DaemonSet 与 StatefulSet的使用

平时的 web服务主要用的是RC和Deployment这种对象资源的使用，还有在特定场合下使用的控制器：DaemonSet与StatefulSet。

DaemonSet 的使用

通过该控制器的名称我们可以看出它的用法：Daemon，就是用来部署守护进程的，DaemonSet用于在每个Kubernetes节点中将守护进程的副本作为后台进程运行，说白了就是在每个节点部署一个Pod副本，当节点加入到Kubernetes集群中，Pod会被调度到该节点上运行，当节点从集群只能够被移除后，该节点上的这个Pod也会被移除，当然，如果我们删除DaemonSet，所有和这个对象相关的Pods都会被删除。

在哪种情况下我们会需要用到这种业务场景呢？其实这种场景还是比较普通的，比如：

集群存储守护程序，如glusterd、ceph要部署在每个节点上以提供持久性存储；
节点监视守护进程，如Prometheus监控集群，可以在每个节点上运行一个node-exporter进程来收集监控节点的信息；
日志收集守护程序，如fluentd或logstash，在每个节点上运行以收集容器的日志
这里需要特别说明的一个就是关于DaemonSet运行的Pod的调度问题，正常情况下，Pod运行在哪个节点上是由Kubernetes的调度器策略来决定的，然而，由DaemonSet控制器创建的Pod实际上提前已经确定了在哪个节点上了（Pod创建时指定了.spec.nodeName），所以：

DaemonSet并不关心一个节点的unshedulable字段
DaemonSet可以创建Pod，即使调度器还没有启动，这点非常重要。

下面直接使用一个示例来演示下，在每个节点上部署一个Nginx Pod：(nginx-ds.yaml)

kind: DaemonSet
apiVersion: apps/v1
metadata:
  name: nginx-ds
  labels:
    k8s-app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.7.9
        name: nginx
        ports:
        - name: http
          containerPort: 80

然后直接创建即可：

$ kubectl create -f nginx-ds.yaml

然后我们可以观察下Pod是否被分布到了每个节点上：

$ kubectl get nodes
$ kubectl get pods -o wide

StatefulSet 的使用

认识StatefulSet这种控制器之前，得先弄明白一个概念：什么是有状态服务？什么是无状态服务？

无状态服务（Stateless Service）：该服务运行的实例不会在本地存储需要持久化的数据，并且多个实例对于同一个请求响应的结果是完全一致的，比如前面我们讲解的WordPress实例，我们是不是可以同时启动多个实例，但是我们访问任意一个实例得到的结果都是一样的吧？因为他唯一需要持久化的数据是存储在MySQL数据库中的，所以我们可以说WordPress这个应用是无状态服务，但是MySQL数据库就不是了，因为他需要把数据持久化到本地。

有状态服务（Stateful Service）：就和上面的概念是对立的了，该服务运行的实例需要在本地存储持久化数据，比如上面的MySQL数据库，你现在运行在节点A，那么他的数据就存储在节点A上面的，如果这个时候你把该服务迁移到节点B去的话，那么就没有之前的数据了，因为他需要去对应的数据目录里面恢复数据，而此时没有任何数据。

比如我们常见的 WEB 应用，是通过session来保持用户的登录状态的，如果我们将session持久化到节点上，那么该应用就是一个有状态的服务了，因为我现在登录进来你把我的session持久化到节点A上了，下次我登录的时候可能会将请求路由到节点B上去了，但是节点B上根本就没有我当前的session数据，就会被认为是未登录状态了，这样就导致我前后两次请求得到的结果不一致了。所以一般为了横向扩展，我们都会把这类 WEB 应用改成无状态的服务，怎么改？将session数据存入一个公共的地方，比如redis里面，是不是就可以了，对于一些客户端请求API的情况，我们就不使用session来保持用户状态，改成用token也是可以的。

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无状态服务利用我们前面的Deployment或者RC都可以很好的控制，对应有状态服务，需要考虑的细节就要多很多了，容器化应用程序最困难的任务之一，就是设计有状态分布式组件的部署体系结构。由于无状态组件可能没有预定义的启动顺序、集群要求、点对点 TCP 连接、唯一的网络标识符、正常的启动和终止要求等，因此可以很容易地进行容器化。诸如数据库，大数据分析系统，分布式 key/value 存储和 message brokers 可能有复杂的分布式体系结构，都可能会用到上述功能。为此，Kubernetes引入了StatefulSet资源来支持这种复杂的需求。

StatefulSet类似于ReplicaSet，但是它可以处理Pod的启动顺序，为保留每个Pod的状态设置唯一标识，同时具有以下功能：

稳定的、唯一的网络标识符
稳定的、持久化的存储
有序的、优雅的部署和缩放
有序的、优雅的删除和终止
有序的、自动滚动更新