运行 ZooKeeper，一个分布式系统协调器
本教程演示了如何在 Kubernetes 上使用 Apache Zookeeper 运行，使用 StatefulSets、PodDisruptionBudgets 和 PodAntiAffinity。
开始之前
在开始本教程之前，您应该熟悉以下 Kubernetes 概念
您必须拥有一个至少具有四个节点的集群，并且每个节点需要至少 2 个 CPU 和 4 GiB 的内存。在本教程中，您将 cordon 和 drain 集群的节点。 这意味着集群将终止并驱逐其节点上的所有 Pod，并且节点将暂时变得不可调度。 您应该使用专用的集群来完成本教程，或者您应该确保您造成的破坏不会干扰其他租户。
本教程假定您已配置集群以动态配置持久卷。如果您的集群未配置为执行此操作，则在开始本教程之前，您必须手动配置三个 20 GiB 的卷。
目标
完成本教程后，您将了解以下内容。
- 如何使用 StatefulSet 部署 ZooKeeper 集群。
- 如何一致地配置集群。
- 如何在集群中传播 ZooKeeper 服务器的部署。
- 如何使用 PodDisruptionBudgets 在计划维护期间确保服务可用性。
ZooKeeper
Apache ZooKeeper 是一种用于分布式应用程序的分布式、开源协调服务。ZooKeeper 允许您读取、写入和观察数据的更新。数据以类似于文件系统的层次结构组织，并复制到 ZooKeeper 集群中的所有服务器。对数据的所有操作都是原子且顺序一致的。ZooKeeper 通过使用 Zab 共识协议在集群中的所有服务器之间复制状态机来确保这一点。
集群使用 Zab 协议选举领导者，并且在完成选举之前，集群无法写入数据。完成之后，集群使用 Zab 确保它将所有写入复制到法定人数，然后再确认并使其对客户端可见。不考虑加权法定人数，法定人数是集群中包含当前领导者的多数组件。例如，如果集群有三个服务器，则包含领导者和其他一个服务器的组件构成法定人数。如果集群无法实现法定人数，则集群无法写入数据。
ZooKeeper 服务器将其整个状态机保存在内存中，并将每个更改写入存储介质上的持久 WAL（Write Ahead Log）。当服务器崩溃时，它可以重放 WAL 以恢复其先前状态。为了防止 WAL 无限制地增长，ZooKeeper 服务器会定期将其内存状态快照写入存储介质。这些快照可以直接加载到内存中，并且可以丢弃所有先于快照的 WAL 条目。
创建 ZooKeeper 集群
以下清单包含一个 Headless Service、一个 Service、一个 PodDisruptionBudget 和一个 StatefulSet。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: zk-hs
labels:
app: zk
spec:
ports:
- port: 2888
name: server
- port: 3888
name: leader-election
clusterIP: None
selector:
app: zk
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: zk-cs
labels:
app: zk
spec:
ports:
- port: 2181
name: client
selector:
app: zk
---
apiVersion: policy/v1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
name: zk-pdb
spec:
selector:
matchLabels:
app: zk
maxUnavailable: 1
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: zk
spec:
selector:
matchLabels:
app: zk
serviceName: zk-hs
replicas: 3
updateStrategy:
type: RollingUpdate
podManagementPolicy: OrderedReady
template:
metadata:
labels:
app: zk
spec:
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: "app"
operator: In
values:
- zk
topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
containers:
- name: kubernetes-zookeeper
imagePullPolicy: Always
image: "registry.k8s.io/kubernetes-zookeeper:1.0-3.4.10"
resources:
requests:
memory: "1Gi"
cpu: "0.5"
ports:
- containerPort: 2181
name: client
- containerPort: 2888
name: server
- containerPort: 3888
name: leader-election
command:
- sh
- -c
- "start-zookeeper \
--servers=3 \
--data_dir=/var/lib/zookeeper/data \
--data_log_dir=/var/lib/zookeeper/data/log \
--conf_dir=/opt/zookeeper/conf \
--client_port=2181 \
--election_port=3888 \
--server_port=2888 \
--tick_time=2000 \
--init_limit=10 \
--sync_limit=5 \
--heap=512M \
--max_client_cnxns=60 \
--snap_retain_count=3 \
--purge_interval=12 \
--max_session_timeout=40000 \
--min_session_timeout=4000 \
--log_level=INFO"
readinessProbe:
exec:
command:
- sh
- -c
- "zookeeper-ready 2181"
initialDelaySeconds: 10
timeoutSeconds: 5
livenessProbe:
exec:
command:
- sh
- -c
- "zookeeper-ready 2181"
initialDelaySeconds: 10
timeoutSeconds: 5
volumeMounts:
- name: datadir
mountPath: /var/lib/zookeeper
securityContext:
runAsUser: 1000
fsGroup: 1000
volumeClaimTemplates:
- metadata:
name: datadir
spec:
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
resources:
requests:
storage: 10Gi
打开终端，并使用 kubectl apply 命令创建清单。
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/zookeeper/zookeeper.yaml
这将创建 zk-hs Headless Service、zk-cs Service、zk-pdb PodDisruptionBudget 和 zk StatefulSet。
service/zk-hs created
service/zk-cs created
poddisruptionbudget.policy/zk-pdb created
statefulset.apps/zk created
使用 kubectl get 监视 StatefulSet 控制器创建 StatefulSet 的 Pod。
kubectl get pods -w -l app=zk
一旦 zk-2 Pod 正在运行且已就绪，请使用 CTRL-C 终止 kubectl。
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 0/1 Pending 0 0s
zk-0 0/1 Pending 0 0s
zk-0 0/1 ContainerCreating 0 0s
zk-0 0/1 Running 0 19s
zk-0 1/1 Running 0 40s
zk-1 0/1 Pending 0 0s
zk-1 0/1 Pending 0 0s
zk-1 0/1 ContainerCreating 0 0s
zk-1 0/1 Running 0 18s
zk-1 1/1 Running 0 40s
zk-2 0/1 Pending 0 0s
zk-2 0/1 Pending 0 0s
zk-2 0/1 ContainerCreating 0 0s
zk-2 0/1 Running 0 19s
zk-2 1/1 Running 0 40s
StatefulSet 控制器创建三个 Pod，每个 Pod 都有一个包含 ZooKeeper 服务器的容器。
促进领导者选举
由于匿名网络中没有终止算法来选举领导者，因此 Zab 需要显式成员配置才能执行领导者选举。集群中的每个服务器都需要一个唯一的标识符，所有服务器都需要知道全局标识符集，并且每个标识符都需要与网络地址相关联。
使用 kubectl exec 获取 zk StatefulSet 中 Pod 的主机名。
for i in 0 1 2; do kubectl exec zk-$i -- hostname; done
StatefulSet 控制器为每个 Pod 提供一个基于其序号索引的唯一主机名。主机名采用 <statefulset 名称>-<序号索引> 的形式。由于 zk StatefulSet 的 replicas 字段设置为 3，因此控制器创建了三个主机名设置为 zk-0、zk-1 和 zk-2 的 Pod。
zk-0
zk-1
zk-2
ZooKeeper 服务器使用自然数作为唯一标识符，并将每个服务器的标识符存储在服务器数据目录中的名为 myid 的文件中。
要检查每个服务器的 myid 文件的内容，请使用以下命令。
for i in 0 1 2; do echo "myid zk-$i";kubectl exec zk-$i -- cat /var/lib/zookeeper/data/myid; done
由于标识符是自然数，序号索引是非负整数，因此您可以将 1 加到序号索引来生成标识符。
myid zk-0
1
myid zk-1
2
myid zk-2
3
要获取 zk StatefulSet 中每个 Pod 的完全限定域名 (FQDN)，请使用以下命令。
for i in 0 1 2; do kubectl exec zk-$i -- hostname -f; done
zk-hs Service 为所有 Pod 创建了一个域名，zk-hs.default.svc.cluster.local。
zk-0.zk-hs.default.svc.cluster.local
zk-1.zk-hs.default.svc.cluster.local
zk-2.zk-hs.default.svc.cluster.local
Kubernetes DNS 中的 A 记录将 FQDN 解析为 Pod 的 IP 地址。如果 Kubernetes 重新调度 Pod，它将使用 Pod 的新 IP 地址更新 A 记录，但 A 记录名称不会更改。
ZooKeeper 将其应用程序配置存储在名为 zoo.cfg 的文件中。使用 kubectl exec 查看 zk-0 Pod 中 zoo.cfg 文件的内容。
kubectl exec zk-0 -- cat /opt/zookeeper/conf/zoo.cfg
在文件底部的 server.1、server.2 和 server.3 属性中，1、2 和 3 对应于 ZooKeeper 服务器的 myid 文件中的标识符。它们设置为 zk StatefulSet 中 Pod 的 FQDN。
clientPort=2181
dataDir=/var/lib/zookeeper/data
dataLogDir=/var/lib/zookeeper/log
tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=2000
maxClientCnxns=60
minSessionTimeout= 4000
maxSessionTimeout= 40000
autopurge.snapRetainCount=3
autopurge.purgeInterval=0
server.1=zk-0.zk-hs.default.svc.cluster.local:2888:3888
server.2=zk-1.zk-hs.default.svc.cluster.local:2888:3888
server.3=zk-2.zk-hs.default.svc.cluster.local:2888:3888
达成共识
共识协议要求每个参与者的标识符都是唯一的。Zab 协议中的两个参与者不应声称具有相同的唯一标识符。这对于允许系统中的进程就哪些进程已提交哪些数据达成一致是必要的。如果启动了两个具有相同序号的 Pod，则两个 ZooKeeper 服务器都将识别自己为同一个服务器。
kubectl get pods -w -l app=zk
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 0/1 Pending 0 0s
zk-0 0/1 Pending 0 0s
zk-0 0/1 ContainerCreating 0 0s
zk-0 0/1 Running 0 19s
zk-0 1/1 Running 0 40s
zk-1 0/1 Pending 0 0s
zk-1 0/1 Pending 0 0s
zk-1 0/1 ContainerCreating 0 0s
zk-1 0/1 Running 0 18s
zk-1 1/1 Running 0 40s
zk-2 0/1 Pending 0 0s
zk-2 0/1 Pending 0 0s
zk-2 0/1 ContainerCreating 0 0s
zk-2 0/1 Running 0 19s
zk-2 1/1 Running 0 40s
每个 Pod 的 A 记录在 Pod 变为就绪时输入。因此，ZooKeeper 服务器的 FQDN 将解析为单个端点，并且该端点将是声称配置在 myid 文件中的身份的唯一 ZooKeeper 服务器。
zk-0.zk-hs.default.svc.cluster.local
zk-1.zk-hs.default.svc.cluster.local
zk-2.zk-hs.default.svc.cluster.local
这确保了 ZooKeeper 的 zoo.cfg 文件中的 servers 属性表示正确配置的集群。
server.1=zk-0.zk-hs.default.svc.cluster.local:2888:3888
server.2=zk-1.zk-hs.default.svc.cluster.local:2888:3888
server.3=zk-2.zk-hs.default.svc.cluster.local:2888:3888
当服务器使用 Zab 协议尝试提交值时，它们将达成共识并提交该值（如果领导者选举成功并且至少有两个 Pod 正在运行且已就绪），或者它们将无法这样做（如果未满足任一条件）。不会出现一个服务器代表另一个服务器确认写入的状态。
对集群进行健全性测试
最基本的健全性测试是将数据写入一个 ZooKeeper 服务器，并从另一个 ZooKeeper 服务器读取数据。
以下命令执行 zkCli.sh 脚本，将 world 写入集群中 zk-0 Pod 上的路径 /hello。
kubectl exec zk-0 -- zkCli.sh create /hello world
WATCHER::
WatchedEvent state:SyncConnected type:None path:null
Created /hello
要从 zk-1 Pod 获取数据，请使用以下命令。
kubectl exec zk-1 -- zkCli.sh get /hello
您在 zk-0 上创建的数据在集群中的所有服务器上可用。
WATCHER::
WatchedEvent state:SyncConnected type:None path:null
world
cZxid = 0x100000002
ctime = Thu Dec 08 15:13:30 UTC 2016
mZxid = 0x100000002
mtime = Thu Dec 08 15:13:30 UTC 2016
pZxid = 0x100000002
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 5
numChildren = 0
提供持久存储
如 ZooKeeper 基础知识 部分所述，ZooKeeper 将所有条目提交到持久 WAL，并定期将内存状态快照写入存储介质。使用 WAL 提供持久性是使用共识协议实现复制状态机的应用程序中的常见技术。
使用 kubectl delete 命令删除 zk StatefulSet。
kubectl delete statefulset zk
statefulset.apps "zk" deleted
监视 StatefulSet 中 Pod 的终止。
kubectl get pods -w -l app=zk
当 zk-0 完全终止时，使用 CTRL-C 终止 kubectl。
zk-2 1/1 Terminating 0 9m
zk-0 1/1 Terminating 0 11m
zk-1 1/1 Terminating 0 10m
zk-2 0/1 Terminating 0 9m
zk-2 0/1 Terminating 0 9m
zk-2 0/1 Terminating 0 9m
zk-1 0/1 Terminating 0 10m
zk-1 0/1 Terminating 0 10m
zk-1 0/1 Terminating 0 10m
zk-0 0/1 Terminating 0 11m
zk-0 0/1 Terminating 0 11m
zk-0 0/1 Terminating 0 11m
重新应用 zookeeper.yaml 中的清单。
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/zookeeper/zookeeper.yaml
这将创建 zk StatefulSet 对象，但清单中的其他 API 对象不会被修改，因为它们已经存在。
监视 StatefulSet 控制器重新创建 StatefulSet 的 Pod。
kubectl get pods -w -l app=zk
一旦 zk-2 Pod 正在运行且已就绪，请使用 CTRL-C 终止 kubectl。
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 0/1 Pending 0 0s
zk-0 0/1 Pending 0 0s
zk-0 0/1 ContainerCreating 0 0s
zk-0 0/1 Running 0 19s
zk-0 1/1 Running 0 40s
zk-1 0/1 Pending 0 0s
zk-1 0/1 Pending 0 0s
zk-1 0/1 ContainerCreating 0 0s
zk-1 0/1 Running 0 18s
zk-1 1/1 Running 0 40s
zk-2 0/1 Pending 0 0s
zk-2 0/1 Pending 0 0s
zk-2 0/1 ContainerCreating 0 0s
zk-2 0/1 Running 0 19s
zk-2 1/1 Running 0 40s
使用以下命令获取在 健全性测试 期间输入的值，从 zk-2 Pod 中获取。
kubectl exec zk-2 zkCli.sh get /hello
即使您终止并重新创建了 zk StatefulSet 中的所有 Pod，集群仍然提供原始值。
WATCHER::
WatchedEvent state:SyncConnected type:None path:null
world
cZxid = 0x100000002
ctime = Thu Dec 08 15:13:30 UTC 2016
mZxid = 0x100000002
mtime = Thu Dec 08 15:13:30 UTC 2016
pZxid = 0x100000002
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 5
numChildren = 0
zk StatefulSet 的 spec 字段中的 volumeClaimTemplates 指定为每个 Pod 预置一个持久卷。
volumeClaimTemplates:
- metadata:
name: datadir
annotations:
volume.alpha.kubernetes.io/storage-class: anything
spec:
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
resources:
requests:
storage: 20Gi
StatefulSet 控制器为 StatefulSet 中的每个 Pod 生成一个 PersistentVolumeClaim。
使用以下命令获取 StatefulSet 的 PersistentVolumeClaims。
kubectl get pvc -l app=zk
当 StatefulSet 重建其 Pod 时，它会重新挂载 Pod 的持久卷。
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESSMODES AGE
datadir-zk-0 Bound pvc-bed742cd-bcb1-11e6-994f-42010a800002 20Gi RWO 1h
datadir-zk-1 Bound pvc-bedd27d2-bcb1-11e6-994f-42010a800002 20Gi RWO 1h
datadir-zk-2 Bound pvc-bee0817e-bcb1-11e6-994f-42010a800002 20Gi RWO 1h
StatefulSet 的容器 template 中的 volumeMounts 部分将持久卷挂载到 ZooKeeper 服务器的数据目录中。
volumeMounts:
- name: datadir
mountPath: /var/lib/zookeeper
当 zk StatefulSet 中的 Pod 被（重新）调度时，它将始终将相同的 PersistentVolume 挂载到 ZooKeeper 服务器的数据目录。即使 Pod 被重新调度，写入 ZooKeeper 服务器的 WAL 的所有内容以及所有快照仍然持久存在。
确保配置一致性
如 促进领导者选举 和 达成共识 部分所述，ZooKeeper 集群中的服务器需要配置一致性才能选举出领导者并形成法定人数。它们还需要 Zab 协议的配置一致性，才能使协议在网络上正确工作。在我们的示例中，我们通过将配置直接嵌入到清单文件中来实现配置一致性。
获取 zk StatefulSet。
kubectl get sts zk -o yaml
…
command:
- sh
- -c
- "start-zookeeper \
--servers=3 \
--data_dir=/var/lib/zookeeper/data \
--data_log_dir=/var/lib/zookeeper/data/log \
--conf_dir=/opt/zookeeper/conf \
--client_port=2181 \
--election_port=3888 \
--server_port=2888 \
--tick_time=2000 \
--init_limit=10 \
--sync_limit=5 \
--heap=512M \
--max_client_cnxns=60 \
--snap_retain_count=3 \
--purge_interval=12 \
--max_session_timeout=40000 \
--min_session_timeout=4000 \
--log_level=INFO"
…
用于启动 ZooKeeper 服务器的命令将配置作为命令行参数传递。您还可以使用环境变量将配置传递给集群。
配置日志记录
由 zkGenConfig.sh 脚本生成的文件之一控制 ZooKeeper 的日志记录。ZooKeeper 使用 Log4j，并且默认情况下，它使用基于时间和大小的滚动文件追加器进行日志记录配置。
使用以下命令从 zk StatefulSet 中的一个 Pod 获取日志记录配置。
kubectl exec zk-0 cat /usr/etc/zookeeper/log4j.properties
以下日志记录配置将导致 ZooKeeper 进程将所有日志写入标准输出文件流。
zookeeper.root.logger=CONSOLE
zookeeper.console.threshold=INFO
log4j.rootLogger=${zookeeper.root.logger}
log4j.appender.CONSOLE=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.CONSOLE.Threshold=${zookeeper.console.threshold}
log4j.appender.CONSOLE.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.CONSOLE.layout.ConversionPattern=%d{ISO8601} [myid:%X{myid}] - %-5p [%t:%C{1}@%L] - %m%n
这是在容器内安全记录日志的最简单方法。因为应用程序将日志写入标准输出，Kubernetes 将为您处理日志轮换。Kubernetes 还实施了合理的保留策略，以确保写入标准输出和标准错误的应用程序日志不会耗尽本地存储介质。
使用 kubectl logs 检索来自 zk StatefulSet 中一个 Pod 的最后 20 行日志。
kubectl logs zk-0 --tail 20
您可以使用 kubectl logs 以及 Kubernetes Dashboard 查看写入标准输出或标准错误的应用程序日志。
2016-12-06 19:34:16,236 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxn@827] - Processing ruok command from /127.0.0.1:52740
2016-12-06 19:34:16,237 [myid:1] - INFO [Thread-1136:NIOServerCnxn@1008] - Closed socket connection for client /127.0.0.1:52740 (no session established for client)
2016-12-06 19:34:26,155 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxnFactory@192] - Accepted socket connection from /127.0.0.1:52749
2016-12-06 19:34:26,155 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxn@827] - Processing ruok command from /127.0.0.1:52749
2016-12-06 19:34:26,156 [myid:1] - INFO [Thread-1137:NIOServerCnxn@1008] - Closed socket connection for client /127.0.0.1:52749 (no session established for client)
2016-12-06 19:34:26,222 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxnFactory@192] - Accepted socket connection from /127.0.0.1:52750
2016-12-06 19:34:26,222 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxn@827] - Processing ruok command from /127.0.0.1:52750
2016-12-06 19:34:26,226 [myid:1] - INFO [Thread-1138:NIOServerCnxn@1008] - Closed socket connection for client /127.0.0.1:52750 (no session established for client)
2016-12-06 19:34:36,151 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxnFactory@192] - Accepted socket connection from /127.0.0.1:52760
2016-12-06 19:34:36,152 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxn@827] - Processing ruok command from /127.0.0.1:52760
2016-12-06 19:34:36,152 [myid:1] - INFO [Thread-1139:NIOServerCnxn@1008] - Closed socket connection for client /127.0.0.1:52760 (no session established for client)
2016-12-06 19:34:36,230 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxnFactory@192] - Accepted socket connection from /127.0.0.1:52761
2016-12-06 19:34:36,231 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxn@827] - Processing ruok command from /127.0.0.1:52761
2016-12-06 19:34:36,231 [myid:1] - INFO [Thread-1140:NIOServerCnxn@1008] - Closed socket connection for client /127.0.0.1:52761 (no session established for client)
2016-12-06 19:34:46,149 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxnFactory@192] - Accepted socket connection from /127.0.0.1:52767
2016-12-06 19:34:46,149 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxn@827] - Processing ruok command from /127.0.0.1:52767
2016-12-06 19:34:46,149 [myid:1] - INFO [Thread-1141:NIOServerCnxn@1008] - Closed socket connection for client /127.0.0.1:52767 (no session established for client)
2016-12-06 19:34:46,230 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxnFactory@192] - Accepted socket connection from /127.0.0.1:52768
2016-12-06 19:34:46,230 [myid:1] - INFO [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:2181:NIOServerCnxn@827] - Processing ruok command from /127.0.0.1:52768
2016-12-06 19:34:46,230 [myid:1] - INFO [Thread-1142:NIOServerCnxn@1008] - Closed socket connection for client /127.0.0.1:52768 (no session established for client)
Kubernetes 与许多日志记录解决方案集成。您可以选择最适合您的集群和应用程序的日志记录解决方案。对于集群级别的日志记录和聚合，请考虑部署一个 边车容器 来轮换和发送您的日志。
配置非特权用户
允许应用程序在容器内以特权用户身份运行的最佳实践是一个有争议的问题。如果您的组织要求应用程序以非特权用户身份运行，您可以使用 SecurityContext 来控制入口点运行的用户。
zk StatefulSet 的 Pod template 包含一个 SecurityContext。
securityContext:
runAsUser: 1000
fsGroup: 1000
在 Pod 的容器中，UID 1000 对应于 zookeeper 用户，GID 1000 对应于 zookeeper 组。
从 zk-0 Pod 获取 ZooKeeper 进程信息。
kubectl exec zk-0 -- ps -elf
由于 securityContext 对象的 runAsUser 字段设置为 1000，因此 ZooKeeper 进程不是以 root 身份运行，而是以 zookeeper 用户身份运行。
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN STIME TTY TIME CMD
4 S zookeep+ 1 0 0 80 0 - 1127 - 20:46 ? 00:00:00 sh -c zkGenConfig.sh && zkServer.sh start-foreground
0 S zookeep+ 27 1 0 80 0 - 1155556 - 20:46 ? 00:00:19 /usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/bin/java -Dzookeeper.log.dir=/var/log/zookeeper -Dzookeeper.root.logger=INFO,CONSOLE -cp /usr/bin/../build/classes:/usr/bin/../build/lib/*.jar:/usr/bin/../share/zookeeper/zookeeper-3.4.9.jar:/usr/bin/../share/zookeeper/slf4j-log4j12-1.6.1.jar:/usr/bin/../share/zookeeper/slf4j-api-1.6.1.jar:/usr/bin/../share/zookeeper/netty-3.10.5.Final.jar:/usr/bin/../share/zookeeper/log4j-1.2.16.jar:/usr/bin/../share/zookeeper/jline-0.9.94.jar:/usr/bin/../src/java/lib/*.jar:/usr/bin/../etc/zookeeper: -Xmx2G -Xms2G -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.local.only=false org.apache.zookeeper.server.quorum.QuorumPeerMain /usr/bin/../etc/zookeeper/zoo.cfg
默认情况下，当 Pod 的持久卷挂载到 ZooKeeper 服务器的数据目录时，它只能由 root 用户访问。此配置会阻止 ZooKeeper 进程写入其 WAL 并存储其快照。
使用以下命令获取 zk-0 Pod 上 ZooKeeper 数据目录的文件权限。
kubectl exec -ti zk-0 -- ls -ld /var/lib/zookeeper/data
由于 securityContext 对象的 fsGroup 字段设置为 1000，因此 Pod 的持久卷的所有权设置为 zookeeper 组，并且 ZooKeeper 进程能够读取和写入其数据。
drwxr-sr-x 3 zookeeper zookeeper 4096 Dec 5 20:45 /var/lib/zookeeper/data
管理 ZooKeeper 进程
ZooKeeper 文档 提到“您需要一个监督进程来管理您的每个 ZooKeeper 服务器进程（JVM）”。利用监视器（监督进程）来重新启动分布式系统中失败的进程是一种常见模式。在 Kubernetes 中部署应用程序时，而不是使用外部实用程序作为监督进程，您应该使用 Kubernetes 作为应用程序的监视器。
更新集群
zk StatefulSet 配置为使用 RollingUpdate 更新策略。
您可以使用 kubectl patch 来更新分配给服务器的 cpus 数量。
kubectl patch sts zk --type='json' -p='[{"op": "replace", "path": "/spec/template/spec/containers/0/resources/requests/cpu", "value":"0.3"}]'
statefulset.apps/zk patched
使用 kubectl rollout status 观察更新的状态。
kubectl rollout status sts/zk
waiting for statefulset rolling update to complete 0 pods at revision zk-5db4499664...
Waiting for 1 pods to be ready...
Waiting for 1 pods to be ready...
waiting for statefulset rolling update to complete 1 pods at revision zk-5db4499664...
Waiting for 1 pods to be ready...
Waiting for 1 pods to be ready...
waiting for statefulset rolling update to complete 2 pods at revision zk-5db4499664...
Waiting for 1 pods to be ready...
Waiting for 1 pods to be ready...
statefulset rolling update complete 3 pods at revision zk-5db4499664...
这将逐个终止 Pod，按相反的顺序排列，并使用新配置重新创建它们。这确保了在滚动更新期间保持法定人数。
使用 kubectl rollout history 命令查看历史记录或以前的配置。
kubectl rollout history sts/zk
输出类似于此
statefulsets "zk"
REVISION
1
2
使用 kubectl rollout undo 命令回滚修改。
kubectl rollout undo sts/zk
输出类似于此
statefulset.apps/zk rolled back
处理进程失败
重启策略 控制 Kubernetes 如何处理 Pod 中容器入口点的进程失败。对于 StatefulSet 中的 Pod，唯一的适当 RestartPolicy 是 Always，并且这是默认值。对于有状态应用程序，您 绝不 应该覆盖默认策略。
使用以下命令检查 zk-0 Pod 中 ZooKeeper 服务器的进程树。
kubectl exec zk-0 -- ps -ef
用作容器入口点的命令具有 PID 1，而 ZooKeeper 进程是入口点的子进程，具有 PID 27。
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
zookeep+ 1 0 0 15:03 ? 00:00:00 sh -c zkGenConfig.sh && zkServer.sh start-foreground
zookeep+ 27 1 0 15:03 ? 00:00:03 /usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/bin/java -Dzookeeper.log.dir=/var/log/zookeeper -Dzookeeper.root.logger=INFO,CONSOLE -cp /usr/bin/../build/classes:/usr/bin/../build/lib/*.jar:/usr/bin/../share/zookeeper/zookeeper-3.4.9.jar:/usr/bin/../share/zookeeper/slf4j-log4j12-1.6.1.jar:/usr/bin/../share/zookeeper/slf4j-api-1.6.1.jar:/usr/bin/../share/zookeeper/netty-3.10.5.Final.jar:/usr/bin/../share/zookeeper/log4j-1.2.16.jar:/usr/bin/../share/zookeeper/jline-0.9.94.jar:/usr/bin/../src/java/lib/*.jar:/usr/bin/../etc/zookeeper: -Xmx2G -Xms2G -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.local.only=false org.apache.zookeeper.server.quorum.QuorumPeerMain /usr/bin/../etc/zookeeper/zoo.cfg
在另一个终端中，使用以下命令观察 zk StatefulSet 中的 Pod。
kubectl get pod -w -l app=zk
在另一个终端中，使用以下命令终止 Pod zk-0 中的 ZooKeeper 进程。
kubectl exec zk-0 -- pkill java
ZooKeeper 进程的终止导致其父进程终止。由于容器的 RestartPolicy 是 Always，因此它重新启动了父进程。
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 1/1 Running 0 21m
zk-1 1/1 Running 0 20m
zk-2 1/1 Running 0 19m
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 0/1 Error 0 29m
zk-0 0/1 Running 1 29m
zk-0 1/1 Running 1 29m
如果您的应用程序使用脚本（例如 zkServer.sh）来启动实现应用程序业务逻辑的进程，则该脚本必须以子进程终止。这确保了当实现应用程序业务逻辑的进程失败时，Kubernetes 将重新启动应用程序的容器。
测试存活度
配置您的应用程序以重新启动失败的进程不足以保持分布式系统的正常运行。在某些情况下，系统的进程可能既存活又无响应，或者其他不健康状态。您应该使用存活度探针来通知 Kubernetes 您的应用程序的进程不健康，并且它应该重新启动它们。
zk StatefulSet 的 Pod template 指定了一个存活度探针。
livenessProbe:
exec:
command:
- sh
- -c
- "zookeeper-ready 2181"
initialDelaySeconds: 15
timeoutSeconds: 5
该探针调用一个 bash 脚本，该脚本使用 ZooKeeper ruok 四字母单词来测试服务器的健康状况。
OK=$(echo ruok | nc 127.0.0.1 $1)
if [ "$OK" == "imok" ]; then
exit 0
else
exit 1
fi
在一个终端窗口中，使用以下命令观察 zk StatefulSet 中的 Pod。
kubectl get pod -w -l app=zk
在另一个窗口中，使用以下命令从 Pod zk-0 的文件系统中删除 zookeeper-ready 脚本。
kubectl exec zk-0 -- rm /opt/zookeeper/bin/zookeeper-ready
当 ZooKeeper 进程的存活度探针失败时，Kubernetes 将自动为您重新启动该进程，确保集群中不健康的进程被重新启动。
kubectl get pod -w -l app=zk
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 1/1 Running 0 1h
zk-1 1/1 Running 0 1h
zk-2 1/1 Running 0 1h
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 0/1 Running 0 1h
zk-0 0/1 Running 1 1h
zk-0 1/1 Running 1 1h
测试就绪状态
就绪状态与存活度不同。如果进程存活，则它被调度并且健康。如果进程就绪，则它能够处理输入。存活度是就绪状态的必要但不充分条件。在初始化和终止期间，存在进程既存活又不就绪的情况。
如果您指定了就绪度探针，Kubernetes 将确保您的应用程序的进程在就绪检查通过之前不会接收网络流量。
对于 ZooKeeper 服务器，存活度意味着就绪状态。因此，zookeeper.yaml 清单中的就绪度探针与存活度探针相同。
readinessProbe:
exec:
command:
- sh
- -c
- "zookeeper-ready 2181"
initialDelaySeconds: 15
timeoutSeconds: 5
即使存活度和就绪度探针相同，指定两者也很重要。这确保了只有健康的服务器才会接收 ZooKeeper 集群的网络流量。
容忍节点故障
ZooKeeper 需要服务器的法定人数才能成功提交对数据的更改。对于一个由三个服务器组成的集群，为了使写入成功，必须有两台服务器保持健康。在基于法定人数的系统中，成员部署在不同的故障域中以确保可用性。为了避免因单个机器故障而导致停机，最佳实践禁止将应用程序的多个实例放置在同一台机器上。
默认情况下，Kubernetes 可能会将 StatefulSet 中的 Pod 放置在同一节点上。对于您创建的三个服务器集群，如果两个服务器位于同一节点上，并且该节点发生故障，则您的 ZooKeeper 服务的客户端将遇到停机，直到至少有一个 Pod 可以重新调度为止。
您应该始终预置额外的容量，以便在节点发生故障时可以重新调度关键系统的进程。如果您这样做，则停机时间将仅持续到 Kubernetes 调度器重新调度其中一个 ZooKeeper 服务器。但是，如果您希望您的服务能够容忍节点故障而不会发生停机，则应设置 podAntiAffinity。
使用以下命令获取 zk StatefulSet 中 Pod 的节点。
for i in 0 1 2; do kubectl get pod zk-$i --template {{.spec.nodeName}}; echo ""; done
zk StatefulSet 中的所有 Pod 都部署在不同的节点上。
kubernetes-node-cxpk
kubernetes-node-a5aq
kubernetes-node-2g2d
这是因为 zk StatefulSet 中的 Pod 具有指定的 PodAntiAffinity。
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: "app"
operator: In
values:
- zk
topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 字段告诉 Kubernetes 调度器永远不要将具有 app 标签为 zk 的两个 Pod 放置在由 topologyKey 定义的域中。topologyKey kubernetes.io/hostname 表示该域是单个节点。通过使用不同的规则、标签和选择器，您可以将此技术扩展到跨物理、网络和电源故障域传播您的集群。
维护生存指南
在本节中，您将 cordon 和 drain 节点。如果您在共享集群中使用本教程，请确保这不会对其他租户产生不利影响。
上一节展示了如何将 Pod 跨节点分布，以应对意外的节点故障，但您还需要为由于计划性维护而发生的临时节点故障做好计划。
使用此命令获取集群中的节点。
kubectl get nodes
本教程假定集群至少有四个节点。如果集群超过四个，请使用 kubectl cordon 来 cordon 除四个节点之外的所有节点。限制为四个节点将确保 Kubernetes 在以下维护模拟中调度 zookeeper Pod 时遇到 affinity 和 PodDisruptionBudget 约束。
kubectl cordon <node-name>
使用此命令获取 zk-pdb PodDisruptionBudget。
kubectl get pdb zk-pdb
max-unavailable 字段指示 Kubernetes，zk StatefulSet 中最多只能同时不可用一个 Pod。
NAME MIN-AVAILABLE MAX-UNAVAILABLE ALLOWED-DISRUPTIONS AGE
zk-pdb N/A 1 1
在一个终端中，使用此命令监视 zk StatefulSet 中的 Pod。
kubectl get pods -w -l app=zk
在另一个终端中，使用此命令获取 Pod 当前调度的节点。
for i in 0 1 2; do kubectl get pod zk-$i --template {{.spec.nodeName}}; echo ""; done
输出类似于此
kubernetes-node-pb41
kubernetes-node-ixsl
kubernetes-node-i4c4
使用 kubectl drain 来 cordon 和 drain 调度了 zk-0 Pod 的节点。
kubectl drain $(kubectl get pod zk-0 --template {{.spec.nodeName}}) --ignore-daemonsets --force --delete-emptydir-data
输出类似于此
node "kubernetes-node-pb41" cordoned
WARNING: Deleting pods not managed by ReplicationController, ReplicaSet, Job, or DaemonSet: fluentd-cloud-logging-kubernetes-node-pb41, kube-proxy-kubernetes-node-pb41; Ignoring DaemonSet-managed pods: node-problem-detector-v0.1-o5elz
pod "zk-0" deleted
node "kubernetes-node-pb41" drained
由于集群中有四个节点，kubectl drain 成功，并且 zk-0 被重新调度到另一个节点。
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 1/1 Running 2 1h
zk-1 1/1 Running 0 1h
zk-2 1/1 Running 0 1h
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 1/1 Terminating 2 2h
zk-0 0/1 Terminating 2 2h
zk-0 0/1 Terminating 2 2h
zk-0 0/1 Terminating 2 2h
zk-0 0/1 Pending 0 0s
zk-0 0/1 Pending 0 0s
zk-0 0/1 ContainerCreating 0 0s
zk-0 0/1 Running 0 51s
zk-0 1/1 Running 0 1m
继续在第一个终端中监视 StatefulSet 的 Pod，并 drain 调度了 zk-1 的节点。
kubectl drain $(kubectl get pod zk-1 --template {{.spec.nodeName}}) --ignore-daemonsets --force --delete-emptydir-data
输出类似于此
"kubernetes-node-ixsl" cordoned
WARNING: Deleting pods not managed by ReplicationController, ReplicaSet, Job, or DaemonSet: fluentd-cloud-logging-kubernetes-node-ixsl, kube-proxy-kubernetes-node-ixsl; Ignoring DaemonSet-managed pods: node-problem-detector-v0.1-voc74
pod "zk-1" deleted
node "kubernetes-node-ixsl" drained
由于 zk StatefulSet 包含一个 PodAntiAffinity 规则，该规则防止 Pod 共置，并且由于只有两个节点可调度，因此 Pod 将保持 Pending 状态。
kubectl get pods -w -l app=zk
输出类似于此
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 1/1 Running 2 1h
zk-1 1/1 Running 0 1h
zk-2 1/1 Running 0 1h
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 1/1 Terminating 2 2h
zk-0 0/1 Terminating 2 2h
zk-0 0/1 Terminating 2 2h
zk-0 0/1 Terminating 2 2h
zk-0 0/1 Pending 0 0s
zk-0 0/1 Pending 0 0s
zk-0 0/1 ContainerCreating 0 0s
zk-0 0/1 Running 0 51s
zk-0 1/1 Running 0 1m
zk-1 1/1 Terminating 0 2h
zk-1 0/1 Terminating 0 2h
zk-1 0/1 Terminating 0 2h
zk-1 0/1 Terminating 0 2h
zk-1 0/1 Pending 0 0s
zk-1 0/1 Pending 0 0s
继续监视 StatefulSet 的 Pod，并 drain 调度了 zk-2 的节点。
kubectl drain $(kubectl get pod zk-2 --template {{.spec.nodeName}}) --ignore-daemonsets --force --delete-emptydir-data
输出类似于此
node "kubernetes-node-i4c4" cordoned
WARNING: Deleting pods not managed by ReplicationController, ReplicaSet, Job, or DaemonSet: fluentd-cloud-logging-kubernetes-node-i4c4, kube-proxy-kubernetes-node-i4c4; Ignoring DaemonSet-managed pods: node-problem-detector-v0.1-dyrog
WARNING: Ignoring DaemonSet-managed pods: node-problem-detector-v0.1-dyrog; Deleting pods not managed by ReplicationController, ReplicaSet, Job, or DaemonSet: fluentd-cloud-logging-kubernetes-node-i4c4, kube-proxy-kubernetes-node-i4c4
There are pending pods when an error occurred: Cannot evict pod as it would violate the pod's disruption budget.
pod/zk-2
使用 CTRL-C 终止 kubectl。
您无法 drain 第三个节点，因为驱逐 zk-2 将违反 zk-budget。但是，该节点将保持 cordoned 状态。
使用 zkCli.sh 从 zk-0 检索在兼容性测试期间输入的值。
kubectl exec zk-0 zkCli.sh get /hello
该服务仍然可用，因为其 PodDisruptionBudget 得到了尊重。
WatchedEvent state:SyncConnected type:None path:null
world
cZxid = 0x200000002
ctime = Wed Dec 07 00:08:59 UTC 2016
mZxid = 0x200000002
mtime = Wed Dec 07 00:08:59 UTC 2016
pZxid = 0x200000002
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 5
numChildren = 0
使用 kubectl uncordon 来 uncordon 第一个节点。
kubectl uncordon kubernetes-node-pb41
输出类似于此
node "kubernetes-node-pb41" uncordoned
zk-1 将在此节点上重新调度。等待 zk-1 变为 Running 和 Ready。
kubectl get pods -w -l app=zk
输出类似于此
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 1/1 Running 2 1h
zk-1 1/1 Running 0 1h
zk-2 1/1 Running 0 1h
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
zk-0 1/1 Terminating 2 2h
zk-0 0/1 Terminating 2 2h
zk-0 0/1 Terminating 2 2h
zk-0 0/1 Terminating 2 2h
zk-0 0/1 Pending 0 0s
zk-0 0/1 Pending 0 0s
zk-0 0/1 ContainerCreating 0 0s
zk-0 0/1 Running 0 51s
zk-0 1/1 Running 0 1m
zk-1 1/1 Terminating 0 2h
zk-1 0/1 Terminating 0 2h
zk-1 0/1 Terminating 0 2h
zk-1 0/1 Terminating 0 2h
zk-1 0/1 Pending 0 0s
zk-1 0/1 Pending 0 0s
zk-1 0/1 Pending 0 12m
zk-1 0/1 ContainerCreating 0 12m
zk-1 0/1 Running 0 13m
zk-1 1/1 Running 0 13m
尝试 drain 调度了 zk-2 的节点。
kubectl drain $(kubectl get pod zk-2 --template {{.spec.nodeName}}) --ignore-daemonsets --force --delete-emptydir-data
输出类似于此
node "kubernetes-node-i4c4" already cordoned
WARNING: Deleting pods not managed by ReplicationController, ReplicaSet, Job, or DaemonSet: fluentd-cloud-logging-kubernetes-node-i4c4, kube-proxy-kubernetes-node-i4c4; Ignoring DaemonSet-managed pods: node-problem-detector-v0.1-dyrog
pod "heapster-v1.2.0-2604621511-wht1r" deleted
pod "zk-2" deleted
node "kubernetes-node-i4c4" drained
这次 kubectl drain 成功。
Uncordon 第二个节点，以允许重新调度 zk-2。
kubectl uncordon kubernetes-node-ixsl
输出类似于此
node "kubernetes-node-ixsl" uncordoned
您可以使用 kubectl drain 结合 PodDisruptionBudgets 来确保您的服务在维护期间保持可用。如果 drain 用于 cordon 节点并在节点离线进行维护之前驱逐 Pod，则表达了中断预算的服务将遵守该预算。您应该始终为关键服务分配额外的容量，以便可以立即重新调度其 Pod。
清理
- 使用
kubectl uncordon来 uncordon 集群中的所有节点。 - 您必须删除用于本教程中 PersistentVolumes 的持久存储介质。根据您的环境、存储配置和配置方法，遵循必要的步骤以确保回收所有存储。