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用於有狀態應用程式的 StatefulSet：資料庫、訊息代理程式、分散式系統。穩定的網路身分、有序的部署/擴展、每個 Pod 的持久儲存。 PostgreSQL、Kafka、Redis 叢集的用例。

KUBERNETES：從基礎到進階

模組 3：設定與儲存

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StatefulSets：在 Kubernetes 上執行有狀態應用程式

Deployment 是無狀態應用程式的預設工作負載控制器 - 您可以自由地向上/向下擴展，因為每個 Pod 都是相同且可互換的。但對於資料庫、訊息代理和分散式系統，每個實例都需要自己的 identity、自己的 storage 以及有意義的啟動/關閉順序。這就是 StatefulSet 存在的原因。

StatefulSet 與部署__HTMLTAG_74___

何時使用部署？

無狀態應用程式：Web 伺服器、API 服務、微服務
所有 Pod 都可以處理任何請求__HTMLTAG_81___
不需要為每個 Pod 單獨的持久儲存
Pod 可以隨機更換，不影響操作

何時使用 StatefulSet？

應用程式需要穩定的網路身分（Pod名稱不變）
每個 Pod 都需要自己的持久性儲存（主、副本 1、副本 2）
部署、擴充和刪除的重要順序__HTMLTAG_95___
基於可預測 DNS 名稱的對等發現
用例：PostgreSQL、MySQL 叢集、Redis 叢集、Kafka、Zookeeper、Elasticsearch

視覺比較

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StatefulSet 保證

穩定 Pod 標識

StatefulSet 中的每個 Pod 均根據模式 {statefulset-name}-{ordinal} 命名。序數從 0 開始並逐漸增加。即使 Pod 被删除并重新创建，它仍然会收到相同的标识（postgres-1 始终为 postgres-1）.

透過無頭服務實現穩定的網路身分

StatefulSet 需要 Headless Service（ClusterIP：無）為每個 Pod 建立 DNS 項目。使用 Headless Service，DNS 不會指向叢集 IP，而是直接指向 Pod IP。

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使用無頭服務，DNS 記錄依照下列模式建立：

___HTMLTAG_122__HTMLTAG_123___postgres-0.postgres.product.svc.cluster.local___HTMLTAG_124__HTMLTAG_125___ ___HTMLTAG_126__HTMLTAG_127___postgres-1.postgres.product.svc.cluster.local___HTMLTAG_128__HTMLTAG_129___ ___HTMLTAG_130__HTMLTAG_131___postgres-2.postgres.product.svc.cluster.local___HTMLTAG_132__HTMLTAG_133___

這允許 Pod 確定性地找到彼此 — 無需複雜的服務發現。

StatefulSet：PostgreSQL 範例

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StatefulSet：Redis 叢集範例

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StatefulSet：帶有 Strimzi 運算子的 Kafka

Strimzi 簡介

使用 StatefulSet 運行純 Kafka 很複雜，因為 Kafka 依賴 Zookeeper（最高版本 3.x）並且具有許多複雜的配置。 Strimzi Operator 是一個專業的 Operator，可協助在 Kubernetes 上部署和管理 Kafka 集群，抽象化複雜性。

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更新策略

滾動更新（預設）

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刪除策略

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CloudNativePG：PostgreSQL 新標準

為什麼選擇 CloudNativePG？

StatefulSet pure for PostgreSQL 仍然需要大量手動工作：流複製設定、故障轉移、備份管理、監控。 CloudNativePG (CNPG) 是專為 Kubernetes 上的 PostgreSQL 設計的 CNCF 專案（沙盒 2022，孵化 2024）。

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何時使用運算子而不是普通 StatefulSet？

StatefulSet 純粹符合時間：

應用簡單，不需要像大型資料庫那樣複雜__HTMLTAG_169___
您是否有足夠的專業知識來自行管理複製和故障轉移__HTMLTAG_171___
需要對部署的各個面向進行最大程度的控制
應用程式沒有成熟的運營商__HTMLTAG_175___

運算子適用時間：

資料庫/狀態系統複合體：PostgreSQL、MySQL、Kafka、Elasticsearch
需要自動故障轉移、備份、復原
團隊對特定係統沒有深厚的專業知識
希望第 2 天操作自動化（升級、擴充、憑證）

摘要__HTMLTAG_218_
StatefulSet 是 Kubernetes 中有狀態工作負載的重要工具，但了解何時使用純 StatefulSet 以及何時使用 Operator 非常重要：

_HTMLTAG_222__HTMLTAG_223_StatefulSet 確保每個 Pod 的穩定身分、有序操作和持久性儲存 — 有狀態應用程式需要什麼HTMLTAG_225_ _HTMLTAG_226__HTMLTAG_227_無頭服務需要建立 DNS 記錄以進行對等發現 _HTMLTAG_230__HTMLTAG_231_volumeClaimTemplates 自動為每個 Pod 建立私人 PVC — 無共享儲存 _HTMLTAG_234__HTMLTAG_235_有序部署/刪除：部署時0→N，縮減時N→0－確保分散式系統的安全HTMLTAG_237_ _HTMLTAG_238__HTMLTAG_239_分區滾動更新允許使用StatefulSet進行金絲雀部署 _HTMLTAG_242__HTMLTAG_243_CloudNativePG是2026年K8s上PostgreSQL生產的最佳標準
使用複雜的資料庫，操作員顯著節省時間並降低操作風險HTMLTAG_249___

第 12 課：狀態集