创建有状态工作负载StatefulSet - 容器服务 Kubernetes 版 ACK

阿里云容器服务Kubernetes版ACK（Container Service for Kubernetes）集群支持通过界面创建StatefultSet类型的应用，满足您快速创建有状态应用的需求。本例中将创建一个Nginx的有状态应用，并演示StatefulSet应用的特性。

前提条件

使用镜像创建有状态StatefulSet应用前，请确保您已经进行以下操作：

背景信息

StatefulSet包括以下特性：


场景	说明
Pod一致性	包含次序（启动、停止次序）、网络一致性。此一致性与Pod相关，与被调度到哪个Node节点无关。
稳定的持久化存储	通过VolumeClaimTemplate为每个Pod创建一个PV。删除、减少副本，不会删除相关的卷。
稳定的网络标志	Pod的`hostname`模式为：`（statefulset名称）−（序号）`。
稳定的次序	对于N个副本的StatefulSet，每个Pod都在 [0，N）的范围内分配一个数字序号，且是唯一的。

操作步骤

登录容器服务管理控制台。
在控制台左侧导航栏，单击集群。
在集群列表页面，单击目标集群名称或者目标集群右侧操作列下的详情。
在集群管理页左侧导航栏，选择工作负载 > 有状态。
在有状态页面，单击使用镜像创建。

在应用基本信息页签中，设置应用的基本信息。

本例中选择有状态类型，创建StatefulSet类型的应用。


配置项	描述
应用名称	设置应用的名称。
命名空间	设置应用部署所处的命名空间，默认使用default命名空间。
副本数量	应用包含的Pod数量。
类型	定义资源对象的类型，可选择无状态、有状态、任务、定时、定时任务、守护进程集。
标签	为该应用添加一个标签，标识该应用。
注解	为该应用添加一个注解（Annotation）。
时区同步	容器与节点是否使用相同的时区。

单击下一步进入容器配置页签。

设置容器相关的配置。

说明在容器配置页签上方，单击添加容器为应用的Pod设置多个容器。

容器配置的配置项及描述如下。

基本配置


配置项	描述
镜像名称	您可以单击选择镜像，选择所需的镜像并单击确定。本例中为官方Nginx镜像，可以在搜索页签中，选择Docker镜像，然后在文本框中输入`nginx`进行搜索。容器镜像服务：在容器镜像服务页签中，可以选择托管在容器镜像服务ACR中的镜像。需要选择镜像所属地域，以及镜像服务实例。关于ACR的更多信息，请参见什么是容器镜像服务ACR。说明您可以在容器镜像服务页签，根据名称搜索托管在容器镜像服务ACR中的镜像。 Docker官方镜像：在Docker官方镜像页签中，可以选择Docker官方提供的容器镜像。用户收藏：在用户收藏页签中，可以选择您收藏的Docker官方镜像。搜索：在搜索页签中，可以分别在ACR的特定地域和Docker官方镜像中搜索容器镜像。您还可以填写私有镜像。填写的格式为`domainname/namespace/imagename:tag`。
镜像Tag	您可以单击选择镜像Tag选择镜像的版本。若不指定，默认为最新版。 ACK支持以下三种镜像拉取策略（imagePullPolicy）：优先使用本地镜像（IfNotPresent）：如果本地有该镜像（之前拉取过该镜像至宿主机中），则使用本地镜像，本地不存在时拉取镜像。总是拉取镜像（Always）：表示每次部署或扩容都会从容器镜像服务重新拉取镜像，而不会从本地拉取镜像。仅使用本地镜像（Never）：仅使用本地镜像。说明当您选中镜像拉取策略时，默认不设置镜像拉取策略。单击设置镜像密钥，您可以实现免密拉取镜像。具体操作，请参见使用免密组件拉取容器镜像。
资源限制	可指定该应用所能使用的资源上限，包括CPU、内存和Ephemeral-storage三种资源，防止占用过多资源。
所需资源	即为该应用预留资源额度，包括CPU和内存两种资源，即容器独占该资源，防止因资源不足而被其他服务或进程争夺资源，导致应用不可用。
容器启动项	stdin：表示为该容器开启标准输入。 tty：表示为该容器分配一个虚拟终端，以便于向容器发送信号。通常这两个选项是一起使用的，表示将终端（tty）绑定到容器的标准输入（stdin）上。例如，一个交互式的程序从用户获取标准输入，并显示到终端中。
特权容器	选择特权容器，则`privileged=true`，开启特权模式。不选择特权容器，则`privileged=false`，关闭特权模式。
Init Container	选中该项，表示创建一个Init Container。Init Container包含一些实用的工具，详情请参见Init Containers。

可选：端口设置
设置容器的端口。
- 名称：设置容器端口名称。
- 容器端口：设置暴露的容器访问端口或端口名，端口号必须介于1~65535。
- 协议：支持TCP和UDP。
可选：环境变量
支持通过键值对的形式为Pod配置环境变量。用于给Pod添加环境标志或传递配置等，具体请参见Pod variable。
- 类型：设置环境变量的类型，支持自定义、配置项、保密字典、变量/变量引用及资源引用。配置项、保密字典支持全部文件的引用，以保密字典为例。
  选择保密字典，只选择目标保密字典，则默认全部文件引用。
  对应的yaml，则引用了整个Secret。
- 变量名称：设置环境变量名称。
- 变量/变量引用：设置变量引用的值。

可选：健康检查

支持存活检查（Liveness）、就绪检查（Readiness）和启动探测。存活检查用于检测何时重启容器；就绪检查确定容器是否已经就绪，且可以接受流量；启动探测用于检测何时启动容器。

说明仅Kubernetes集群1.18及之后版本支持启动探测。

关于健康检查的更多信息，请参见Configure Liveness, Readiness and Startup Probes。


请求类型	配置说明
HTTP请求	即向容器发送一个HTTPget请求，支持的参数包括：协议：HTTP/HTTPS。路径：访问HTTP server的路径。端口：容器暴露的访问端口或端口名，端口号必须介于1~65535。 HTTP头：即HTTP Headers，HTTP请求中自定义的请求头，HTTP允许重复的Header。支持键值对的配置方式。延迟探测时间（秒）：即initialDelaySeconds，容器启动后第一次执行探测时需要等待多少秒，默认为3秒。执行探测频率（秒）：即periodSeconds，指执行探测的时间间隔，默认为10秒，最小为1秒。超时时间（秒）：即timeoutSeconds，探测超时时间。默认1秒，最小1秒。健康阈值：探测失败后，最少连续探测成功多少次才被认定为成功。默认是1，最小值是1。对于存活检查（Liveness）必须是1。不健康阈值：探测成功后，最少连续探测失败多少次才被认定为失败。默认是3，最小值是1。
TCP连接	即向容器发送一个TCP Socket，kubelet将尝试在指定端口上打开容器的套接字。如果可以建立连接，容器被认为是健康的，如果不能就认为是失败的。支持的参数包括：端口：容器暴露的访问端口或端口名，端口号必须介于1~65535。延迟探测时间（秒）：即initialDelaySeconds，容器启动后第一次执行探测时需要等待多少秒，默认为15秒。执行探测频率（秒）：即periodSeconds，指执行探测的时间间隔，默认为10秒，最小为1秒。超时时间（秒）：即timeoutSeconds，探测超时时间。默认1秒，最小1秒。健康阈值：探测失败后，最少连续探测成功多少次才被认定为成功。默认是1，最小值是1。对于存活检查（Liveness）必须是1。不健康阈值：探测成功后，最少连续探测失败多少次才被认定为失败。默认是3，最小值是1。
命令行	通过在容器中执行探针检测命令，来检测容器的健康情况。支持的参数包括：命令行：用于检测容器健康情况的探测命令。延迟探测时间（秒）：即initialDelaySeconds，容器启动后第一次执行探测时需要等待多少秒，默认为5秒。执行探测频率（秒）：即periodSeconds，指执行探测的时间间隔，默认为10秒，最小为1秒。超时时间（秒）：即timeoutSeconds，探测超时时间。默认1秒，最小1秒。健康阈值：探测失败后，最少连续探测成功多少次才被认定为成功。默认是1，最小值是1。对于存活检查（Liveness）必须是1。不健康阈值：探测成功后，最少连续探测失败多少次才被认定为失败。默认是3，最小值是1。

生命周期
您可以为容器的生命周期配置启动执行、启动后处理和停止前处理。具体参见配置生命周期。
- 启动执行：为容器设置预启动命令和参数。
- 启动后处理：为容器设置启动后的命令。
- 停止前处理：为容器设置预结束命令。
可选：数据卷
支持增加本地存储、云存储声明（PVC）或增加存储声明模板。
- 本地存储：支持主机目录（Hostpath）、配置项（ConfigMap）、保密字典（Secret）和临时目录，将对应的挂载源挂载到容器路径中。更多信息，请参见Volumes。
- 增加云存储声明（PersistentVolumeClaim）：支持云存储。
本例中配置了一个云存储类型的数据卷声明disk-ssd，将其挂载到容器的/tmp路径下。

可选：日志配置

配置日志服务，您可进行采集配置和自定义Tag设置。

重要请确保已部署Kubernetes集群，并且在此集群上已安装日志插件。


配置项	描述
采集配置	日志库：即在日志服务中生成一个对应的Logstore，用于存储采集到的日志。
采集配置	容器内日志路径：支持stdout和文本日志。 stdout：表示采集容器的标准输出日志。文本日志：表示收集容器内指定路径的日志，本例中表示收集/var/log/nginx下所有的文本日志，也支持通配符的方式。
自定义Tag	您还可设置自定义Tag，设置Tag后，会将该Tag一起采集到容器的日志输出中。自定义Tag可帮助您给容器日志打上Tag，方便进行日志统计和过滤等分析操作。

完成容器配置后，单击下一步。

可选：进行高级配置。

访问设置

说明

针对应用的通信需求，您可灵活进行访问设置：

内部应用：对于只在集群内部工作的应用，您可根据需要创建ClusterIP或NodePort类型的服务，来进行内部通信。
外部应用：对于需要暴露到公网的应用，您可以采用两种方式进行访问设置。
- 创建LoadBalancer类型的服务：使用阿里云提供的负载均衡服务SLB（Server Load Balancer），该服务提供公网访问能力。
- 创建路由（Ingress）：通过路由（Ingress）提供公网访问能力，详情请参见Ingress。

您可以设置暴露后端Pod的方式。本例中选择ClusterIP服务和路由（Ingress），构建一个公网可访问的Nginx应用。


配置项	描述
服务（Service）	在服务（Service）右侧，单击创建设置创建服务的配置项。配置项的详情，请参见使用Service对外暴露应用。本例中服务类型选择ClusterIP。
路由（Ingress）	在路由（Ingress）右侧，单击创建。在弹出的对话框中，为后端Pod配置路由规则。详细的路由配置信息，请参见创建Ingress。说明通过镜像创建应用时，您仅能为一个服务创建路由（Ingress）。本例中使用一个虚拟主机名称作为测试域名，您需要在Hosts中添加一条记录。在实际工作场景中，请使用备案域名。 `101.37.XX.XX foo.bar.com #即ingress的IP`

在访问设置区域中，您可看到创建完毕的服务和路由，您可单击变更和删除进行二次配置。

伸缩配置

在伸缩配置区域，配置是否开启指标伸缩和定时伸缩，从而满足应用在不同负载下的需求。

容器服务支持容器组的指标伸缩，即根据容器CPU和内存资源占用情况自动调整容器组数量。

说明若要启用自动伸缩，您必须为容器设置所需资源，否则容器自动伸缩无法生效。


配置项	描述
指标	支持CPU和内存，需要和设置的所需资源类型相同。
触发条件	资源使用率的百分比，超过该使用量，容器开始扩容。
最大副本数量	该应用可扩容的容器数量上限。
最小副本数量	该应用可缩容的容器数量下限。

容器服务支持容器组的定时伸缩，即定时地对容器服务Kubernetes集群进行扩缩容。关于定时伸缩的详细说明，请参见创建定时伸缩CronHPA任务。

调度设置

您可设置升级方式、节点亲和性、应用亲和性和应用非亲和性，详情请参见Affinity and anti-affinity。

说明亲和性调度依赖节点标签和Pod标签。您可使用内置的标签进行调度；也可预先为节点、Pod配置相关的标签。


配置项	描述
升级方式	升级方式包括滚动升级（Rollingupdate）和替换升级（Recreate），详细请参见Deployments。
节点亲和性	设置节点亲和性，通过Worker节点的Label标签进行设置。节点调度支持硬约束和软约束（Required/Preferred），以及丰富的匹配表达式（In, NotIn, Exists, DoesNotExist. Gt, and Lt）：必须满足，即硬约束，一定要满足，对应requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution，效果与`NodeSelector`相同。本例中Pod只能调度到具有对应标签的Worker节点。您可以定义多条硬约束规则，但只需满足其中一条。尽量满足，即软约束，不一定满足，对应preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution。本例中，调度会尽量不调度Pod到具有对应标签的Node节点。您还可为软约束规则设定权重，具体调度时，若存在多个符合条件的节点，权重最大的节点会被优先调度。您可定义多条软约束规则，但必须满足全部约束，才会进行调度。
应用亲和性	决定应用的Pod可以和哪些Pod部署在同一拓扑域。例如，对于相互通信的服务，可通过应用亲和性调度，将其部署到同一拓扑域（如同一个主机）中，减少它们之间的网络延迟。根据节点上运行的Pod的标签（Label）来进行调度，支持硬约束和软约束，匹配的表达式有：`In, NotIn, Exists, DoesNotExist`。必须满足，即硬约束，一定要满足，对应requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution，Pod的亲和性调度必须要满足后续定义的约束条件。命名空间：该策略是依据Pod的Label进行调度，所以会受到命名空间的约束。拓扑域：即TopologyKey，指定调度时作用域，这是通过Node节点的标签来实现的，例如指定为`kubernetes.io/hostname`，那就是以Node节点为区分范围；如果指定为`beta.kubernetes.io/os`，则以Node节点的操作系统类型来区分。选择器：单击选择器右侧的加号按钮，您可添加多条硬约束规则。查看应用列表：单击应用列表，弹出对话框，您可在此查看各命名空间下的应用，并可将应用的标签导入到亲和性配置页面。硬约束条件：设置已有应用的标签、操作符和标签值。本例中，表示将待创建的应用调度到该主机上，该主机运行的已有应用具有`app:nginx`标签。尽量满足，即软约束，不一定满足，对应preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution。Pod的亲和性调度会尽量满足后续定义的约束条件。对于软约束规则，您可配置每条规则的权重，其他配置规则与硬约束规则相同。说明权重：设置一条软约束规则的权重，介于1~100，通过算法计算满足软约束规则的节点的权重，将Pod调度到权重最大的节点上。
应用非亲和性	决定应用的Pod不与哪些Pod部署在同一拓扑域。应用非亲和性调度的场景包括：将一个服务的Pod分散部署到不同的拓扑域（如不同主机）中，提高服务本身的稳定性。给予Pod一个节点的独占访问权限来保证资源隔离，保证不会有其它Pod来分享节点资源。把可能会相互影响的服务的Pod分散在不同的主机上。说明应用非亲和性调度的设置方式与亲和性调度相同，但是相同的调度规则代表的意思不同，请根据使用场景进行选择。
调度容忍	容忍被应用于Pod，允许这个Pod被调度到相对应的污点上。
调度到虚拟节点	设置是否调度到虚拟节点。如果您集群中没有虚拟节点，则无法设置该配置项。

标签和注释
- Pod标签：为该Pod添加一个标签，标识该应用。
- Pod注解：为该Pod添加一个注解（Annotation）。

单击创建。
查看创建的应用。
1. 创建成功后，默认进入创建完成页面，会列出应用包含的对象，您可以单击查看应用详情进行查看。
  默认进入有状态副本集详情页面。
2. 然后单击左上角返回列表，进入有状态副本集列表页面，查看创建的StatefulSet应用。

后续步骤

连接到Master节点，执行以下命令，验证持久化存储特性。

执行以下命令在云盘中创建临时文件。

kubectl exec nginx-1 -- ls /tmp            #列出该目录下的文件lost+found。
kubectl exec nginx-1 -- touch /tmp/statefulset         #增加一个临时文件statefulset。
kubectl exec nginx-1 -- ls /tmp

预期输出：

lost+found
statefulset

执行以下命令删除Pod，验证数据持久性。
```
kubectl delete pod nginx-1
```
预期输出：
```
pod"nginx-1" deleted
```
过一段时间，待Pod自动重启后，验证数据持久性，证明StatefulSet应用的高可用性。
```
kubectl exec nginx-1 -- ls /tmp   #数据持久化存储lost+found。
```
预期输出：
```
statefulset
```

容器服务 Kubernetes 版 ACK：创建有状态工作负载StatefulSet

前提条件

背景信息

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