쿠버네티스 StatefulSet

파드마다 각각 다른 스토리지를 사용해 각각 다른 상태를 유지하기 위해서는 스테이트풀셋(StatefulSet) 리소스를 사용한다.

또한, 목적에 따라 해당 파드에 연결하기 위해서 Headless Service를 사용한다.

스테이트풀셋은 디플로이먼트와 같이 파드를 배포하고 복제본을 제공하며 스케일링을 관리할 수 있다.
그러나 디플로이먼트와 다른 점은 파드의 순서 및 파드의 고유성을 보장하며, 동일한 스펙으로 생성되지만 각각 고유한 볼륨을 가지고 있다.

스테이트풀셋의 주의사항은 아래와 같다.

• 파드에 사용할 스토리지는 PVC를 통해서만 가능하다.

• 스테이트풀셋을 삭제하거나 파드를 삭제하더라도 볼륨은 삭제되지 않는다.

  • 데이터의 안전을 보장하기 위함.

• 헤드리스 서비스가 필요하다.

  • 파드의 고유한 네트워크 신원을 제공하기 위함.
    
    

---

스테이트풀셋 실습

헤드리스 서비스

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-svc-headless
  labels:
    app: myapp-svc-headless
spec:
  ports:
  - name: http
    port: 80
  clusterIP: None
  selector:
    app: myapp-sts

스테이트풀셋

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: myapp-sts
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp-sts
  serviceName: myapp-svc-headless
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp-sts
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: ghcr.io/c1t1d0s7/go-myweb
        ports:
        - containerPort: 8080

레플리카를 3개로 스케일링(Scale Out)

kubectl scale statefulset myapp-sts --replicas=3

다시 레플리카를 2개로 스케일링(Scale In)

kubectl scale statefulset myapp-sts --replicas=2

파드의 IP 확인

kubectl get po -o wide

NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
myapp-sts-0   1/1     Running   0          4m25s   10.244.0.7   minikube   <none>           <none>
myapp-sts-1   1/1     Running   0          4m20s   10.244.0.8   minikube   <none>           <none>

헤드리스 서비스에 접근

kubectl run nettool -it --image=ghcr.io/c1t1d0s7/network-multitool --rm bash

헤드리스 서비스 확인

host myapp-svc-headless

myapp-svc-headless.default.svc.cluster.local has address 10.244.0.7
myapp-svc-headless.default.svc.cluster.local has address 10.244.0.8

서비스의 Cluster IP가 아닌(어차피 없음) 각 파드의 IP로 응답한다.

각 파드에 curl 요청 보내기

curl myapp-sts-1.myapp-svc-headless:8080

Hello World!
myapp-sts-1

curl myapp-sts-0.myapp-svc-headless:8080

Hello World!
myapp-sts-0

볼륨 클레임 템플릿을 사용

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: myapp-sts-vol
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp-sts-vol
  serviceName: myapp-svc-headless
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp-sts-vol
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: ghcr.io/c1t1d0s7/go-myweb:alpine
        ports:
        - containerPort: 8080
        volumeMounts:
        - name: myapp-data
          mountPath: /data
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: myapp-data
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi
      storageClassName: standard

kubectl apply -f myapp-sts-vol.yaml

리소스와 파드 목록 확인

kubectl get all

파드 상세 정보 확인

kubectl describe po myapp-sts-vol-0

Volumes:
  myapp-data:
    Type:       PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)
    ClaimName:  myapp-data-myapp-sts-vol-0
    ReadOnly:   false

pv, pvc 리소스 확인

kubectl get pv,pvc

NAME                                                        CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                                STORAGECLASS   REASON   AGE
persistentvolume/pvc-3c80b3a9-7346-460f-998f-142712c25395   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/myapp-data-myapp-sts-vol-0   standard                90s
persistentvolume/pvc-4214359b-1a52-4bfe-bb78-ad7d4af4f358   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/myapp-data-myapp-sts-vol-1   standard                84s

NAME                                               STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
persistentvolumeclaim/myapp-data-myapp-sts-vol-0   Bound    pvc-3c80b3a9-7346-460f-998f-142712c25395   1Gi        RWO            standard       90s
persistentvolumeclaim/myapp-data-myapp-sts-vol-1   Bound    pvc-4214359b-1a52-4bfe-bb78-ad7d4af4f358   1Gi        RWO            standard       84s

레플리카를 3개로 스케일링(Scale Out)

kubectl scale statefulset myapp-sts-vol --replicas=3

kubectl get pv,pvc

NAME                                                        CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                                STORAGECLASS   REASON   AGE
persistentvolume/pvc-3c80b3a9-7346-460f-998f-142712c25395   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/myapp-data-myapp-sts-vol-0   standard                5m4s
persistentvolume/pvc-4214359b-1a52-4bfe-bb78-ad7d4af4f358   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/myapp-data-myapp-sts-vol-1   standard                4m58s
persistentvolume/pvc-e9875c67-ce4e-47c9-9e5f-4321060f349e   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/myapp-data-myapp-sts-vol-2   standard                12s

NAME                                               STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
persistentvolumeclaim/myapp-data-myapp-sts-vol-0   Bound    pvc-3c80b3a9-7346-460f-998f-142712c25395   1Gi        RWO            standard       5m4s
persistentvolumeclaim/myapp-data-myapp-sts-vol-1   Bound    pvc-4214359b-1a52-4bfe-bb78-ad7d4af4f358   1Gi        RWO            standard       4m58s
persistentvolumeclaim/myapp-data-myapp-sts-vol-2   Bound    pvc-e9875c67-ce4e-47c9-9e5f-4321060f349e   1Gi        RWO            standard       12s

컨트롤러 및 서비스 삭제

kubectl delete -f myapp-sts-vol.yaml

kubectl get pv,pvc

NAME                                                        CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                                STORAGECLASS   REASON   AGE
persistentvolume/pvc-3c80b3a9-7346-460f-998f-142712c25395   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/myapp-data-myapp-sts-vol-0   standard                6m25s
persistentvolume/pvc-4214359b-1a52-4bfe-bb78-ad7d4af4f358   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/myapp-data-myapp-sts-vol-1   standard                6m19s
persistentvolume/pvc-e9875c67-ce4e-47c9-9e5f-4321060f349e   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/myapp-data-myapp-sts-vol-2   standard                93s

NAME                                               STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
persistentvolumeclaim/myapp-data-myapp-sts-vol-0   Bound    pvc-3c80b3a9-7346-460f-998f-142712c25395   1Gi        RWO            standard       6m25s
persistentvolumeclaim/myapp-data-myapp-sts-vol-1   Bound    pvc-4214359b-1a52-4bfe-bb78-ad7d4af4f358   1Gi        RWO            standard       6m19s
persistentvolumeclaim/myapp-data-myapp-sts-vol-2   Bound    pvc-e9875c67-ce4e-47c9-9e5f-4321060f349e   1Gi        RWO            standard       93s

컨트롤러 및 파드가 삭제된 후에도 여전히 pv와 pvc는 남아있다.
데이터의 안전을 보장하기 위한 조치로 불필요한 경우에는 수동으로 삭제해야 한다.

pvc 삭제

kubectl delete pvc --all

회수 정책이 Delete이므로 pvc만 삭제하면 pv도 같이 삭제된다.

---

참고 자료

https://nearhome.tistory.com/107