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示例:使用 StatefulSet 部署 Cassandra
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。
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 节点上。
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。
教程目标
- 创建并验证 Cassandra 无头(headless)Service。
- 使用 StatefulSet 创建一个 Cassandra ring。
- 验证 StatefulSet。
- 修改 StatefulSet。
- 删除 StatefulSet 及其 Pod。
准备开始
你必须拥有一个 Kubernetes 的集群,同时你必须配置 kubectl 命令行工具与你的集群通信。 建议在至少有两个不作为控制平面主机的节点的集群上运行本教程。 如果你还没有集群,你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群,或者你可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一:
要完成本教程,你应该已经熟悉 Pod、 Service 和 StatefulSet。
额外的 Minikube 设置说明
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
为 Cassandra 创建无头(headless) Services
在 Kubernetes 中,一个 Service 描述了一组执行相同任务的 Pod。
以下 Service 用于在 Cassandra Pod 和集群中的客户端之间进行 DNS 查找:
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
labels:
app: cassandra
name: cassandra
spec:
clusterIP: None
ports:
- port: 9042
selector:
app: cassandra
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。
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: 1800
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
# 这些卷挂载是持久的。它们类似内联申领,但并不完全相同,
# 因为这些卷挂载的名称需要与 StatefulSet 中某 Pod 卷完全匹配。
volumeMounts:
- name: cassandra-data
mountPath: /cassandra_data
# 这些将被控制器转换为卷申领,并挂载在上述路径。
# 请勿将此设置用于生产环境,除非使用了 GCEPersistentDisk 或其他 SSD 持久盘。
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
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
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。
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
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。
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
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。
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
清理现场
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。
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。
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
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
的 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 |
接下来
- 了解如何扩缩 StatefulSet。
- 了解有关 KubernetesSeedProvider 的更多信息
- 查看更多自定义 Seed Provider Configurations