kubernetes(k8s)StatefulSet 和 Deployment 区别及选择方式

博客对比了Deployment和StatefulSet的使用场景。不需额外数据依赖或状态维护、replicas为1时优先用Deployment;单纯数据持久化用pv/pvc;打通app通信可用headlessService;需负载均衡用clusterIP类型。多replicas且挂载多pv时考虑用StatefulSet,还介绍了微软aks平台的特殊情况及使用注意事项。

访问方式:

Compare Deployment & StatefulSet

                  类型
特性
DeploymentStatefulSet
是否暴露到外网可以一般不
请求面向的对象serviceName指定pod的域名
灵活性只能通过service/serviceIp访问到k8s自动转发的pod可以访问任意一个自定义的pod
易用性只需要关心Service的信息即可需要知道要访问的pod启动的名称、headlessService名称
PV/PVC绑定关系的稳定性(多replicas)(pod挂掉后重启)无法保证初始的绑定关系可以保证
pod名称稳定性不稳定,因为是通过template创建,每次为了避免重复都会后缀一个随机数稳定,每次都一样
启动顺序(多replicas)随机启动,如果pod宕掉重启,会自动分配一个node重新启动pod按 app-0、app-1...app-(n-1),如果pod宕掉重启,还会在之前的node上重新启动
停止顺序(多replicas)随机停止倒序停止
集群内部服务发现 只能通过service访问到随机的pod可以打通pod之间的通信(主要是被发现)
性能开销无需维护pod与node、pod与PVC 等关系比deployment类型需要维护额外的关系信息

综上所述:

  1. 如果是不需额外数据依赖或者状态维护的部署,或者replicas是1,优先考虑使用Deployment;
  2. 如果单纯的要做数据持久化,防止pod宕掉重启数据丢失,那么使用pv/pvc就可以了;
  3. 如果要打通app之间的通信,而又不需要对外暴露,使用headlessService即可;
  4. 如果需要使用service的负载均衡,不要使用StatefulSet,尽量使用clusterIP类型,用serviceName做转发;
  5. 如果是有多replicas,且需要挂载多个pv且每个pv的数据是不同的,因为pod和pv之间是 一 一对应的,如果某个pod挂掉再重启,还需要连接之前的pv,不能连到别的pv上,考虑使用StatefulSet
  6. 能不用StatefulSet,就不要用

只能用StatefulSet:

最近在微软的aks平台上部署服务,由于Deployment在scale的时候需要动态申请volume,采取使用volumeClaimTemplates属性的方式来申请,当前Deployment对象(1.15)不支持这一属性,只有StatefulSet才有,因此不得不使用后者。目前看来有点本末倒置,不过不排除以后k8s会支持这一属性。

注意:

如果使用StatefulSet,spec.serviceName需要指向headlessServiceName,且不能省略指定步骤,官方文档要求headlessService必须在创建StatefulSet之前创建完成,经过测试,如果没有也不会影响pod运行(pod还是running状态),只是不能拥有一个stable-network-id 集群内部不能访问到这个服务(如果这个服务不需要被发现,只需要去发现其他服务,则serviceName随便写一个也行),官方要求要在创建StatefulSet之前创建好headlessService,是为了让pod启动时能自动对应到service上。

之所以要指定一个headlessService,是因为admin可以给StatefulSet创建多个、多种类型的service,k8s不知道要用哪个service的名称当作集群内域名的一部分。

Deployment类型则不能有此参数,否则报错。

### Kubernetes Deployment StatefulSet区别 Kubernetes 中的 Deployment StatefulSet 都是用于管理容器化应用程序的工作负载资源,但它们的设计目标适用场景存在显著差异。以下是两者之间的主要区别: #### 1. **Pod 标识顺序** - **StatefulSet** 提供稳定的 Pod 标识符(例如 `pod-0`, `pod-1`),这些标识符在 Pod 删除重新创建时保持不变[^3]。此外,StatefulSet 确保 Pod 按顺序启动终止,这对于需要依赖关系或顺序操作的应用程序非常重要。 - **Deployment** 不提供固定的 Pod 标识符,Pod 名称会随着重新调度而改变。它也不保证启动或终止的顺序。 #### 2. **存储管理** - **StatefulSet** 通常与持久卷(PersistentVolume, PV)结合使用,为每个 Pod 提供独立的、持久化的存储。即使 Pod 被重新调度到其他节点,其数据仍然可以通过相同的 PV 访问。 - **Deployment** 使用的是无状态的存储模型,虽然可以挂载 PersistentVolume,但不保证 Pod 重新调度后仍能访问相同的 PV。 #### 3. **适用场景** - **StatefulSet** 更适合于需要稳定标识符持久化存储的应用程序,例如数据库(如 MySQL、PostgreSQL)、分布式存储系统(如 Cassandra、Zookeeper)等[^3]。 - **Deployment** 更适合于无状态的应用程序,例如 Web 应用程序、微服务等,这些应用不需要稳定的 Pod 标识符或特定的存储需求[^1]。 #### 4. **更新策略** - **StatefulSet** 的更新策略是滚动更新(Rolling Update),但它的行为与 Deployment 的滚动更新有所不同。StatefulSet 按照反向顺序(从最后一个 Pod 开始)进行更新,并确保在更新下一个 Pod 之前当前 Pod 已经成功更新[^3]。 - **Deployment** 的滚动更新更加灵活,支持多种策略(如 Recreate RollingUpdate),并且可以根据 readiness 探针来判断更新是否成功[^2]。 #### 5. **扩展性** - **StatefulSet** 在扩展时会严格按照顺序创建新的 Pod,这可能会导致扩展速度较慢。 - **Deployment** 可以快速扩展 Pod 数量,因为 Pod 的创建是并行进行的。 #### 示例代码 以下是一个简单的 Deployment StatefulSet 的 YAML 示例: ```yaml # Deployment 示例 apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nginx-deployment spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx:1.14.2 ports: - containerPort: 80 ``` ```yaml # StatefulSet 示例 apiVersion: apps/v1 kind: StatefulSet metadata: name: web spec: serviceName: "nginx" replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx:1.14.2 ports: - containerPort: 80 volumeMounts: - name: www mountPath: /usr/share/nginx/html volumeClaimTemplates: - metadata: name: www spec: accessModes: [ "ReadWriteOnce" ] resources: requests: storage: 1Gi ``` ###
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