创建有状态负载（StatefulSet）¶

本文介绍如何通过镜像和 YAML 文件两种方式创建有状态负载（StatefulSet）。

有状态负载（StatefulSet）是 Kubernetes 中的一种常见资源，和无状态负载（Deployment）类似，主要用于管理 Pod 集合的部署和伸缩。二者的主要区别在于，Deployment 是无状态的，不保存数据，而 StatefulSet 是有状态的，主要用于管理有状态应用。此外，StatefulSet 中的 Pod 具有永久不变的 ID，便于在匹配存储卷时识别对应的 Pod。

通过算丰 AI 算力平台的容器管理模块，可以基于相应的角色权限轻松管理多云多集群上的工作负载，包括对有状态工作负载的创建、更新、删除、弹性扩缩、重启、版本回退等全生命周期管理。

前提条件¶

在使用镜像创建有状态负载之前，需要满足以下前提条件：

在容器管理模块中接入 Kubernetes 集群或者管理员已为用户创建了集群，且能够访问集群的 UI 界面。
创建一个命名空间和用户。
当前操作用户应具有 NS Editor 或更高权限，详情可参考命名空间授权。
单个实例中有多个容器时，请确保容器使用的端口不冲突，否则部署会失效。

镜像创建¶

参考以下步骤，使用镜像创建一个有状态负载。

点击左侧导航栏上的 集群列表 ，然后点击目标集群的名称，进入 集群详情 。
点击左侧导航栏的 工作负载 -> 有状态负载 ，然后点击右上角 镜像创建 按钮。
依次填写基本信息、容器配置、服务配置、高级配置后，在页面右下角点击确定完成创建。

系统将自动返回 有状态工作负载 列表，等待工作负载状态变为 运行中 。如果工作负载状态出现异常，请查看具体异常信息，可参考工作负载状态。

点击新建工作负载列右侧的 ┇ ，可以对工作负载执行执行更新、删除、弹性扩缩、重启、版本回退等操作。

基本信息¶

负载名称：最多包含 63 个字符，只能包含小写字母、数字及分隔符（“-”），且必须以小写字母或数字开头及结尾，例如 deployment-01。同一命名空间内同一类型工作负载的名称不得重复，而且负载名称在工作负载创建好之后不可更改。
命名空间：选择将新建的负载部署在哪个命名空间，默认使用 default 命名空间。找不到所需的命名空间时可以根据页面提示去创建新的命名空间。
实例数：输入负载的 Pod 实例数量，默认创建 1 个 Pod 实例。
描述：输入负载的描述信息，内容自定义。字符数不超过 512。

容器配置¶

容器配置分为基本信息、生命周期、健康检查、环境变量、数据存储、安全设置六部分，点击下方的相应页签可查看各部分的配置要求。

容器配置仅针对单个容器进行配置，如需在一个容器组中添加多个容器，可点击右侧的 + 添加多个容器。

基本信息（必填）生命周期（选填）健康检查（选填）环境变量（选填）数据存储（选填）安全设置（选填）

在配置容器相关参数时，必须正确填写容器的名称、镜像参数，否则将无法进入下一步。参考以下要求填写配置后，点击确认。

基本信息

容器类型：默认为工作容器。有关初始化容器，参见 k8s 官方文档。
容器名称：最多包含 63 个字符，支持小写字母、数字及分隔符（“-”）。必须以小写字母或数字开头及结尾，例如 nginx-01。
镜像：
- 容器镜像：从列表中选择一个合适的镜像。输入镜像名称时，默认从官方的 DockerHub 拉取镜像。接入算丰 AI 算力平台的镜像仓库模块后，可以点击右侧的 选择镜像 按钮来选择镜像。
- 镜像版本：从下拉列表选择一个合适的版本。
- 镜像拉取策略：勾选 总是拉取镜像 后，负载每次重启/升级时都会从仓库重新拉取镜像。如果不勾选，则只拉取本地镜像，只有当镜像在本地不存在时才从镜像仓库重新拉取。更多详情可参考镜像拉取策略。
- 镜像仓库密钥：可选。如果目标仓库需要 Secret 才能访问，需要先去创建一个密钥。
特权容器：容器默认不可以访问宿主机上的任何设备，开启特权容器后，容器即可访问宿主机上的所有设备，享有宿主机上的运行进程的所有权限。
CPU/内存配额：CPU/内存资源的请求值（需要使用的最小资源）和限制值（允许使用的最大资源）。请根据需要为容器配置资源，避免资源浪费和因容器资源超额导致系统故障。默认值如图所示。
GPU 配置：为容器配置 GPU 用量，仅支持输入正整数。
- 整卡模式：
  - 物理卡数量：容器能够使用的物理 GPU 卡数量。配置后，容器将占用整张物理 GPU卡。同时物理卡数量需要 ≤ 单节点插入的最大 GPU 卡数。
- 虚拟化模式：
  - 物理卡数量：容器能够使用的物理 GPU 卡数量，物理卡数量需要 ≤ 单节点插入的最大 GPU 卡数。
  - GPU 算力：每张物理 GPU 卡上需要使用的算力百分比，最多为100%。
  - 显存：每张物理卡上需要使用的显存数量。
  - 调度策略（Binpack / Spread）：支持基于 GPU 卡和基于节点的两种维度的调度策略。Binpack 是集中式调度策略，优先将容器调度到同一个节点的同一张 GPU 卡上；Spread 是分散式调度策略，优先将容器调度到不同节点的不同 GPU 卡上，根据实际场景可组合使用。（当工作负载级别的 Binpack / Spread 调度策略与集群级别的 Binpack / Spread 调度策略冲突时，系统优先使用工作负载级别的调度策略）。
  - 任务优先级：GPU 算力会优先供给高优先级任务使用，普通任务会减少甚至暂停使用 GPU 算力，直到高优先级任务结束，普通任务会重新继续使用 GPU 算力，常用于在离线混部场景。
  - 指定型号：将工作负载调度到指定型号的 GPU 卡上，适用于对 GPU 型号有特殊要求的场景。
- Mig 模式
  - 规格：切分后的物理 GPU 卡规格。
  - 数量：使用该规格的数量。

设置 GPU 之前，需要管理员预先在集群上安装 GPU Operator 和 nvidia-vgpu（仅 vGPU 模式需要安装），并在集群设置中开启 GPU 特性。

设置容器启动时、启动后、停止前需要执行的命令。详情可参考容器生命周期配置。

生命周期

用于判断容器和应用的健康状态。有助于提高应用的可用性。详情可参考容器健康检查配置。

健康检查

配置 Pod 内的容器参数，为 Pod 添加环境变量或传递配置等。详情可参考容器环境变量配置。

环境变量

配置容器挂载数据卷和数据持久化的设置。详情可参考容器数据存储配置。

数据存储

通过 Linux 内置的账号权限隔离机制来对容器进行安全隔离。您可以通过使用不同权限的账号 UID（数字身份标记）来限制容器的权限。例如，输入 0 表示使用 root 账号的权限。

安全设置

服务配置¶

为有状态负载配置服务（Service），使有状态负载能够被外部访问。

点击 创建服务 按钮。
参考创建服务，配置服务参数。
点击确定，点击 下一步 。

高级配置¶

高级配置包括负载的网络配置、升级策略、调度策略、标签与注解四部分，可点击下方的页签查看各部分的配置要求。

网络配置升级策略容器管理策略调度策略标签与注解

如在集群中部署了 SpiderPool 和 Multus 组件，则可以在网络配置中配置容器网卡。
DNS 配置：应用在某些场景下会出现冗余的 DNS 查询。Kubernetes 为应用提供了与 DNS 相关的配置选项，能够在某些场景下有效地减少冗余的 DNS 查询，提升业务并发量。
DNS 策略
- Default：使容器使用 kubelet 的 --resolv-conf 参数指向的域名解析文件。该配置只能解析注册到互联网上的外部域名，无法解析集群内部域名，且不存在无效的 DNS 查询。
- ClusterFirstWithHostNet：应用对接主机的域名文件。
- ClusterFirst：应用对接 Kube-DNS/CoreDNS。
- None：Kubernetes v1.9（Beta in v1.10）中引入的新选项值。设置为 None 之后，必须设置 dnsConfig，此时容器的域名解析文件将完全通过 dnsConfig 的配置来生成。
域名服务器：填写域名服务器的地址，例如 10.6.175.20 。
搜索域：域名查询时的 DNS 搜索域列表。指定后，提供的搜索域列表将合并到基于 dnsPolicy 生成的域名解析文件的 search 字段中，并删除重复的域名。Kubernetes 最多允许 6 个搜索域。
Options：DNS 的配置选项，其中每个对象可以具有 name 属性（必需）和 value 属性（可选）。该字段中的内容将合并到基于 dnsPolicy 生成的域名解析文件的 options 字段中，dnsConfig 的 options 的某些选项如果与基于 dnsPolicy 生成的域名解析文件的选项冲突，则会被 dnsConfig 所覆盖。
主机别名：为主机设置的别名。

升级方式： 滚动升级 指逐步用新版本的实例替换旧版本的实例，升级的过程中，业务流量会同时负载均衡分布到新老的实例上，因此业务不会中断。 重建升级 指先删除老版本的负载实例，再安装指定的新版本，升级过程中业务会中断。
最大保留版本数：设置版本回滚时保留的旧版本数量。默认 10。
缩容时间窗：负载停止前命令的执行时间窗（0-9,999秒），默认 30 秒。

Kubernetes v1.7 及其之后的版本可以通过 .spec.podManagementPolicy 设置 Pod 的管理策略，支持以下两种方式：

按序策略（OrderedReady） ：默认的 Pod 管理策略，表示按顺序部署 Pod，只有前一个 Pod 部署成功完成后，有状态负载才会开始部署下一个 Pod。删除 Pod 时则采用逆序，最后创建的最先被删除。
并行策略（Parallel） ：并行创建或删除容器，和 Deployment 类型的 Pod 一样。StatefulSet 控制器并行地启动或终止所有的容器。启动或者终止其他 Pod 前，无需等待 Pod 进入 Running 和 ready 或者完全停止状态。这个选项只会影响扩缩操作的行为，不影响更新时的顺序。

容忍时间：负载实例所在的节点不可用时，将负载实例重新调度到其它可用节点的时间，默认为 300 秒。
节点亲和性：根据节点上的标签来约束 Pod 可以调度到哪些节点上。
工作负载亲和性：基于已经在节点上运行的 Pod 的标签来约束 Pod 可以调度到哪些节点。
工作负载反亲和性：基于已经在节点上运行的 Pod 的标签来约束 Pod 不可以调度到哪些节点。
拓扑域：即 topologyKey，用于指定可以调度的一组节点。例如， kubernetes.io/os 表示只要某个操作系统的节点满足 labelSelector 的条件就可以调度到该节点。

具体详情请参考调度策略。

![调度策略](../../../images/deploy15_1.png)

可以点击添加按钮为工作负载和容器组添加标签和注解。

标签与注解

YAML 创建¶

除了通过镜像方式外，还可以通过 YAML 文件更快速地创建创建有状态负载。

点击左侧导航栏上的 集群列表 ，然后点击目标集群的名称，进入 集群详情 页面。
在集群详情页面，点击左侧导航栏的 工作负载 -> 有状态负载 ，然后点击页面右上角的 YAML 创建 按钮。
输入或粘贴事先准备好的 YAML 文件，点击确定即可完成创建。

点击查看创建有状态负载的 YAML 示例

kind: StatefulSet
apiVersion: apps/v1
metadata:
  name: test-mysql-123-mysql
  namespace: default
  uid: d3f45527-a0ab-4b22-9013-5842a06f4e0e
  resourceVersion: '20504385'
  generation: 1
  creationTimestamp: '2022-09-22T09:34:10Z'
  ownerReferences:
    - apiVersion: mysql.presslabs.org/v1alpha1
      kind: MysqlCluster
      name: test-mysql-123
      uid: 5e877cc3-5167-49da-904e-820940cf1a6d
      controller: true
      blockOwnerDeletion: true
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/managed-by: mysql.presslabs.org
      app.kubernetes.io/name: mysql
      mysql.presslabs.org/cluster: test-mysql-123
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app.kubernetes.io/component: database
        app.kubernetes.io/instance: test-mysql-123
        app.kubernetes.io/managed-by: mysql.presslabs.org
        app.kubernetes.io/name: mysql
        app.kubernetes.io/version: 5.7.31
        mysql.presslabs.org/cluster: test-mysql-123
      annotations:
        config_rev: '13941099'
        prometheus.io/port: '9125'
        prometheus.io/scrape: 'true'
        secret_rev: '13941101'
    spec:
      volumes:
        - name: conf
          emptyDir: {}
        - name: init-scripts
          emptyDir: {}
        - name: config-map
          configMap:
            name: test-mysql-123-mysql
            defaultMode: 420
        - name: data
          persistentVolumeClaim:
            claimName: data
      initContainers:
        - name: init
          image: docker.m.daocloud.io/bitpoke/mysql-operator-sidecar-5.7:v0.6.1
          args:
            - clone-and-init
          envFrom:
            - secretRef:
                name: test-mysql-123-mysql-operated
          env:
            - name: MY_NAMESPACE
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: metadata.namespace
            - name: MY_POD_NAME
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: metadata.name
            - name: MY_POD_IP
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: status.podIP
            - name: MY_SERVICE_NAME
              value: mysql
            - name: MY_CLUSTER_NAME
              value: test-mysql-123
            - name: MY_FQDN
              value: $(MY_POD_NAME).$(MY_SERVICE_NAME).$(MY_NAMESPACE)
            - name: MY_MYSQL_VERSION
              value: 5.7.31
            - name: BACKUP_USER
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: test-mysql-123-mysql-operated
                  key: BACKUP_USER
                  optional: true
            - name: BACKUP_PASSWORD
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: test-mysql-123-mysql-operated
                  key: BACKUP_PASSWORD
                  optional: true
          resources: {}
          volumeMounts:
            - name: conf
              mountPath: /etc/mysql
            - name: config-map
              mountPath: /mnt/conf
            - name: data
              mountPath: /var/lib/mysql
          terminationMessagePath: /dev/termination-log
          terminationMessagePolicy: File
          imagePullPolicy: IfNotPresent
      containers:
        - name: mysql
          image: docker.m.daocloud.io/mysql:5.7.31
          ports:
            - name: mysql
              containerPort: 3306
              protocol: TCP
          env:
            - name: MY_NAMESPACE
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: metadata.namespace
            - name: MY_POD_NAME
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: metadata.name
            - name: MY_POD_IP
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: status.podIP
            - name: MY_SERVICE_NAME
              value: mysql
            - name: MY_CLUSTER_NAME
              value: test-mysql-123
            - name: MY_FQDN
              value: $(MY_POD_NAME).$(MY_SERVICE_NAME).$(MY_NAMESPACE)
            - name: MY_MYSQL_VERSION
              value: 5.7.31
            - name: ORCH_CLUSTER_ALIAS
              value: test-mysql-123.default
            - name: ORCH_HTTP_API
              value: http://mysql-operator.mcamel-system/api
            - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: test-mysql-123-secret
                  key: ROOT_PASSWORD
                  optional: false
            - name: MYSQL_USER
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: test-mysql-123-secret
                  key: USER
                  optional: true
            - name: MYSQL_PASSWORD
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: test-mysql-123-secret
                  key: PASSWORD
                  optional: true
            - name: MYSQL_DATABASE
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: test-mysql-123-secret
                  key: DATABASE
                  optional: true
          resources:
            limits:
              cpu: '1'
              memory: 1Gi
            requests:
              cpu: 100m
              memory: 512Mi
          volumeMounts:
            - name: conf
              mountPath: /etc/mysql
            - name: data
              mountPath: /var/lib/mysql
          livenessProbe:
            exec:
              command:
                - mysqladmin
                - '--defaults-file=/etc/mysql/client.conf'
                - ping
            initialDelaySeconds: 60
            timeoutSeconds: 5
            periodSeconds: 5
            successThreshold: 1
            failureThreshold: 3
          readinessProbe:
            exec:
              command:
                - /bin/sh
                - '-c'
                - >-
                  test $(mysql --defaults-file=/etc/mysql/client.conf -NB -e
                  'SELECT COUNT(*) FROM sys_operator.status WHERE
                  name="configured" AND value="1"') -eq 1
            initialDelaySeconds: 5
            timeoutSeconds: 5
            periodSeconds: 2
            successThreshold: 1
            failureThreshold: 3
          lifecycle:
            preStop:
              exec:
                command:
                  - bash
                  - /etc/mysql/pre-shutdown-ha.sh
          terminationMessagePath: /dev/termination-log
          terminationMessagePolicy: File
          imagePullPolicy: IfNotPresent
        - name: sidecar
          image: docker.m.daocloud.io/bitpoke/mysql-operator-sidecar-5.7:v0.6.1
          args:
            - config-and-serve
          ports:
            - name: sidecar-http
              containerPort: 8080
              protocol: TCP
          envFrom:
            - secretRef:
                name: test-mysql-123-mysql-operated
          env:
            - name: MY_NAMESPACE
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: metadata.namespace
            - name: MY_POD_NAME
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: metadata.name
            - name: MY_POD_IP
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: status.podIP
            - name: MY_SERVICE_NAME
              value: mysql
            - name: MY_CLUSTER_NAME
              value: test-mysql-123
            - name: MY_FQDN
              value: $(MY_POD_NAME).$(MY_SERVICE_NAME).$(MY_NAMESPACE)
            - name: MY_MYSQL_VERSION
              value: 5.7.31
            - name: XTRABACKUP_TARGET_DIR
              value: /tmp/xtrabackup_backupfiles/
          resources:
            limits:
              cpu: '1'
              memory: 1Gi
            requests:
              cpu: 10m
              memory: 64Mi
          volumeMounts:
            - name: conf
              mountPath: /etc/mysql
            - name: data
              mountPath: /var/lib/mysql
          readinessProbe:
            httpGet:
              path: /health
              port: 8080
              scheme: HTTP
            initialDelaySeconds: 30
            timeoutSeconds: 5
            periodSeconds: 5
            successThreshold: 1
            failureThreshold: 3
          terminationMessagePath: /dev/termination-log
          terminationMessagePolicy: File
          imagePullPolicy: IfNotPresent
        - name: metrics-exporter
          image: prom/mysqld-exporter:v0.13.0
          args:
            - '--web.listen-address=0.0.0.0:9125'
            - '--web.telemetry-path=/metrics'
            - '--collect.heartbeat'
            - '--collect.heartbeat.database=sys_operator'
          ports:
            - name: prometheus
              containerPort: 9125
              protocol: TCP
          env:
            - name: MY_NAMESPACE
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: metadata.namespace
            - name: MY_POD_NAME
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: metadata.name
            - name: MY_POD_IP
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: status.podIP
            - name: MY_SERVICE_NAME
              value: mysql
            - name: MY_CLUSTER_NAME
              value: test-mysql-123
            - name: MY_FQDN
              value: $(MY_POD_NAME).$(MY_SERVICE_NAME).$(MY_NAMESPACE)
            - name: MY_MYSQL_VERSION
              value: 5.7.31
            - name: USER
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: test-mysql-123-mysql-operated
                  key: METRICS_EXPORTER_USER
                  optional: false
            - name: PASSWORD
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: test-mysql-123-mysql-operated
                  key: METRICS_EXPORTER_PASSWORD
                  optional: false
            - name: DATA_SOURCE_NAME
              value: $(USER):$(PASSWORD)@(127.0.0.1:3306)/
          resources:
            limits:
              cpu: 100m
              memory: 128Mi
            requests:
              cpu: 10m
              memory: 32Mi
          livenessProbe:
            httpGet:
              path: /metrics
              port: 9125
              scheme: HTTP
            initialDelaySeconds: 30
            timeoutSeconds: 30
            periodSeconds: 30
            successThreshold: 1
            failureThreshold: 3
          terminationMessagePath: /dev/termination-log
          terminationMessagePolicy: File
          imagePullPolicy: IfNotPresent
        - name: pt-heartbeat
          image: docker.m.daocloud.io/bitpoke/mysql-operator-sidecar-5.7:v0.6.1
          args:
            - pt-heartbeat
            - '--update'
            - '--replace'
            - '--check-read-only'
            - '--create-table'
            - '--database'
            - sys_operator
            - '--table'
            - heartbeat
            - '--utc'
            - '--defaults-file'
            - /etc/mysql/heartbeat.conf
            - '--fail-successive-errors=20'
          env:
            - name: MY_NAMESPACE
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: metadata.namespace
            - name: MY_POD_NAME
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: metadata.name
            - name: MY_POD_IP
              valueFrom:
                fieldRef:
                  apiVersion: v1
                  fieldPath: status.podIP
            - name: MY_SERVICE_NAME
              value: mysql
            - name: MY_CLUSTER_NAME
              value: test-mysql-123
            - name: MY_FQDN
              value: $(MY_POD_NAME).$(MY_SERVICE_NAME).$(MY_NAMESPACE)
            - name: MY_MYSQL_VERSION
              value: 5.7.31
          resources:
            limits:
              cpu: 100m
              memory: 64Mi
            requests:
              cpu: 10m
              memory: 32Mi
          volumeMounts:
            - name: conf
              mountPath: /etc/mysql
          terminationMessagePath: /dev/termination-log
          terminationMessagePolicy: File
          imagePullPolicy: IfNotPresent
      restartPolicy: Always
      terminationGracePeriodSeconds: 30
      dnsPolicy: ClusterFirst
      securityContext:
        runAsUser: 999
        fsGroup: 999
      affinity:
        podAntiAffinity:
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            - weight: 100
              podAffinityTerm:
                labelSelector:
                  matchLabels:
                    app.kubernetes.io/component: database
                    app.kubernetes.io/instance: test-mysql-123
                    app.kubernetes.io/managed-by: mysql.presslabs.org
                    app.kubernetes.io/name: mysql
                    app.kubernetes.io/version: 5.7.31
                    mysql.presslabs.org/cluster: test-mysql-123
                topologyKey: kubernetes.io/hostname
      schedulerName: default-scheduler
  volumeClaimTemplates:
    - kind: PersistentVolumeClaim
      apiVersion: v1
      metadata:
        name: data
        creationTimestamp: null
        ownerReferences:
          - apiVersion: mysql.presslabs.org/v1alpha1
            kind: MysqlCluster
            name: test-mysql-123
            uid: 5e877cc3-5167-49da-904e-820940cf1a6d
            controller: true
      spec:
        accessModes:
          - ReadWriteOnce
        resources:
          limits:
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