1     Running   0          109s

**查看是否自动建立PV及PVC**
PV：
1.[root@master yaml]# kubectl get pv -n lbs-test   
2.NAME                                       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                              STORAGECLASS   REASON   AGE  
3.pvc-0454e9ad-892f-4e39-8dcb-79664f65d1e5   100Mi      RWO            Delete           Bound    lbh-test/test-statefulset-test-2   sc-nfs                  4m23s  
4.pvc-2cb98c60-977f-4f3b-ba97-b84275f3b9e5   100Mi      RWO            Delete           Bound    lbh-test/test-statefulset-test-0   sc-nfs                  11m  
5.pvc-99137753-ccd0-4524-bf40-f3576fc97eba   100Mi      RWO            Delete           Bound    lbh-test/test-statefulset-test-1   sc-nfs                  5m4s  

PVC：
1.[root@master yaml]# kubectl get pvc -n lbs-test   
2.NAME                      STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE  
3.test-statefulset-test-0   Bound    pvc-2cb98c60-977f-4f3b-ba97-b84275f3b9e5   100Mi      RWO            sc-nfs         13m  
4.test-statefulset-test-1   Bound    pvc-99137753-ccd0-4524-bf40-f3576fc97eba   100Mi      RWO            sc-nfs         6m42s  
5.test-statefulset-test-2   Bound    pvc-0454e9ad-892f-4e39-8dcb-79664f65d1e5   100Mi      RWO            sc-nfs         6m1s

查看是否建立持久化目录：
1.[root@master yaml]# ls /nfsdata/
2.lbh-test-test-statefulset-test-0-pvc-2cb98c60-977f-4f3b-ba97-b84275f3b9e5
3.lbh-test-test-statefulset-test-1-pvc-99137753-ccd0-4524-bf40-f3576fc97eba
4.lbh-test-test-statefulset-test-2-pvc-0454e9ad-892f-4e39-8dcb-79664f65d1e5

6.在pod资源内建立数据。并访问测试。

1.[root@master yaml]# cd /nfsdata/  
2.[root@master nfsdata]# echo 111 > lbs-test-test-statefulset-test-0-pvc-2cb98c60-977f-4f3b-ba97-b84275f3b9e5/index.html  
3.[root@master nfsdata]# echo 222 > lbs-test-test-statefulset-test-1-pvc-99137753-ccd0-4524-bf40-f3576fc97eba/index.html  
4.[root@master nfsdata]# echo 333 > lbs-test-test-statefulset-test-2-pvc-0454e9ad-892f-4e39-8dcb-79664f65d1e5/index.html  
5.[root@master nfsdata]# kubectl get pod -o wide -n lbs-test   
6.NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES  
7.nfs-client-provisioner-5d88975f6d-wdbnc   1/1     Running   0          30m     10.244.2.2   node02   <none>           <none>  
8.statefulset-test-0                        1/1     Running   0          17m     10.244.1.2   node01   <none>           <none>  
9.statefulset-test-1                        1/1     Running   0          10m     10.244.2.3   node02   <none>           <none>  
10.statefulset-test-2                        1/1     Running   0          9m57s   10.244.1.3   node01   <none>           <none>  
11.[root@master nfsdata]# curl 10.244.1.2  
12.111  
13.[root@master nfsdata]# curl 10.244.2.3  
14.222  
15.[root@master nfsdata]# curl 10.244.1.3  
16.333

7.删除其中一个pod，查看该pod资源的数据是否会**从新建立并存在。**
1.[root@master ~]# kubectl get pod -n lbs-test   
2.NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE  
3.nfs-client-provisioner-5d88975f6d-wdbnc   1/1     Running   0          33m  
4.statefulset-test-0                        1/1     Running   0          20m  
5.statefulset-test-1                        1/1     Running   0          13m  
6.statefulset-test-2                        1/1     Running   0          13m  
7.[root@master ~]# kubectl delete pod -n lbs-test statefulset-test-0   
8.pod "statefulset-test-0" deleted  
**9.  删除后会从新建立pod资源**
10.[root@master ~]# kubectl get pod -n lbs-test -o wide  
11.NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES  
12.nfs-client-provisioner-5d88975f6d-wdbnc   1/1     Running   0          35m   10.244.2.2   node02   <none>           <none>  
13.statefulset-test-0                        1/1     Running   0          51s   10.244.1.4   node01   <none>           <none>  
14.statefulset-test-1                        1/1     Running   0          15m   10.244.2.3   node02   <none>           <none>  
15.statefulset-test-2                        1/1     Running   0          14m   10.244.1.3   node01   <none>           <none>  
**数据依旧存在。**
16.[root@master ~]# curl 10.244.1.4  
17.111  
18.[root@master ~]# cat /nfsdata/lbs-test-test-statefulset-test-0-pvc-2cb98c60-977f-4f3b-ba97-b84275f3b9e5/index.html   
19.111

StatefulSet资源对象，针对有状态的服务的数据持久化测试完成。经过测试，即便删除Pod，从新生成调度后，依旧能访问到以前的持久化数据。