Kubernetes 从入门到精通-StatefulSet控制器

一、StatefulSet 基础概念

1. 与 Deployment 的关键区别

2. 核心组件

• Headless Service：提供稳定的 DNS 域名解析（无 ClusterIP），格式：svc.cluster.local
• volumeClaimTemplates：动态为每个 Pod 创建 PVC，确保存储与 Pod 绑定。
• Pod 标识规则：名称固定为 <StatefulSet 名称>-<序号>（如 web-0, web-1）。

二、StatefulSet 核心特性解析

1. 有序部署与扩缩容

• 扩容：从序号 0 开始顺序创建，前一个 Pod 进入 Running 状态后才创建下一个 。

• 缩容：逆序终止（从最高序号开始），确保前置 Pod 完全终止后再处理下一个。

kubectl scale statefulset web-nginx --replicas=5  # 扩容至 5 个副本
kubectl scale statefulset web-nginx --replicas=3  # 缩容至 3 个副本

2. 持久化存储机制

• 每个 Pod 通过 volumeClaimTemplates 自动创建独立 PVC，会为每个Pod分配并创建唯一的pvc编号，每个pvc绑定对应pv，从而保证每个Pod都有独立的存储。

# 定义卷申请模板
volumeClaimTemplates:
- metadata:
    name: data-volume
  spec:
    accessModes: 
    - ReadWriteMany
    storageClassName: managed-nfs-storage
    resources:
      requests:
        storage: 2Gi

三、 StatefulSet 完整示例

1.编写配置文件

#部署nginx服务
[root@master-1 yaml]# cat sts-nginx.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-headless
spec:
  clusterIP: None  # Headless Service 配置无头服务
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - port: 80
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  serviceName: "nginx-headless"
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.22.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        volumeMounts:
        - name: data-volume
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: data-volume
    spec:
      accessModes:
      - ReadWriteMany
      storageClassName: managed-nfs-storage   #采用动态存储类
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi


#查看动态存储类
[root@master-1 yaml]# kubectl get sc
NAME                  PROVISIONER      RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
managed-nfs-storage   fuseim.pri/ifs   Delete          Immediate           false                  6m59s

2.部署验证

#部署
[root@master-1 yaml]# kubectl apply -f sts-nginx.yaml
#验证
[root@master-1 yaml]# kubectl get pods -w -o wide  | grep web

#查看存储
[root@master-1 yaml]# kubectl get pvc,pv

#进入容器查看网络
[root@master-1 yaml]# kubectl  exec -it web-0 -- sh

   根据以下图片发现每个pod都有独立的存储，唯一的网络标识。

       掌握 StatefulSet 的核心在于理解有序性、稳定存储与网络标识的协同设计。StatefulSet一般用于有状态服务，常用于MySQL, Kafka等场景，kafka可参考链接使用StatefulSet部署kafka服务