Kubernetes 示例:使用 Stateful Sets 部署 Cassandra

本教程展示了如何在 Kubernetes 上开发一个云原生的 Cassandra deployment。在这个实例中,Cassandra 使用了一个自定义的 SeedProvider 来发现新加入集群的节点。

在集群环境中部署类似 Cassandra 的有状态(stateful)应用可能是具有挑战性的。StatefulSets 极大的简化了这个过程。请阅读 StatefulSets 获取更多关于此教程中使用的这个特性的信息。

Cassandra Docker

Pod 使用了来自 Google 容器注册表(container registry) 的 gcr.io/google-samples/cassandra:v12 镜像。这个 docker 镜像基于 debian:jessie 并包含 OpenJDK 8。这个镜像包含了来自 Apache Debian 源的标准 Cassandra 安装。您可以通过环境变量来改变插入到 cassandra.yaml 中的值。

ENV VAR DEFAULT VALUE
CASSANDRA_CLUSTER_NAME ‘Test Cluster’
CASSANDRA_NUM_TOKENS 32
CASSANDRA_RPC_ADDRESS 0.0.0.0

Objectives

Before you begin

为了完成本教程,你应该对 Pod、 Service 和 StatefulSet 有基本的了解。此外,你还应该:

注意: 如果你还没有集群,请查阅 快速入门指南

Minikube 附加安装说明

小心: Minikube 默认配置 1024MB 内存和 1 CPU,这在本例中将导致资源不足。

为了避免这些错误,请这样运行 minikube:

minikube start --memory 5120 --cpus=4

创建 Cassandra Headless Service

Kubernetes Service 描述了一个执行相同任务的 Pod 集合。

下面的 Service 用于在集群内部的 Cassandra Pod 和客户端之间进行 DNS 查找。

  1. 在下载清单文件的文件夹下启动一个终端窗口。
  2. 使用 cassandra-service.yaml 文件创建一个 Service,用于追踪所有的 Cassandra StatefulSet 节点。
    kubectl create -f cassandra-service.yaml
    
cassandra/cassandra-service.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: cassandra
  name: cassandra
spec:
  clusterIP: None
  ports:
  - port: 9042
  selector:
    app: cassandra

验证(可选)

获取 Cassandra Service。

kubectl get svc cassandra

响应应该像这样:

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

如果返回了任何其它消息,这个 service 就没有被成功创建。请查阅 调试 Services,了解常见问题。

使用 StatefulSet 创建 Cassandra 环

上文中的 StatefulSet 清单文件将创建一个由 3 个 pod 组成的 Cassandra 环。

注意: 本例中的 Minikube 使用默认 provisioner。请根据您使用的云服务商更新下面的 StatefulSet。

  1. 如有必要请修改 StatefulSet。
  2. 使用 cassandra-statefulset.yaml 文件创建 Cassandra StatefulSet。
    kubectl create -f cassandra-statefulset.yaml
    
cassandra/cassandra-statefulset.yaml 
apiVersion: "apps/v1beta1"
kind: StatefulSet
metadata:
  name: cassandra
spec:
  serviceName: cassandra
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: cassandra
    spec:
      containers:
      - name: cassandra
        image: gcr.io/google-samples/cassandra:v12
        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", "PID=$(pidof java) && kill $PID && while ps -p $PID > /dev/null; do sleep 1; done"]
        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: CASSANDRA_AUTO_BOOTSTRAP
            value: "false"
          - 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
      annotations:
        volume.beta.kubernetes.io/storage-class: fast
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi
---
kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1beta1
metadata:
  name: fast
provisioner: k8s.io/minikube-hostpath
parameters:
  type: pd-ssd

验证 Cassandra StatefulSet

  1. 获取 Cassandra StatefulSet:
    kubectl get statefulset cassandra
    

    响应应该是

    NAME        DESIRED   CURRENT   AGE
    cassandra   3         0         13s
    

    StatefulSet 资源顺序的部署 pod。

  2. 获取 pod, 查看顺序创建的状态:
    kubectl get pods -l="app=cassandra"
    

    响应应该像是

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

    注意: 部署全部三个 pod 可能需要 10 分钟时间。

    一旦所有 pod 都已经部署,相同的命令将返回:

    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. 运行 Cassandra nodetool 工具,显示环的状态。
    kubectl exec cassandra-0 -- nodetool status
    

    响应为:

    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. 运行下面的命令:
    kubectl edit statefulset cassandra
    

    这个命令将在终端中打开一个编辑器。您需要修改 replicas 字段一行。

    注意: 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/v1beta1
     kind: StatefulSet
     metadata:
      creationTimestamp: 2016-08-13T18:40:58Z
      generation: 1
      labels:
        app: cassandra
      name: cassandra
      namespace: default
      resourceVersion: "323"
      selfLink: /apis/apps/v1beta1/namespaces/default/statefulsets/cassandra
      uid: 7a219483-6185-11e6-a910-42010a8a0fc0
     spec:
      replicas: 3
    
  2. 修改副本数量为 4 并保存清单文件。

    这个 StatefulSet 现在包含 4 个 pod。

  3. 获取 Cassandra StatefulSet 来进行验证:
    kubectl get statefulset cassandra
    

    响应应该为:

    NAME        DESIRED   CURRENT   AGE
    cassandra   4         4         36m
    

Cleaning up

删除或缩容 StatefulSet 不会删除与其相关联的 volume。这优先保证了安全性:您的数据比其它所有自动清理的 StatefulSet 资源都更宝贵。

警告: 取决于 storage class 和回收策略(reclaim policy),删除 Persistent Volume Claims 可能导致关联的 volume 也被删除。绝对不要假设在 volume claim 被删除后还能访问数据。

  1. 运行下面的命令,删除 StatefulSet 中所有能内容:
    grace=$(kubectl get po cassandra-0 -o=jsonpath='{.spec.terminationGracePeriodSeconds}') \
      && kubectl delete statefulset -l app=cassandra \
      && echo "Sleeping $grace" \
      && sleep $grace \
      && kubectl delete pvc -l app=cassandra
    
  2. 运行下面的命令,删除 Cassandra Service。
    kubectl delete service -l app=cassandra
    

本文由xiaosuiba翻译,点击查看原文链接

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