🍪쿠버네티스 StatefulSets

어플리케이션의 상태를 관리하는 workload API 객체

• 디플로이먼트 관리와 Pod의 세트 수를 scaling 관리, 순서와 고유한 Pod를 제공함.
• 디플로이먼트처럼 StatefulSet은 동일한 컨테이너 spec을 기반으로 Pod를 관리함.
• 디플로이먼트와 다른 점은, 각 Pod에 sticky 식별자를 유지함.
• 해당 Pods들은 같은 spec으로 만들어 졌지만, 상호 교환이 불가능하다. 각 포드는 리스케쥴링 되는 동안에도 영구식별자를 유지함.

포드를 지웠다 다시 생성해도 리소스를 유지가능한 Stateful 상태

Using StatefulSets

(사용 케이스)

• 안정적, 고유한 네트워크 식별자
• 안정적 지속적 스토리지
• 순서를 가지고, 우아한 디플로이먼트와 스케일링(배치와 확장)
• 순서를 가지고, 자동으로 롤링 업데이트

가 필요한 경우 사용한다

• 지정된 포드의 스토리지는 요청된 스토리지 클래스를 기반으로 Persistent Volume Provisioner에 의해 프로비저닝되거나 관리자에 의해 사전 프로비저닝되어야 합니다.

• StatefulSet을 삭제 하거나 축소해도 StatefulSet과 관련된 볼륨은 삭제되지 않습니다. 이는 일반적으로 모든 관련 StatefulSet 리소스를 자동으로 제거하는 것보다 더 가치 있는 데이터 안전을 보장하기 위해 수행됩니다. (관리자가 관리를 해줘야함)

• StatefulSets는 현재 Pods의 네트워크 ID를 책임지는 헤드리스 서비스가 필요합니다. 사용자는 이 서비스를 만들 책임이 있습니다.

• StatefulSet는 StatefulSet을 삭제할 때 포드의 종료에 대한 보장을 제공하지 않습니다. StatefulSet에서 포드의 질서 있는 정상 종료를 달성하기 위해 삭제 전에 StatefulSet을 0으로 축소할 수 있습니다.

• 기본 Pod Management Policy(OrderedReady)와 함께 Rolling Updates(롤링 업데이트)를 사용하면 복구에 수동 개입이 필요한 고장 상태가 될 수 있습니다. (수동복구 필요)

---

헤드리스 서비스

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx

clusterIP : None으로 작성

• 기존 서비스와 달리 kube-proxy 가 밸런싱이나 프록시 형태로 동작하지 않음.
• 도메인 네임을 사용해서 포드에 접근 가능함.

---

StatuefulSet

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx # has to match .spec.template.metadata.labels
  serviceName: "nginx" # 헤드리스 서비스 설정
  replicas: 3 # by default is 1
  minReadySeconds: 10 # by default is 0
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx # has to match .spec.selector.matchLabels
    spec:
      terminationGracePeriodSeconds: 10 # 강제종료까지 댁 ㅣ시간
      containers:
      - name: nginx
        image: registry.k8s.io/nginx-slim:0.8
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: www
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates: # pvc를 포드와 함께 만들어줌 (파드에 pvc가 하나씩 물림)
  - metadata:
      name: www
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "my-storage-class"
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

• serviceName
  • 연결할 헤드리스 서비스 지정, 레이블 일치

• terminationGracePeriodSeconds
  • 일반포드에 들어갈 수 있는 설정. 종료 요청후 기다릴 시간

• volumeClaimTemplate
  • volumeClaim 템플릿 작성

• volumeMounts
  • 불륨 마운트 설정

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스테이트풀셋 포드 식별

배포 순서 : 0 ~ n
종료/ 업데이트 순서 : n ~ 0

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업데이트 전략

OnDelete : 삭제시 새로 하나 만듬
RollingUpdate : 디플로이먼트와 동일한 롤링업데이트 전략(하나 업데이트 하나 교체)

---

생성

nginx-statefulset.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx # has to match .spec.template.metadata.labels
  serviceName: "nginx"
  replicas: 3 # by default is 1
  minReadySeconds: 10 # by default is 0
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx # has to match .spec.selector.matchLabels
    spec:
      terminationGracePeriodSeconds: 10
      containers:
      - name: nginx
        image: registry.k8s.io/nginx-slim:0.8
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: www
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: www
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "standard"
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

pending상태 발생

Events:
  Type     Reason             Age                  From                Message
  ----     ------             ----                 ----                -------
  Normal   NotTriggerScaleUp  3m37s                cluster-autoscaler  pod didn't trigger scale-up:
  Warning  FailedScheduling   13s (x5 over 3m39s)  default-scheduler   0/3 nodes are available: pod has unbound immediate PersistentVolumeClaims. preemption: 0/3 nodes are available: 3 No preemption victims found for incoming pod..

storageClass 설정을 잘못해서 일어난 오류였다.
->storageClassName: "standard"

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실행확인

디플로이먼트와 다르게 레플리카셋을 가지지 않음

• 한번에 여러개 파드가 실행되는 것이 아니라, 순서에 맞게 하나씩 생성, 실행됨
  
  

  web-0 파드를 삭제했다 다시 실행해도 www-web-0 pvc에 다시 연결됨

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도메인 네임, 서비스 동작 확인

kubectl run -i --tty --image busybox:1.28 dns-test --restart=Never --rm /bin/sh

kubectl run -i --tty --image busybox:1.28 dns-test --restart=Never --rm /bin/sh
If you don't see a command prompt, try pressing enter.

/ # nslookup web-0.nginx.default.svc
Server:    10.8.0.10
Address 1: 10.8.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local

Name:      web-0.nginx.default.svc
Address 1: 10.4.1.45 web-0.nginx.default.svc.cluster.local
/ # nslookup web-1.nginx.default.svc
Server:    10.8.0.10
Address 1: 10.8.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local

Name:      web-1.nginx.default.svc
Address 1: 10.4.2.28 web-1.nginx.default.svc.cluster.local
/ # nslookup web-2.nginx.default.svc
Server:    10.8.0.10
Address 1: 10.8.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local

Name:      web-2.nginx.default.svc
Address 1: 10.4.0.32 web-2.nginx.default.svc.cluster.local

올바르게 연결된 모습

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스케일링

스케일 업

kubectl scale statefulset web --replicas 5

하나씩 차근차근 만들어지는 모습

스케일 다운

역순으로 삭제됨

pvc 유지됨

statefulSet삭제

kubectl delete statefulSet <스테이트풀셋이름>
-> 해도 pvc 삭제되지 않음.
-> 다시 pod실행되면 지정되어 마운트됨.