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StatefulSet

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StatefulSet

Resumen de una línea

Patrón Kubernetes para aplicaciones stateful: identidad persistente, almacenamiento dedicado, orden garantizado; ideal bases de datos.

Definición

StatefulSet = Controlador para aplicaciones que mantienen estado. A diferencia de Deployment, cada réplica tiene identidad única y estable.

Casos de uso:

  • Bases de datos (MySQL, PostgreSQL, MongoDB)
  • Caches persistentes (Redis, Memcached)
  • Message queues (RabbitMQ, Kafka)

Diferencias con Deployment

Deployment (Stateless):
- Pods reemplazables
- Nombres aleatorios (pod-abc123)
- Múltiples replicas idénticas
- Almacenamiento temporal

StatefulSet (Stateful):
- Pods con identidad
- Nombres ordenados (pod-0, pod-1, pod-2)
- Cada uno con almacenamiento dedicado
- Orden garantizado en operaciones

Identidad Persistente

StatefulSet "db" con 3 replicas:

db-0 → PersistentVolume-0
db-1 → PersistentVolume-1
db-2 → PersistentVolume-2

Si db-1 falla y se recrea:
- Nuevo Pod: mismo nombre (db-1)
- Acceso a: mismo almacenamiento (PersistentVolume-1)
- Data intacta

Orden Garantizado

Creación:
db-0 espera → Ready
db-1 espera → Ready
db-2 espera → Ready
(Uno a uno, orden)

Actualización:
db-2 → db-1 → db-0
(Orden inverso, para no interrumpir el primario)

Eliminación:
db-2 → db-1 → db-0
(Orden reverso, últimos primero)

PersistentVolumeClaim

Cada Pod obtiene almacenamiento dedicado:

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: db
spec:
  serviceName: db-headless
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: db
  template:
    metadata:
      labels:
        app: db
    spec:
      containers:
      - name: db
        image: postgres:14
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /var/lib/postgresql/data
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: data
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      resources:
        requests:
          storage: 10Gi

Resultado: 3 PVCs, uno por Pod

Headless Service

StatefulSets requieren Service “headless”:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: db-headless
spec:
  clusterIP: None  # ← Headless (sin IP virtual)
  selector:
    app: db
  ports:
  - port: 5432

DNS resultante:

  • db-0.db-headless.default.svc.cluster.local → Pod 0
  • db-1.db-headless.default.svc.cluster.local → Pod 1
  • db-2.db-headless.default.svc.cluster.local → Pod 2

Permite acceso directo a cada Pod (útil para replicación)

Casos Reales

# PostgreSQL HA Cluster
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: postgres-cluster
spec:
  serviceName: postgres-headless
  replicas: 3
  ...

Comportamiento:

  • postgres-0: Primario (escritura)
  • postgres-1,2: Réplicas (lectura)
  • Replicación streaming entre Pods
  • Failover automático si primario cae

Relaciones

Conecta con

  • Deployment — Alternativa para aplicaciones stateless
  • Pod — Unidad gestionada
  • Service — Acceso a StatefulSet (headless)
  • Kubernetes — Patrón de estado

Reutilizable en

  • Kubernetes principalmente
  • Concepto de estado en orquestadores

Flujo Típico

1. Crear StatefulSet
   ↓
2. Crear PersistentVolumes
   ↓
3. Crear volumeClaimTemplates (auto)
   ↓
4. Cada Pod vinculado a PVC
   ↓
5. Datos persisten entre recreaciones

Fuentes

Vista Gráfica

Retroenlaces