Como implantar um aplicativo com estado

Nesta página, você aprende a implantar um aplicativo com estado usando o Google Kubernetes Engine.

Visão geral

Os aplicativos com estado salvam dados no armazenamento em disco permanente para uso do servidor, de clientes e de outros aplicativos. Um exemplo de aplicativo com estado é um banco de dados ou armazenamento de chave-valor em que os dados são salvos e recuperados por outros aplicativos.

O armazenamento permanente pode ser provisionado de forma dinâmica, de modo que os volumes subjacentes sejam criados sob demanda. No Kubernetes, você configura o provisionamento dinâmico criando um StorageClass. No GKE, um StorageClass padrão permite provisionar de forma dinâmica os discos permanentes do Compute Engine.

O Kubernetes usa o controlador StatefulSet para implantar aplicativos com estado como objetos StatefulSet. Os pods no StatefulSets não podem ser trocados. Cada pod tem um identificador exclusivo que é mantido, independentemente de onde está programado.

Os aplicativos com estado são diferentes dos aplicativos sem estado, em que os dados do cliente não são salvos no servidor entre as sessões.

Saiba mais sobre armazenamento permanente em clusters regionais e de várias zonas.

Antes de começar

Prepare-se para a tarefa seguindo essas etapas:

  • Verifique se você ativou a API Google Kubernetes Engine.
  • Ativar a API do Google Kubernetes Engine
  • Verifique se o SDK do Cloud está instalado.
  • Defina o ID do projeto padrão:
    gcloud config set project [PROJECT_ID]
  • Se você estiver trabalhando com clusters zonais, defina a zona do Compute padrão:
    gcloud config set compute/zone [COMPUTE_ZONE]
  • Se você estiver trabalhando com clusters regionais, defina a região do Compute padrão:
    gcloud config set compute/region [COMPUTE_REGION]
  • Atualize gcloud para a versão mais recente:
    gcloud components update
  • Verifique se o aplicativo em contêiner está armazenado em um registro de imagens, como o Container Registry.

É possível seguir as instruções do início rápido para ativar a API do GKE, criar um cluster e saber mais sobre o GKE.

Como solicitar armazenamento permanente em um StatefulSet

Os aplicativos podem solicitar armazenamento permanente com um PersistentVolumeClaim.

Normalmente, os objetos PersistentVolumeClaim precisam ser criados pelo usuário além do pod. No entanto, StatefulSets incluem uma matriz volumeClaimTemplates, que gera automaticamente os objetos PersistentVolumeClaim. Cada réplica de StatefulSet recebe o próprio objeto PersistentVolumeClaim.

Como criar um StatefulSet

Use kubectl apply para criar um StatefulSet.

kubectl apply usa arquivos de manifesto para criar, atualizar e excluir recursos no cluster. Esse é um método declarativo de configuração de objetos. Esse método retém gravações feitas em objetos ativos sem mesclar as alterações nos arquivos de configuração do objeto.

Veja a seguir um exemplo simples de StatefulSet regido por um serviço criado separadamente:

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: [STATEFULSET_NAME]
spec:
  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

em que:

  • [STATEFULSET_NAME] é o nome escolhido para o StatefulSet;
  • [SERVICE_NAME] é o nome escolhido para o serviço;
  • [APP_NAME] é o nome escolhido para o aplicativo executado nos pods
  • [CONTAINER_NAME] é o nome escolhido para os contêineres nos pods;
  • [PORT_NAME] é o nome escolhido para a porta aberta pelo StatefulSet;
  • [PVC_NAME] é o nome escolhido para o PersistentVolumeClaim.

Nesse arquivo, o campo kind especifica que um objeto StatefulSet precisa ser criado com as especificações definidas no arquivo. Nesse exemplo, o StatefulSet produz três pods replicados e abre a porta 80 para expor o StatefulSet à Internet.

Para criar um StatefulSet, execute o comando a seguir:

kubectl apply -f [STATEFULSET_FILE]

Também é possível usar kubectl apply -f [DIRECTORY]/ para criar todos os objetos, exceto os atuais, definidos nos arquivos de configuração armazenados em um diretório.

Para mais informações sobre kubectl apply, consulte a documentação de referência dekubectl.

Como inspecionar um StatefulSet

kubectl

Para inspecionar o StatefulSet, execute o seguinte comando:

kubectl get statefulset [STATEFULSET_NAME] -o yaml

Esse comando exibe a configuração ativa do StatefulSet no formato YAML.

Para listar os pods criados pelo StatefulSet, execute o comando a seguir:

kubectl get pods -l app=[APP_NAME]

Nesse comando, a sinalização -l instrui kubectl a conseguir todos os pods rotulados para o aplicativo [APP_NAME].

A resposta será semelhante a:

NAME                                READY     STATUS    RESTARTS   AGE
[POD_NAME]                                      1/1       Running   0          1m
[POD_NAME]                                      1/1       Running   0          1m

Para obter informações detalhadas sobre o StatefulSet, execute o comando a seguir:

kubectl describe statefulset [STATEFULSET_NAME]

em que [STATEFULSET_NAME] é o nome do StatefulSet.

Para obter informações sobre um pod específico:

kubectl describe pod [POD_NAME]

Para listar os PersistentVolumeClaims que foram criados:

kubectl get pvc

A resposta será semelhante a:

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

Para obter informações sobre um PersistentVolumeClaim específico:

kubectl describe pvc [STATEFULSET_NAME]-[PVC_NAME]-0

Para obter informações sobre um PersistentVolume específico:

kubectl describe pv [PV_NAME]

Console

Para inspecionar um StatefulSet, siga as etapas a seguir:

  1. Acesse o menu Cargas de trabalho do Google Kubernetes Engine no Console do Cloud.

    Acessar o menu “Cargas de trabalho”

  2. Selecione a carga de trabalho desejada no menu.

Em "Cargas de trabalho", é possível encontrar outros menus:

  • Para ver a configuração ativa do StatefulSet, clique em YAML.
  • Para ver todos os eventos relacionados ao StatefulSet, clique em Eventos.
  • Para ver o histórico de revisões do StatefulSet, clique em Histórico de revisão.

Como atualizar um StatefulSet

Há várias maneiras de atualizar StatefulSets. O método declarativo comum é kubectl apply. Para atualizar o StatefulSet diretamente do shell ou em um editor preferencial, use kubectl edit. Também é possível usar o editor YAML no menu Cargas de trabalho do GKE no Console do Cloud.

É possível distribuir atualizações para a especificação de pods dos StatefulSet, como imagem, uso/solicitações de recursos ou configuração.

kubectl apply

Para atualizar o StatefulSet, você pode aplicar um arquivo de manifesto novo ou atualizado. Isso é útil para fazer várias alterações no StatefulSet. Por exemplo, ao dimensionar ou especificar uma nova versão do aplicativo.

Para atualizar um StatefulSet, execute o comando a seguir:

kubectl apply -f [STATEFULSET_FILE]

em que [STATEFULSET_FILE] é o arquivo de manifesto atualizado.

O comando kubectl apply aplica um arquivo de manifesto a um recurso. Se o recurso especificado não existir, ele será criado pelo comando.

Para mais informações sobre kubectl apply, consulte a documentação de referência dekubectl.

Console

Para editar a configuração ativa de um StatefulSet, siga as etapas a seguir:

  1. Acesse o menu Cargas de trabalho do Google Kubernetes Engine no Console do Cloud.

    Acesse o menu Cargas de trabalho

  2. Selecione a carga de trabalho desejada.

  3. Clique em Editar.

  4. Use o editor para fazer as alterações pretendidas no objeto.

  5. Clique em Salvar.

Como inspecionar o lançamento de atualizações

kubectl

Para inspecionar a implantação do StatefulSet, execute o seguinte comando:

kubectl rollout status statefulset [STATEFULSET_NAME]

Para ver o histórico de lançamento do StatefulSet:

kubectl rollout history statefulset [STATEFULSET_NAME]

Para desfazer um lançamento:

kubectl rollout undo statefulset [STATEFULSET_NAME]

Console

Para ver o histórico de revisões de um StatefulSet, siga as etapas a seguir:

  1. Acesse o menu Cargas de trabalho do Google Kubernetes Engine no Console do Cloud.

    Acessar o menu “Cargas de trabalho”

  2. Selecione a carga de trabalho desejada no menu.

  3. Clique em Histórico de revisões.

  4. Selecione a revisão desejada.

Atualizar estratégias

O campo updateStrategy de StatefulSet permite configurar e desativar atualizações graduais e automáticas para contêineres, marcadores, limites e solicitações de recursos e anotações para os pods em um StatefulSet.

Saiba mais sobre como Atualizar estratégias para StatefulSets na documentação do Kubernetes.

Como escalonar um StatefulSet

kubectl

kubectl scale pode ser usado a qualquer momento para escalonar seu StatefulSet.

Para escalonar manualmente um StatefulSet, execute o comando a seguir:

kubectl scale statefulset [STATEFULSET_NAME] --replicas [NUMBER_OF_REPLICAS]

em que [NUMBER_OF_REPLICAS] é o número desejado de pods replicados.

Console

Para escalonar um StatefulSet, siga as etapas a seguir:

  1. Acesse o menu Cargas de trabalho do Google Kubernetes Engine no Console do Cloud.

    Acessar o menu “Cargas de trabalho”

  2. Selecione a carga de trabalho desejada no menu.

  3. Clique em Ações e depois em Escalonar.

  4. No campo Réplicas, insira o número desejado de réplicas.

  5. Clique em Escalonar.

Como excluir um StatefulSet

kubectl

Para excluir um StatefulSet, execute o seguinte comando:

kubectl delete statefulset [STATEFULSET_NAME]

Console

Para excluir um StatefulSet, siga as etapas a seguir:

  1. Acesse o menu Cargas de trabalho do Google Kubernetes Engine no Console do Cloud.

    Acessar o menu “Cargas de trabalho”

  2. No menu, selecione a carga de trabalho pretendida.

  3. Clique em Excluir.

  4. No menu da caixa de diálogo de confirmação, clique em Excluir.

A seguir