示例：使用 StatefulSet 部署 Cassandra

本教程演示如何在 Kubernetes 上运行 Apache Cassandra。Cassandra 是一个数据库，需要持久存储来提供数据持久性（应用程序**状态**）。在本示例中，自定义 Cassandra 种子提供程序使数据库能够发现加入 Cassandra 集群的新 Cassandra 实例。

**StatefulSet** 使在 Kubernetes 集群中部署有状态应用程序变得更加容易。有关本教程中使用的功能的更多信息，请参阅 StatefulSet。

目标

  • 创建并验证 Cassandra 无头 Service。
  • 使用 StatefulSet 创建 Cassandra 环。
  • 验证 StatefulSet。
  • 修改 StatefulSet。
  • 删除 StatefulSet 及其 Pod。

准备工作

你需要拥有一个 Kubernetes 集群，并且 kubectl 命令行工具已配置为与你的集群通信。建议在本教程中使用至少两个不充当控制平面主机的节点组成的集群。如果你还没有集群，可以使用 minikube 创建一个，或者使用以下某个 Kubernetes 试验环境。

要完成本教程，你应对 Pod、Service 和 StatefulSet 有基本的了解。

Minikube 额外设置说明

为 Cassandra 创建无头 Service

在 Kubernetes 中，Service 描述了一组执行相同任务的 Pod。

以下 Service 用于 Cassandra Pod 和集群内客户端之间的 DNS 查找：

application/cassandra/cassandra-service.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: cassandra
  name: cassandra
spec:
  clusterIP: None
  ports:
  - port: 9042
  selector:
    app: cassandra

从 cassandra-service.yaml 文件创建 Service 以跟踪所有 Cassandra StatefulSet 成员。

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

验证（可选）

获取 Cassandra Service。

kubectl get svc cassandra

响应为：

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

如果你没有看到名为 cassandra 的 Service，则表示创建失败。请阅读 调试服务 以获取常见问题的故障排除帮助。

使用 StatefulSet 创建 Cassandra 环

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

application/cassandra/cassandra-statefulset.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: cassandra
  labels:
    app: cassandra
spec:
  serviceName: cassandra
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: cassandra
  template:
    metadata:
      labels:
        app: cassandra
    spec:
      terminationGracePeriodSeconds: 500
      containers:
      - name: cassandra
        image: gcr.io/google-samples/cassandra:v13
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: 7000
          name: intra-node
        - containerPort: 7001
          name: tls-intra-node
        - containerPort: 7199
          name: jmx
        - containerPort: 9042
          name: cql
        resources:
          limits:
            cpu: "500m"
            memory: 1Gi
          requests:
            cpu: "500m"
            memory: 1Gi
        securityContext:
          capabilities:
            add:
              - IPC_LOCK
        lifecycle:
          preStop:
            exec:
              command: 
              - /bin/sh
              - -c
              - nodetool drain
        env:
          - name: MAX_HEAP_SIZE
            value: 512M
          - name: HEAP_NEWSIZE
            value: 100M
          - name: CASSANDRA_SEEDS
            value: "cassandra-0.cassandra.default.svc.cluster.local"
          - name: CASSANDRA_CLUSTER_NAME
            value: "K8Demo"
          - name: CASSANDRA_DC
            value: "DC1-K8Demo"
          - name: CASSANDRA_RACK
            value: "Rack1-K8Demo"
          - name: POD_IP
            valueFrom:
              fieldRef:
                fieldPath: status.podIP
        readinessProbe:
          exec:
            command:
            - /bin/bash
            - -c
            - /ready-probe.sh
          initialDelaySeconds: 15
          timeoutSeconds: 5
        # These volume mounts are persistent. They are like inline claims,
        # but not exactly because the names need to match exactly one of
        # the stateful pod volumes.
        volumeMounts:
        - name: cassandra-data
          mountPath: /cassandra_data
  # These are converted to volume claims by the controller
  # and mounted at the paths mentioned above.
  # do not use these in production until ssd GCEPersistentDisk or other ssd pd
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: cassandra-data
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: fast
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi
---
kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
metadata:
  name: fast
provisioner: k8s.io/minikube-hostpath
parameters:
  type: pd-ssd

从 cassandra-statefulset.yaml 文件创建 Cassandra StatefulSet。

# Use this if you are able to apply cassandra-statefulset.yaml unmodified
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/cassandra/cassandra-statefulset.yaml

如果需要修改 cassandra-statefulset.yaml 以适应你的集群，请下载 https://k8s.io/examples/application/cassandra/cassandra-statefulset.yaml，然后从你保存修改版本所在的文件夹应用该清单：

# Use this if you needed to modify cassandra-statefulset.yaml locally
kubectl apply -f cassandra-statefulset.yaml

验证 Cassandra StatefulSet

  1. 获取 Cassandra StatefulSet

    kubectl get statefulset cassandra

    响应应类似于：

    NAME        DESIRED   CURRENT   AGE
cassandra   3         0         13s

    `StatefulSet` 资源按顺序部署 Pod。

  2. 获取 Pod 以查看按序创建的状态。

    kubectl get pods -l="app=cassandra"

    响应应类似于：

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

    所有三个 Pod 可能需要几分钟才能部署完成。部署完成后，相同的命令会返回类似于以下内容的输出：

    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

  3. 在第一个 Pod 中运行 Cassandra nodetool，以显示环的状态。

    kubectl exec -it cassandra-0 -- nodetool status

    响应应类似于：

    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

    此命令会在你的终端中打开一个编辑器。你需要更改的行是 `replicas` 字段。以下示例是 StatefulSet 文件的摘录：

    # Please edit the object below. Lines beginning with a '#' will be ignored,
# and an empty file will abort the edit. If an error occurs while saving this file will be
# reopened with the relevant failures.
#
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

  2. 将副本数量更改为 4，然后保存清单。

    StatefulSet 现在将扩容以运行 4 个 Pod。

  3. 获取 Cassandra StatefulSet 以验证你的更改。

    kubectl get statefulset cassandra

    响应应类似于：

    NAME        DESIRED   CURRENT   AGE
cassandra   4         4         36m

清理

删除或缩减 StatefulSet 不会删除与 StatefulSet 相关联的卷。此设置是为了你的安全，因为你的数据比自动清除所有相关的 StatefulSet 资源更有价值。

  1. 运行以下命令（链接成一个命令）以删除 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

  2. 运行以下命令以删除为 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 Google 容器注册表中的 `gcr.io/google-samples/cassandra:v13` 镜像。上述 Docker 镜像基于 debian-base 并包含 OpenJDK 8。

此镜像包含来自 Apache Debian 仓库的标准 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_TOKENS32
CASSANDRA_RPC_ADDRESS0.0.0.0

下一步

最后修改于 2023 年 8 月 24 日下午 6:38 PST：使用 code_sample 简码代替 code 简码 (e8b136c3b3)