一、Statefulset控制器：概念、原理解读

StatefulSet是为了管理有状态服务的问题而设计的。

有状态服务

StatefulSet是有状态的集合，管理有状态的服务，它所管理的Pod的名称不能随意变化。数据持久化的目录也是不一样，每一个Pod都有自己独有的数据持久化存储目录。比如MySQL主从、redis集群等。

无状态服务

RC、Deployment、DaemonSet都是管理无状态的服务，它们所管理的Pod的IP、名字，启停顺序等都是随机的。个体对整体无影响，所有pod都是共用一个数据卷的，部署的tomcat就是无状态的服务，tomcat被删除，在启动一个新的tomcat，加入到集群即可，跟tomcat的名字无关。

StatefulSet部分组成

1. Headless Service：用来定义pod网路标识，生成可解析的DNS记录

2. volumeClaimTemplates：存储卷申请模板，创建pvc，指定pvc名称大小，自动创建pvc，且pvc由存储类供应。

3. StatefulSet：管理pod的

Headless service

Headless service不分配clusterIP，headless service可以通过解析service的DNS,返回所有Pod的dns和ip地址 (只有statefulSet部署的Pod才有DNS地址)，普通的service,只能通过解析service的DNS返回service的ClusterIP。

为什么要用headless service（没有service ip的service）？

在使用Deployment时，创建的Pod名称是没有顺序的，是随机字符串，在用statefulset管理pod时要求pod名称必须是有序的 ，每一个pod不能被随意取代，pod重建后pod名称还是一样的。因为pod IP是变化的，所以要用Pod名称来识别。pod名称是pod唯一性的标识符，必须持久稳定有效。这时候要用到无头服务，它可以给每个Pod一个唯一的名称。

1、headless service会为service分配一个域名

<service name>.$<namespace name>.svc.cluster.local

K8s中资源的全局FQDN格式:

　Service_NAME.NameSpace_NAME.Domain.LTD.Domain.LTD.=svc.cluster.local.　　　　 #这是默认k8s集群的域名。

FQDN 全称 Fully Qualified Domain Name
​
即全限定域名：同时带有主机名和域名的名称
​
FQDN = Hostname + DomainName
​
如：主机名是 duoduo
​
域名是 [baidu.com](http://baidu.com/)
​
FQDN= duoduo.baidu.com.
​
#eg：
[root@k8s-master deployment]# dig nginx-deploy-svc.default.svc.cluster.local @10.96.0.10
​
; <<>> DiG 9.11.36-RedHat-9.11.36-14.el8_10 <<>> nginx-deploy-svc.default.svc.cluster.local @10.96.0.10
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; WARNING: .local is reserved for Multicast DNS
;; You are currently testing what happens when an mDNS query is leaked to DNS
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 19414
;; flags: qr aa rd; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
;; WARNING: recursion requested but not available
​
;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
; COOKIE: 16379d4770867ed4 (echoed)
;; QUESTION SECTION:
;nginx-deploy-svc.default.svc.cluster.local. IN A
​
;; ANSWER SECTION:
nginx-deploy-svc.default.svc.cluster.local. 30 IN A 10.97.172.98
​
;; Query time: 7 msec
;; SERVER: 10.96.0.10#53(10.96.0.10)
;; WHEN: 一 1月 13 01:25:21 EST 2025
;; MSG SIZE  rcvd: 141
​
[root@k8s-master deployment]# kubectl get svc
NAME               TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes         ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP        6d4h
nginx-deploy-svc   NodePort    10.97.172.98   <none>        80:30676/TCP   2m20s

2、StatefulSet会为关联的Pod保持一个不变的Pod Name

statefulset中Pod的名字格式为 【 $(StatefulSet name)-$(pod序号) 】

3、StatefulSet会为关联的Pod分配一个dnsName

$<Pod Name>.$<service name>.$<namespace name>.svc.cluster.local

二、Statefulset资源清单文件编写技巧

#查看定义Statefulset资源需要的字段
​
[root@k8s-master01~]# kubectl explain statefulset
​
FIELDS:
​
   apiVersion       <string> #定义statefulset资源需要使用的api版本
​
   kind  <string>          #定义的资源类型
​
   metadata         <Object>     #元数据
​
   spec <Object>          #定义容器相关的信息
​
#查看statefulset.spec字段如何定义
​
[root@k8s-master01~]# kubectl explain statefulset.spec
​
FIELDS:
​
   podManagementPolicy <string> #pod管理策略
​
   replicas    <integer>  #副本数
​
   revisionHistoryLimit       <integer> #保留的历史版本
​
   selector    <Object> -required- #标签选择器，选择它所关联的pod
​
   serviceName   <string> -required-  #headless service的名字
​
   template  <Object> -required-     #生成pod的模板
​
   updateStrategy       <Object>   #更新策略
​
   volumeClaimTemplates <[]Object> #存储卷申请模板
​
#查看statefulset的spec.template字段如何定义？
​
#对于template而言，其内部定义的就是pod，pod模板是一个独立的对象
​
[root@k8s-master01~]# kubectl explain statefulset.spec.template
​
FIELDS:
​
   metadata         <Object>
​
   spec <Object>  #定义容器属性的

通过上面可以看到，statefulset资源中有两个spec字段。第一个spec声明的是statefulset定义多少个Pod副本（默认将仅部署1个Pod）、匹配Pod标签的选择器、创建pod的模板、存储卷申请模板，第二个spec是spec.template.spec：主要用于Pod里的容器属性等配置。

.spec.template里的内容是声明Pod对象时要定义的各种属性，所以这部分也叫做PodTemplate（Pod模板）。还有一个值得注意的地方是：在.spec.selector中定义的标签选择器必须能够匹配到spec.template.metadata.labels里定义的Pod标签，否则Kubernetes将不允许创建statefulset。

举例说明service 和headless service区别？

#通过deployment创建pod，pod前端创建一个service
[root@k8s-master01~]# cat deploy-service.yaml
​
apiVersion: v1
​
kind: Service
​
metadata:
​
  name: my-nginx
​
  labels:
​
    run: my-nginx
​
spec:
​
  type: ClusterIP
​
  ports:
​
  - port: 80   #service的端口，暴露给k8s集群内部服务访问
​
    protocol: TCP
​
    targetPort: 80    #pod容器中定义的端口
​
  selector:
​
    run: my-nginx  #选择拥有run=my-nginx标签的pod
​
---
​
apiVersion: apps/v1
​
kind: Deployment
​
metadata:
​
  name: my-nginx
​
spec:
​
  selector:
​
    matchLabels:
​
      run: my-nginx
​
  replicas: 2
​
  template:
​
    metadata:
​
      labels:
​
        run: my-nginx
​
    spec:
​
      containers:
​
   - name: my-nginx
​
        image: busybox
​
        imagePullPolicy: IfNotPresent
​
        ports:
​
   - containerPort: 80
​
        command:
​
   - sleep: 0"
​
#更新资源清单文件
​
[root@k8s-master01~]# kubectl apply -f deploy-service.yaml
​
#查看service
​
[root@k8s-master01~]# kubectl get svc -l run=my-nginx
​
NAME       TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S) 
​
my-nginx   ClusterIP     10.100.89.90   <none>        80/TCP  
​
#查看pod
​
[root@k8s-master01~]# kubectl get pods -l run=my-nginx
​
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
​
my-nginx-58f74fc5b6-jzbvk   1/1     Running   0          70s
​
my-nginx-58f74fc5b6-n9lqv   1/1     Running   0          53s
​
#通过上面可以看到deployment创建的pod是随机生成的
​
#进入到web-1的pod
​
[root@k8s-master01~]# kubectl exec -it web-1 -- /bin/bash
​
root@web-1:/# nslookup my-nginx.default.svc.cluster.local
​
Server:           10.10.0.10
​
Address:        10.10.0.10#53
​
Name:   my-nginx.default.svc.cluster.local
​
Address: 10.100.89.90   #解析的是service的ip地址