k8s数据持久化之statefulset的数据持久化，并自动创建PV与PVC
一：Statefulset
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重新调度后还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重新调度后其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运行之前所有之前的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）因为statefulset要求Pod的名称是有顺序的，每一个Pod都不能被随意取代，也就是即使Pod重建之后，名称依然不变。为后端的每一个Pod去命名。
从上面的应用场景可以发现，StatefulSet由以下几部分组成：
1.用于定义网络标志的Headless Service（headless-svc：无头服务。因为没有IP地址，所以它不具备负载均衡的功能了。）
2.用于创建PersistentVolumes的volumeClaimTemplates
3.定义具体应用的StatefulSetStatefulSet：Pod控制器。
RC、RS、Deployment、DS。 无状态的服务。
template（模板）：根据模板创建出来的Pod，它们的状态都是一模一样的（除了名称、IP、域名之外）
可以理解为：任何一个Pod，都可以被删除，然后用新生成的Pod进行替换。有状态的服务：需要记录前一次或者多次通信中的相关时间，以作为下一次通信的分类标准。比如：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一样，每一个Pod都有自己独有的数据持久化存储目录。）
每一个Pod-----对应一个PVC-----每一个PVC对应一个PV。
测试：要求
二、以自己的名称创建一个名称空间，以下所有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，但是每个Pod的主界面内容不一样，并且都要做专有的数据持久化，尝试删除其中一个Pod，查看新生成的Pod，是否数据与之前一致。
1.基于NFS服务，创建NFS服务。
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 *
2.创建RBAC权限
vim rbac-rolebind.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: lbs-test
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount 创建rbac授权用户。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 如没有名称空间需要添加这个default默认否则报错
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.创建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#指定账户
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.创建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.创建StatefulSet资源对象，自动创建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：自动创建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
**查看是否自动创建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
查看是否创建持久化目录：
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资源内创建数据。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**重新创建并存在。**
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. 删除后会重新创建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。
通过测试，即使删除Pod，重新生成调度后，依旧能访问到之前的持久化数据。
