Questa pagina spiega come eseguire il deployment di un'applicazione stateful utilizzando Google Kubernetes Engine (GKE).
Panoramica
Le applicazioni stateful salvano i dati nello spazio di archiviazione su disco permanente per l'utilizzo da parte del server, dei client e di altre applicazioni. Un'applicazione stateful è un database o un archivio chiavi-valore in cui i dati vengono salvati e recuperati da altre applicazioni.
L'archiviazione permanente può essere eseguita con provisioning dinamico, per far sì che i volumi sottostanti vengano creati on demand. In Kubernetes, configurerai il provisioning dinamico creando un StorageClass. In GKE, un oggetto StorageClass predefinito consente di eseguire il provisioning dinamico dei dischi permanenti di Compute Engine.
Kubernetes utilizza il controller StatefulSet per il deployment di applicazioni stateful come oggetti StatefulSet. I pod negli oggetti StatefulSet non sono intercambiabili: ogni pod ha un identificatore univoco gestito a prescindere dalla relativa pianificazione.
Le applicazioni stateful sono diverse dalle applicazioni stateless, in cui i dati dei client non vengono salvati sul server tra una sessione e l'altra.
Scopri di più sull'archiviazione permanente in cluster multi-zona e a livello di area geografica.
Prima di iniziare
Prima di iniziare, assicurati di aver eseguito le seguenti attività:
- Assicurati di aver abilitato l'API Google Kubernetes Engine. Abilita l'API Google Kubernetes Engine
- Assicurati di aver installato l'interfaccia a riga di comando di Google Cloud.
- Configura le impostazioni dell'interfaccia a riga di comando di Google Cloud predefinite per il tuo progetto utilizzando uno dei seguenti metodi:
- Utilizza
gcloud init
se vuoi avere istruzioni dettagliate sull'impostazione delle impostazioni predefinite del progetto. - Utilizza
gcloud config
per impostare singolarmente l'ID, la zona e l'area geografica del progetto. -
Esegui
gcloud init
e segui le istruzioni:gcloud init
Se utilizzi SSH su un server remoto, usa il flag
--console-only
per impedire l'avvio del comando da parte di un browser:gcloud init --console-only
- Segui le istruzioni per autorizzare l'interfaccia a riga di comando gcloud a utilizzare il tuo account Google Cloud.
- Crea una nuova configurazione o selezionane una esistente.
- Scegli un progetto Google Cloud.
- Scegli una zona Compute Engine predefinita.
- Scegli un'area geografica di Compute Engine predefinita.
- Imposta l'ID progetto predefinito:
gcloud config set project PROJECT_ID
- Imposta l'area geografica di Compute Engine predefinita (ad esempio
us-central1
):gcloud config set compute/region COMPUTE_REGION
- Imposta la zona Compute Engine predefinita (ad esempio
us-central1-c
):gcloud config set compute/zone COMPUTE_ZONE
- Aggiorna
gcloud
alla versione più recente:gcloud components update
gcloud init
gcloud config
Impostando le posizioni predefinite puoi evitare errori nell'interfaccia a riga di comando gcloud come
One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location
:
- Assicurati che l'applicazione containerizzata sia archiviata in un registro di immagini, come Artifact Registry.
Puoi seguire la guida rapida per abilitare l'API GKE, creare un cluster e scoprire di più su GKE.
Richiesta di archiviazione permanente in uno StatefulSet
Le applicazioni possono richiedere l'archiviazione permanente con un oggetto PersistentVolumeClaim.
In genere, oltre alla creazione del pod, devi creare oggetti PersistentVolumeClaim. Tuttavia, gli oggetti StatefulSet includono un array
volumeClaimTemplates
, che genera automaticamente gli oggetti PersistentVolumeClaim. Ogni replica StatefulSet riceve il proprio oggetto PersistentVolumeClaim.
Puoi anche utilizzare un disco preesistente in uno StatefulSet.
Creazione di un oggetto StatefulSet
Per creare una risorsa StatefulSet, utilizza il comando kubectl apply
.
Il comando kubectl apply
utilizza i file manifest per creare, aggiornare ed eliminare le risorse nel cluster. Si tratta di un metodo
dichiarato
di configurazione degli oggetti. Questo metodo conserva le scritture apportate agli oggetti attivi senza unire le modifiche ai file di configurazione degli oggetti.
Linux
Il seguente file manifest è un semplice esempio di uno StatefulSet regolato da un servizio creato separatamente:
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: STATEFULSET_NAME
spec:
selector:
matchLabels:
app: APP_NAME
serviceName: "SERVICE_NAME"
replicas: 3
updateStrategy:
type: RollingUpdate
template:
metadata:
labels:
app: APP_NAME
spec:
containers:
- name: CONTAINER_NAME
image: ...
ports:
- containerPort: 80
name: PORT_NAME
volumeMounts:
- name: PVC_NAME
mountPath: ...
volumeClaimTemplates:
- metadata:
name: PVC_NAME
annotations:
...
spec:
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
resources:
requests:
storage: 1Gi
Sostituisci quanto segue:
STATEFULSET_NAME
: il nome dello StatefulSet.SERVICE_NAME
: il nome del servizio.APP_NAME
: il nome dell'applicazione eseguito nei pod.CONTAINER_NAME
: il nome dei container nei pod.PORT_NAME
: nome del trasferimento aperto dallo StatefulSet.PVC_NAME
: il nome dell'oggetto PersistentVolumeClaim.
In questo file, il campo kind
specifica che un oggetto StatefulSet deve essere creato
con le specifiche definite nel file. Lo StatefulSet di questo esempio produce tre pod replicati e apre la porta 80 per esporre lo StatefulSet a Internet.
Windows
Quando utilizzi cluster con pool di nodi Windows Server, devi creare un oggetto StorageClass perché il valore predefinito di StorageClass è ext4
come tipo di file system, che funziona solo per i container Linux. Se utilizzi un disco permanente di Compute Engine, devi utilizzare NTFS
come tipo di archiviazione file, come illustrato nell'esempio seguente:
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: STORAGECLASS_NAME
parameters:
type: pd-standard
fstype: NTFS
provisioner: kubernetes.io/gce-pd
reclaimPolicy: Delete
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
Il seguente manifest dello StatefulSet utilizza il valore StorageClass definito sopra. Crea quattro coppie PersistentVolume e PersistentVolumeClaim per rappresentare quattro dischi permanenti di Compute Engine. Ogni pod nello StatefulSet consuma un disco permanente.
Per assicurarti che i tuoi pod vengano programmati correttamente sui nodi Windows Server, devi aggiungere un selettore nodo alla specifica dei pod.
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: STATEFULSET_NAME
spec:
replicas: 4
selector:
matchLabels:
app: APP_NAME
template:
metadata:
labels:
app: APP_NAME
name: CONTAINER_NAME
spec:
nodeSelector:
kubernetes.io/os: windows
containers:
- name: CONTAINER_NAME
image: ...
ports:
- containerPort: 80
name: PORT_NAME
volumeMounts:
- name: PVC_NAME
mountPath: C:\mnt\state
volumeClaimTemplates:
- metadata:
name: PVC_NAME
spec:
storageClassName: STORAGECLASS_NAME
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
resources:
requests:
storage: 1Gi
Sostituisci quanto segue:
APP_NAME
: il nome dell'applicazione eseguito nei pod.STATEFULSET_NAME
: il nome dello StatefulSet.CONTAINER_NAME
: il nome dei container nei pod.PORT_NAME
: nome del trasferimento aperto dallo StatefulSet.PVC_NAME
: il nome dell'oggetto PersistentVolumeClaim.STORAGECLASS_NAME
: il nome dell'oggetto StorageClass.
Per creare una risorsa StatefulSet, esegui il comando seguente sostituendo
STATEFULSET_FILE
con il nome del file manifest:
kubectl apply -f STATEFULSET_FILE
Puoi anche utilizzare kubectl apply -f DIRECTORY/
per creare tutti gli oggetti (tranne quelli esistenti) definiti nei file di configurazione archiviati in una directory.
Ispezione di uno StatefulSet
kubectl
Per controllare lo StatefulSet, esegui il comando seguente:
kubectl get statefulset STATEFULSET_NAME -o yaml
Questo comando visualizza la configurazione attiva della risorsa StatefulSet in formato YAML.
Per elencare i pod creati dallo StatefulSet, esegui il comando seguente:
kubectl get pods -l app=APP_NAME
In questo comando, il flag -l
indica a kubectl
di ottenere l'etichetta di tutti i pod per APP_NAME
.
L'output è simile al seguente:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-name 1/1 Running 0 1m
pod-name 1/1 Running 0 1m
Per ottenere informazioni dettagliate sullo StatefulSet, esegui il comando seguente:
kubectl describe statefulset STATEFULSET_NAME
Per ottenere informazioni su un pod specifico, esegui il comando seguente:
kubectl describe pod POD_NAME
Per elencare gli oggetti PersistentVolumeClaim creati, esegui il comando seguente:
kubectl get pvc
L'output è simile al seguente:
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE
STATEFULSET_NAME-PVC_NAME-0 Bound pvc-bdff4e1e-183e-11e8-bf6d-42010a800002 1G RWO standard 9s
STATEFULSET_NAME-PVC_NAME-1 Bound pvc-bdff4e1e-183e-11e8-bf6d-42010a800003 1G RWO standard 9s
STATEFULSET_NAME-PVC_NAME-2 Bound pvc-bdff4e1e-183e-11e8-bf6d-42010a800004 1G RWO standard 9s
Per ottenere informazioni su un oggetto PersistentVolumeClaim specifico, esegui questo comando:
kubectl describe pvc STATEFULSET_NAME-PVC_NAME-0
Per ottenere informazioni su un PersistentVolume specifico, esegui il comando seguente:
kubectl describe pv PV_NAME
console
Per controllare uno StatefulSet, procedi come descritto di seguito:
Vai alla pagina Carichi di lavoro nella console.
Nell'elenco dei carichi di lavoro, fai clic sul nome dello StatefulSet che vuoi ispezionare.
Nella pagina Dettagli set stateful, esegui una delle seguenti operazioni:
- Fai clic sulla scheda Cronologia delle revisioni per visualizzare la cronologia delle revisioni dello StatefulSet.
- Fai clic sulla scheda Eventi per visualizzare tutti gli eventi relativi allo StatefulSet.
- Fai clic sulla scheda Log per visualizzare i log del container per lo StatefulSet.
- Fai clic sulla scheda YAML per vedere, copiare o scaricare la configurazione YAML per lo StatefulSet.
Aggiornamento di uno StatefulSet
Esistono diversi modi per aggiornare gli StatefulSet. Il metodo dichiarativo comune è kubectl apply
. Per aggiornare lo StatefulSet direttamente dalla shell o in un editor preferito, puoi utilizzare kubectl edit
. Puoi anche utilizzare l'editor YAML dal menu Carichi di lavoro GKE nella console.
Puoi implementare gli aggiornamenti nella specifica dei pod per una risorsa StatefulSet, ad esempio immagine, utilizzo/richieste delle risorse o configurazione.
kubectl apply
Puoi aggiornare lo StatefulSet applicando un file manifest nuovo o aggiornato. È utile per apportare varie modifiche allo StatefulSet, ad esempio per la scalabilità o per specificare una nuova versione dell'applicazione.
Per aggiornare uno StatefulSet, esegui il comando seguente:
kubectl apply -f STATEFULSET_FILE
Sostituisci STATEFULSET_FILE
con il file manifest aggiornato.
Il comando kubectl apply
applica un file manifest a una risorsa. Se la risorsa specificata non esiste, viene creata dal comando.
Per ulteriori informazioni su kubectl apply
, consulta la
documentazione di riferimento per kubectl
.
console
Per modificare la configurazione attiva di uno StatefulSet, procedi come riportato di seguito:
Vai alla pagina Carichi di lavoro nella console.
Nell'elenco dei carichi di lavoro, fai clic sul nome dello StatefulSet che vuoi modificare.
Fai clic su edit Modifica.
Modifica la configurazione YAML come preferisci.
Fai clic su Salva.
Controllo dell'implementazione degli aggiornamenti in corso...
kubectl
Per controllare l'implementazione dello StatefulSet, esegui il comando seguente:
kubectl rollout status statefulset STATEFULSET_NAME
Per visualizzare la cronologia di implementazione dello StatefulSet, esegui il comando seguente:
kubectl rollout history statefulset STATEFULSET_NAME
Per annullare un'implementazione, esegui questo comando:
kubectl rollout undo statefulset STATEFULSET_NAME
console
Per visualizzare la cronologia delle revisioni di uno StatefulSet, procedi nel seguente modo:
Vai alla pagina Carichi di lavoro nella console.
Nell'elenco dei carichi di lavoro, fai clic sul nome dello StatefulSet che vuoi ispezionare.
Fai clic sulla scheda Cronologia delle revisioni.
Seleziona la revisione desiderata.
Strategie di aggiornamento
Il campo updateStrategy
di StatefulSet consente di configurare e disabilitare gli aggiornamenti automatici in sequenza per container, etichette, richieste di risorse, limiti e annotazioni per i pod in uno StatefulSet.
Per saperne di più sulle strategie di aggiornamento per gli StatefulSet, consulta la documentazione Kubernetes.
Scalabilità di un StatefulSet
kubectl
Il comando kubectl scale
può essere utilizzato in qualsiasi momento per scalare lo StatefulSet.
Per scalare manualmente uno StatefulSet, esegui il comando seguente:
kubectl scale statefulset STATEFULSET_NAME --replicas NUMBER_OF_REPLICAS
Sostituisci NUMBER_OF_REPLICAS
con il numero desiderato di
pod replicati.
console
Per scalare uno StatefulSet, segui questi passaggi:
Vai alla pagina Carichi di lavoro nella console.
Nell'elenco dei carichi di lavoro, fai clic sul nome dello StatefulSet che vuoi modificare.
Fai clic su list Azioni > Scala > Modifica repliche.
Inserisci il nuovo numero di Repliche per lo StatefulSet.
Fai clic su Scala.
Eliminazione di uno StatefulSet
kubectl
Per eliminare uno StatefulSet, esegui il comando seguente:
kubectl delete statefulset STATEFULSET_NAME
console
Per eliminare uno StatefulSet:
Vai alla pagina Carichi di lavoro nella console.
Nell'elenco dei carichi di lavoro, seleziona uno o più StatefulSet che vuoi eliminare.
Fai clic su delete Elimina.
Quando ti viene chiesto di confermare, fai clic su Elimina.
Passaggi successivi
- Informazioni sul deployment di applicazioni stateless.
- Guarda un tutorial sull'upgrade di un cluster che esegue un carico di lavoro stateful.