【K8S系列】有状态服务 VS 无状态服务
目录
序言：
1.无状态服务介绍
2 有状态服务介绍
2.1 稳定的网络标识
2.2 稳定持久化存储
3 总结
序言：
昨天有位大佬，问我这个问题，一时哑口无言，没回答上来，但内心却想挣扎一下
结果 依然 被怼的很惨
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发愤图强学习研究下，下次再battle
决定学习之后，有了这篇文章.
1.无状态服务介绍
1.数据方面：无状态服务不会在本地存储持久化数据.多个实例可以共享相同的持久化数据
2.结果方面：多个服务实例对于同一个用户请求的响应结果是完全一致的
3.关系方面：这种多服务实例之间是没有依赖关系
4.影响方面：在k8s控制器 中动态启停无状态服务的pod并不会对其它的pod产生影响
5.示例方面：nginx实例，tomcat实例，web应用
6.资源方面：相关的k8s资源有：ReplicaSet、ReplicationController、Deployment
7.创建方式：Deployment被设计用来管理无状态服务的pod
每个pod完全一致，原因如下：
- 无状态服务内的多个Pod创建的顺序是没有顺序的
- 无状态服务内的多个Pod的名称是随机的.pod被重新启动调度后,它的名称与IP都会发生变化
- 无状态服务内的多个Pod背后是共享存储的
8.缩容方式：随机缩容
由于是无状态服务，所以这些控制器创建的pod序号都是随机值。并且在缩容也是随机，并不会明确缩容某一个pod。因为所有实例得到的返回值都是一样，所以缩容任何一个pod都可以
2 有状态服务介绍
1.数据方面：有状态服务需要在本地存储持久化数据,典型的是分布式数据库的应
2.结果方面：实例之间，请求结果可能存在不一致
3.关系方面：分布式节点实例之间有依赖的拓扑关系.比如,主从关系.
4.影响方面：如果K8S停止分布式集群中任 一实例pod,就可能会导致数据丢失或者集群的crash.
5.示例方面：mysql数据库、kafka、zookeeper、Redis主从架构
6.资源方面：statefulSet
7.创建方式：statefulSet管理
Pod的特点：
- 唯一性: 每个Pod会被分配一个唯一序号
- 顺序性: Pod启动,更新,销毁是线性的，按顺序进行
- 稳定的网络标识: Pod主机名,DNS地址不会随着Pod被重新调度而发生变化.
- 稳定的持久化存储: Pod被重新调度后,仍然能挂载原有的PV,从而保证了数据的完整性和一致性.
8.缩容方式：有顺序的缩容
StatefulSet 缩容只会操作 一个 pod 实例，因此有状态应用的缩容相对于无状态的缩容速度会慢。
举例来说， 一个分布式存储应用若同时下线多个节点 ，则可能导致其数据丢失 。
比如说，一个数据项副本数设置为 2 的数据存储应用， 若同时有两个节点下线，如果一份数据它正好保存在这两个节点上，这份数据就会丢失。
因此缩容是线性的 ，则分布式存储应用需要时间把丢失的副本复制到其他节点 ，从而保证数据不会丢失。其实，这也是第七点中所讲的顺序性。
2.1 稳定的网络标识
如何理解稳定的网络标识？以redis为例：可以这样理解：
例如：需要创建名为test-redis-pod的Stateful模型,
根据配置的Replica=3的设置,K8S会创建三个Pod,依次命名为:
- test-redis-pod-0
- test-redis-pod-1
- test-redis-pod-2
K8S为有状态的服务Pod分配稳定的网络标识,具体实现基于test-redis-pod-0名称,借助Headless DNS进行如下解析,获取后端其中一个Pod的地址.
$(pod name).$(service name).$(namespace).svc.cluster.local下面通过Pod名称访问Redis集群的Master节点地址的方法.
session.save_path = "tcp://test-redis-pod-0.test-redis-service.default.svc.cluster.local:6379"在Redis Pod内部,主从节点之间数据同步的需求,Slave节点对应的配置文件中需要一个稳定的Master地址.
下边脚本通过稳定访问test-redis-pod-0 名称来间接获得Redis Master节点IP地址,
然后写入到Redis Slave的配置文件中,这样后续Slave节点与Master节点可以完成增量数据的同步.
if [ "${server_host}" != "test-redis-pod-0" ];then #echo "server-count: ${server_counts}" >> /data/redistest.log while [ -z "${master_address}" ];do echo "master_address is not available, ${master_address} waiting for redis master..." >> /data/redistest.log master_address=$(replication_master_address) sleep 1s done fi echo "master_address: $(master_address)" >> /data/redistest.log if [ ! -z "$master_address" ]; then printf "\nslaveof %s 6379\n" "$master_address" >> $conf fi在Redis Pod外部, 可以这样来访问具体的Pod服务.
$(pod name).$(service name).$(namespace).svc.cluster.local
2.2 稳定持久化存储
如何理解稳定的持久化存储，可以参考下图：
如图：
1.唯一：每个Redis Pod对应一个PVC/PV.当Pod发生调度时,需要在别的节点启动时,根据Pod背后关联的存储信息，可以保证其名称的稳定性.
2.复用：Pod还是会attach挂载到原来的PV/PVC中,从而确定每个Pod有自己专用的存储卷.
3 总结
主要介绍了无状态和有状态服务的基础概念，从八个方面介绍了两者的区别，
并以redis集群为例，详细讲解了稳定的网络标识和稳定的持久化存储
介绍了：
- Deployment部署无状态服务
- Stateful新的部署组件.
Stateful 主要是通过支持Pod一些特性
- 名称唯一性
- 稳定的网络标识
- 稳定的持久化存储
从而实现在K8S中部署运维有状态服务