Kubernetes ist zum de facto-Standard für dieContainer-Orchestrierung geworden und bietet verschiedene Tools zum Verwalten containerisierter Anwendungen in großem Maßstab. Implementierungen und StatefulSets sind zwei leistungsstarke Tools, mit denen Sie containerisierte Workloads effektiv orchestrieren und skalieren können. Während beide Implementierungen verwalten, verfügen sie über unterschiedliche Funktionen, die fürzustandslose und zustandsfähige Anwendungen entwickelt wurden.
Dieser Artikel führt Sie durch die wichtigsten Unterschiede zwischen Implementierungen und StatefulSets (einschließlich Best Practices für jede Anwendung) und hilft Ihnen dabei, den richtigen Ansatz für Ihre spezifischen Anforderungen zu wählen.
Was ist die Bereitstellung?
Bei den Implementierungen handelt es sich umKubernetes- Ressourcenobjekte, die zum Verwalten von zustandslosen Anwendungen verwendet werden. Sie bieten einen deklarativen Ansatz für Anwendungsaktualisierungen, d. h. Sie geben den gewünschten Zustand an (Anzahl der Pods, Container-Image usw.), und Kubernetes kümmert sich darum, diesen Zustand zu erreichen. Dies vereinfacht das Anwendungsmanagement und optimiert Implementierungen.
Wichtige Vorteile von Implementierungen:
- Rollierende Updates: Ein großer Vorteil von Implementierungen ist ihre Fähigkeit, rollierende Updates durchzuführen. Mit dieser Funktion können Sie Ihre Anwendung mit minimalen Ausfallzeiten aktualisieren, indem Sie nach und nach alte Pods durch neue ersetzen, wodurch eine hohe Verfügbarkeit sichergestellt und Unterbrechungen während der Upgrades minimiert werden.
- Replikatmanagement: Implementierungen fungieren als Replikatsätze und garantieren, dass die gewünschte Anzahl an Anwendungs-Pod-Replikaten immer in Ihrem Cluster ausgeführt wird. Wenn ein Pod ausfällt oder ungesund wird, startet die Bereitstellung automatisch ein neues Replikat, um die angegebene Nummer beizubehalten.
- Selbstheilende Funktionen: Implementierungen zeigen selbstheilendes Verhalten. Wenn ein Pod ausfällt oder abstürzt, erkennt die Bereitstellung das Problem und startet automatisch einen Ersatz-Pod. Dadurch wird sichergestellt, dass Ihre Anwendung auch bei Pod-Ausfällen funktionsfähig bleibt.
- Deklarative Syntax: Implementierungen nutzen eine deklarative Syntax. Sie definieren den gewünschten Status Ihrer Anwendung mithilfe von YAML- oder JSON-Dateien, und Kubernetes verarbeitet die zugrunde liegende Infrastruktur, um diesen Status zu erreichen.
Was ist StatefulSet?
StatefulSet ist eineKubernetes-Ressource, die zum Verwalten von zustandsbehafteten Anwendungen verwendet wird. Während Implementierungen bei der Verwaltung von zustandslosen Anwendungen hervorragend sind, bietet Kubernetes StatefulSets für zustandsorientierte Anwendungen mit spezifischen Anforderungen. StatefulSets garantieren die Bestellung und Einzigartigkeit von Pod-Lebenszyklen und sind daher ideal für Anwendungen, die auf Folgendes angewiesen sind:
- Stabile Netzwerkidentitäten: Jedem Pod, der von einem StatefulSet verwaltet wird, wird eine eindeutige und persistente Netzwerkkennung zugewiesen. Diese Kennung bleibt konstant, selbst wenn der Pod auf einen anderen Knoten im Cluster verschoben wird. Dies ist entscheidend für Anwendungen wie Datenbanken, die auf bestimmte Netzwerkadressen für die Kommunikation angewiesen sind.
- Bestellte, kontrollierte Updates: StatefulSets-Pods werden in einer vorgegebenen Reihenfolge erstellt, skaliert und gelöscht, was eine ordnungsgemäße Initialisierung und ein ordnungsgemäßes Herunterfahren von Anwendungen während der Bereitstellungen ermöglicht. Dadurch werden Unterbrechungen und Datenverluste minimiert.
- Persistente Storage-Integration: StatefulSets lassen sich nahtlos in Persistent Volume Claims (PVCs) integrieren. PVCs fungieren als Anfragen nach Storage-Ressourcen und ermöglichen es Pods, auf persistenten Storage zuzugreifen, der Pod-Neustarts oder -Neuplanungen übersteht. Dadurch wird sichergestellt, dass zustandsorientierte Anwendungen ihre Daten über den gesamten Lebenszyklus des Pods hinweg verwalten.
Vergleich: Bereitstellung vs. StatefulSet
Die Wahl des richtigen Ansatzes für die Verwaltung Ihrer Kubernetes-Workloads hängt davon ab, die grundlegenden Unterschiede zwischen Implementierungen und StatefulSets zu verstehen. Hier ist eine Aufschlüsselung der wichtigsten Faktoren, die zu berücksichtigen sind:
- Anwendungstyp: Implementierungen sind für zustandslose Anwendungen konzipiert, bei denen jede Instanz als identisch behandelt werden kann. StatefulSets sind für zustandsfähige Anwendungen konzipiert, diepersistenten Storage und stabile Netzwerkidentitäten erfordern.
- Pod- und Netzwerkidentität: Implementierungen behandeln Pods als austauschbar. Pods können neu gestartet oder neu geplant werden, ohne die gesamte Anwendungsfunktionalität zu beeinträchtigen. Das liegt daran, dass jede Pod-Instanz unabhängig agiert und keine eindeutige Identität beibehält.
Im Gegensatz dazu bieten StatefulSets eindeutige und stabile Identitäten für jeden Pod. Diese vorhersehbare Identität ist entscheidend für zustandsbehaftete Anwendungen wie Datenbanken, die auf konsistente Netzwerkadressen und bestimmte Pod-Instanzen angewiesen sind, um Daten zu verwalten.
- Storage: Implementierungen nutzen flüchtigen Storage, was bedeutet, dass alle auf dem Pod gespeicherten Daten verloren gehen, wenn der Pod neu gestartet oder neu geplant wird. Dies ist für zustandslose Anwendungen akzeptabel, die keinen persistenten Daten-Storage benötigen. StatefulSets nutzen PVCs, um die Datenpersistenz bei der Neuplanung von Pods zu gewährleisten. PVCs fungieren als Anfragen nach Storage-Ressourcen, sodass Pods auf persistenten Storage zugreifen können, der Pod-Neustarts oder -Verschiebungen zwischen Knoten übersteht. Dadurch wird sichergestellt, dass zustandsorientierte Anwendungen ihre Daten über den gesamten Pod-Lebenszyklus hinweg verwalten.
- Skalierung und Updates: Implementierungen bieten einen flexiblen Ansatz zur Skalierung. Neue Pods können ohne garantierte Bestellung hinzugefügt oder entfernt werden. StatefulSets führen Implementierungen und Skalierungsvorgänge auf kontrollierte und geordnete Weise durch. Pods werden in einer vorgegebenen Reihenfolge erstellt, aktualisiert und gelöscht, was eine ordnungsgemäße Initialisierung und ein ordnungsgemäßes Herunterfahren von Anwendungen während der Bereitstellungen ermöglicht.
Implementierungen vs. StatefulSets: Auswahl der richtigen Option
Nachdem Sie nun die wichtigsten Unterschiede zwischen Implementierungen und StatefulSets kennen, sind die folgenden Schlüsselfaktoren bei der Auswahl des richtigen Ansatzes für Ihre spezifische Anwendung zu berücksichtigen:
Anwendungszustands
Ist Ihre Anwendung zustandslos oder zustandsbehaftet? Wenn Ihre Anwendung jede Pod-Instanz als austauschbar behandelt und keine persistente Speicherung von Daten erfordert, sind Implementierungen die ideale Wahl. Stateless-Anwendungen wie Webserver und Microservices können mithilfe des flexiblen Ansatzes von Deployments einfach skaliert und aktualisiert werden.
Für Anwendungen, die persistenten Storage benötigen, um den Status (Daten) über Neustarts oder Neuplanungen hinweg aufrechtzuerhalten, sind StatefulSets der richtige Weg. Darüber hinaus sind StatefulSets erforderlich, wenn Ihre Anwendung für die Kommunikation mit anderen Services auf stabile Netzwerkidentitäten angewiesen ist. Datenbanken, Nachrichtenwarteschlangen und geclusterte Anwendungen sind alles wichtige Beispiele für zustandsbehaftete Anwendungen, die die Stabilität und die geordneten Operationen von StatefulSets erfordern.
Anforderungen an die Pod-Identität
Stateless-Anwendungen erfordern in der Regel keine eindeutigen Identitäten für Pods. Bereitstellungen, die Pods als austauschbar behandeln, sind für diese Szenarien ausreichend.
Stateful-Anwendungen verlassen sich oft auf Pods, um eine eindeutige Identität bei Neustarts zu erhalten. StatefulSets garantieren diese einzigartigen Identitäten und stellen sicher, dass die Anwendung konsistent auf ihre Daten zugreifen und sie verwalten kann.
Storage-Überlegungen
Wenn kurzlebiger Storage, der beim Neustart des Pods verloren geht, für Ihre Anwendung ausreicht, wären Implementierungen die richtige Option für IhrContainer-Management. Andernfalls sind StatefulSets mit Hilfe von PVCs die ideale Option, um persistenten Storage für Ihre Anwendung bereitzustellen.
Aktualisierungs- und Skalierungsanforderungen
Wenn Ihre Anwendung in einer bestimmten Reihenfolge skaliert werden muss, stellen StatefulSets dies bereit. Kubernetes-Implementierungen sind die ideale Option, wenn Ihre Container nicht voneinander abhängig sind und ohne Rücksicht auf die Bestellung entfernt oder hinzugefügt werden können.
Fazit
Das Verständnis der Unterschiede zwischen Implementierungen und StatefulSets ist entscheidend für die effektive Verwaltung von Kubernetes-Workloads. Implementierungen sind ideal für zustandslose Anwendungen, die eine schnelle Skalierung und Updates erfordern, während StatefulSets für zustandsorientierte Anwendungen, die persistenten Storage und stabile Identitäten benötigen, unerlässlich sind.
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