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示例:使用 StatefulSet 部署 Cassandra tutorial 30

本教程描述了如何在 Kubernetes 上运行 Apache Cassandra。 数据库 Cassandra 需要永久性存储提供数据持久性(应用状态)。 在此示例中,自定义 Cassandra seed provider 使数据库在接入 Cassandra 集群时能够发现新的 Cassandra 实例。

使用StatefulSet可以更轻松地将有状态的应用程序部署到你的 Kubernetes 集群中。 有关本教程中使用的功能的更多信息, 请参阅 StatefulSet

{{< note >}}

Cassandra 和 Kubernetes 都使用术语节点来表示集群的成员。 在本教程中,属于 StatefulSet 的 Pod 是 Cassandra 节点,并且是 Cassandra 集群的成员(称为 ring)。 当这些 Pod 在你的 Kubernetes 集群中运行时Kubernetes 控制平面会将这些 Pod 调度到 Kubernetes 的 {{< glossary_tooltip text="节点" term_id="node" >}}上。

当 Cassandra 节点启动时,使用 seed 列表来引导发现 ring 中的其他节点。 本教程部署了一个自定义的 Cassandra seed provider 使数据库可以发现 Kubernetes 集群中出现的新的 Cassandra Pod。 {{< /note >}}

{{% heading "objectives" %}}

  • 创建并验证 Cassandra 无头headless{{< glossary_tooltip text="Service" term_id="service" >}}。
  • 使用 {{< glossary_tooltip term_id="StatefulSet" >}} 创建一个 Cassandra ring。
  • 验证 StatefulSet。
  • 修改 StatefulSet。
  • 删除 StatefulSet 及其 {{< glossary_tooltip text="Pod" term_id="pod" >}}。

{{% heading "prerequisites" %}}

{{< include "task-tutorial-prereqs.md" >}}

要完成本教程,你应该已经熟悉 {{< glossary_tooltip text="Pod" term_id="pod" >}}、 {{< glossary_tooltip text="Service" term_id="service" >}} 和 {{< glossary_tooltip text="StatefulSet" term_id="StatefulSet" >}}。

额外的 Minikube 设置说明

{{< caution >}} Minikube 默认需要 2048MB 内存和 2 个 CPU。 在本教程中,使用默认资源配置运行 Minikube 会出现资源不足的错误。为避免这些错误,请使用以下设置启动 Minikube

minikube start --memory 5120 --cpus=4

{{< /caution >}}

为 Cassandra 创建无头headless Services

在 Kubernetes 中,一个 {{< glossary_tooltip text="Service" term_id="service" >}} 描述了一组执行相同任务的 {{< glossary_tooltip text="Pod" term_id="pod" >}}。

以下 Service 用于在 Cassandra Pod 和集群中的客户端之间进行 DNS 查找:

{{% code_sample file="application/cassandra/cassandra-service.yaml" %}}

创建一个 Service 来跟踪 cassandra-service.yaml 文件中的所有 Cassandra StatefulSet

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/cassandra/cassandra-service.yaml

验证(可选)

获取 Cassandra Service。

kubectl get svc cassandra

响应是:

NAME        TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
cassandra   ClusterIP   None         <none>        9042/TCP   45s

如果没有看到名为 cassandra 的服务,则表示创建失败。 请阅读调试服务,以解决常见问题。

使用 StatefulSet 创建 Cassandra Ring

下面包含的 StatefulSet 清单创建了一个由三个 Pod 组成的 Cassandra ring。

{{< note >}} 本示例使用 Minikube 的默认配置程序。 请为正在使用的云更新以下 StatefulSet。 {{< /note >}}

{{% code_sample file="application/cassandra/cassandra-statefulset.yaml" %}}

使用 cassandra-statefulset.yaml 文件创建 Cassandra StatefulSet

# 如果你能未经修改地应用 cassandra-statefulset.yaml请使用此命令
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/cassandra/cassandra-statefulset.yaml

如果你为了适合你的集群需要修改 cassandra-statefulset.yaml 下载 https://k8s.io/examples/application/cassandra/cassandra-statefulset.yaml 然后应用修改后的清单。

# 如果使用本地的 cassandra-statefulset.yaml ,请使用此命令
kubectl apply -f cassandra-statefulset.yaml

验证 Cassandra StatefulSet

  1. 获取 Cassandra StatefulSet:

    kubectl get statefulset cassandra
    

    响应应该与此类似:

    NAME        DESIRED   CURRENT   AGE
    cassandra   3         0         13s
    

    StatefulSet 资源会按顺序部署 Pod。

  1. 获取 Pod 查看已排序的创建状态:

    kubectl get pods -l="app=cassandra"
    

    响应应该与此类似:

    NAME          READY     STATUS              RESTARTS   AGE
    cassandra-0   1/1       Running             0          1m
    cassandra-1   0/1       ContainerCreating   0          8s
    

    这三个 Pod 要花几分钟的时间才能部署。部署之后,相同的命令将返回类似于以下的输出:

    NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
    cassandra-0   1/1       Running   0          10m
    cassandra-1   1/1       Running   0          9m
    cassandra-2   1/1       Running   0          8m
    
  1. 运行第一个 Pod 中的 Cassandra nodetool 以显示 ring 的状态。

    kubectl exec -it cassandra-0 -- nodetool status
    

    响应应该与此类似:

    Datacenter: DC1-K8Demo
    ======================
    Status=Up/Down
    |/ State=Normal/Leaving/Joining/Moving
    --  Address     Load       Tokens       Owns (effective)  Host ID                               Rack
    UN  172.17.0.5  83.57 KiB  32           74.0%             e2dd09e6-d9d3-477e-96c5-45094c08db0f  Rack1-K8Demo
    UN  172.17.0.4  101.04 KiB  32           58.8%             f89d6835-3a42-4419-92b3-0e62cae1479c  Rack1-K8Demo
    UN  172.17.0.6  84.74 KiB  32           67.1%             a6a1e8c2-3dc5-4417-b1a0-26507af2aaad  Rack1-K8Demo
    

修改 Cassandra StatefulSet

使用 kubectl edit 修改 Cassandra StatefulSet 的大小。

  1. 运行以下命令:

    kubectl edit statefulset cassandra
    

    此命令你的终端中打开一个编辑器。需要更改的是 replicas 字段。下面是 StatefulSet 文件的片段示例:

    # 请编辑以下对象。以 '#' 开头的行将被忽略,
    # 且空文件将放弃编辑。如果保存此文件时发生错误,
    # 将重新打开并显示相关故障。
    apiVersion: apps/v1
    kind: StatefulSet
    metadata:
      creationTimestamp: 2016-08-13T18:40:58Z
      generation: 1
      labels:
      app: cassandra
      name: cassandra
      namespace: default
      resourceVersion: "323"
      uid: 7a219483-6185-11e6-a910-42010a8a0fc0
    spec:
      replicas: 3
    
  1. 将副本数replicas更改为 4然后保存清单。

    StatefulSet 现在可以扩展到运行 4 个 Pod。

  2. 获取 Cassandra StatefulSet 验证更改:

    kubectl get statefulset cassandra
    

    响应应该与此类似:

    NAME        DESIRED   CURRENT   AGE
    cassandra   4         4         36m
    

{{% heading "cleanup" %}}

删除或缩小 StatefulSet 不会删除与 StatefulSet 关联的卷。 这个设置是出于安全考虑,因为你的数据比自动清除所有相关的 StatefulSet 资源更有价值。

{{< warning >}}

根据存储类和回收策略,删除 PersistentVolumeClaims 可能导致关联的卷也被删除。 千万不要认为其容量声明被删除,你就能访问数据。 {{< /warning >}}

  1. 运行以下命令(连在一起成为一个单独的命令)删除 Cassandra StatefulSet 中的所有内容:

    grace=$(kubectl get pod cassandra-0 -o=jsonpath='{.spec.terminationGracePeriodSeconds}') \
      && kubectl delete statefulset -l app=cassandra \
      && echo "Sleeping ${grace} seconds" 1>&2 \
      && sleep $grace \
      && kubectl delete persistentvolumeclaim -l app=cassandra
    
  1. 运行以下命令,删除你为 Cassandra 设置的 Service

    kubectl delete service -l app=cassandra
    

Cassandra 容器环境变量

本教程中的 Pod 使用来自 Google 容器镜像库gcr.io/google-samples/cassandra:v13 镜像。上面的 Docker 镜像基于 debian-base 并且包含 OpenJDK 8。

该镜像包括来自 Apache Debian 存储库的标准 Cassandra 安装。 通过使用环境变量,你可以更改插入到 cassandra.yaml 中的值。

环境变量 默认值
CASSANDRA_CLUSTER_NAME 'Test Cluster'
CASSANDRA_NUM_TOKENS 32
CASSANDRA_RPC_ADDRESS 0.0.0.0

{{% heading "whatsnext" %}}