k8s的存储卷（数据卷）

发布时间：2024年01月11日

1、存储卷：容器内的目录和宿主机的目录进行挂载

2、容器在系统上的生命周期是短暂的，delete，k8s用控制器创建的pod，delete相当于重启，容器的状态也会恢复到初始状态，一旦回到初始状态，所有的后天编辑的文件都会消失。

3、容器和节点之间创建一个可以持久化保存容器内文件的存储卷，即使容器被销毁、删除、重启，节点上的存储卷的数据依旧存在，后续也可以继续使用，可以继续将容器内目录和宿主机挂载，保存的数据继续使用

4、存储卷的类型

emptyDir：

容器内部共享存储，在k8s系统中，是一个pod当中的多个容器共享一个存储卷目录

①emptyDir可以是pod当中容器在这个存储卷上读取和写入

②emptyDir是不能挂载到节点的，随着pod的生命周期结束，emptyDir也会结束，数据也不会保留，不能做数据持久化

hostPath:

将容器内的挂载点和节点上的目录进行挂载，hostPath可以实现数据的持久化，pod被销毁，数据不会丢失。除非node节点被销毁，数据才会丢失

* hostPath这种挂载方式非常直接，但有一个重要的限制：hostPath 是特定于节点的，而不是集群范围的

* 面：污点设置为noexecute，节点上的pod会被驱逐，文件数据是否存在？

①pod被驱逐，并不是node节点被销毁，所有数据还保留在节点上

②pod被驱逐（基于控制器创建的）会在其他节点重新部署，又会在其他节点生成一个新的存储卷，数据依然可以持久化

③若存储卷类型为emptyDir，数据会丢失

NFS共享存储（推荐使用）：

所有pod内的目录都和远程服务器上的nfs共享目录形成数据卷，所有的数据文件都保存在共享目录当中，集中管理、方便

5、emptyDir的实例

（1）创建挂载卷

（2）指定容器进入：kubectl exec -it nginx1-7b9b94c8b9-7j4tj -c nginx2?bash
①测试

（3）删除pod、存储卷也随之销毁

（4）查看pod内指定容器的日志：kubectl logs nginx1-7b57fbd6fb-9zvl7 -c nginx1

6、hostPath实例

7、NFS共享存储的实例

（1）创建共享目录
mkdir volumes
chmod 777 volumes/
vim /etc/exports
systemctl restart rpcbind
systemctl restart nfs
showmount -e

（2）配置yaml文件

（2）第一种：指定IP地址

①测试

（3）第二种：指定主机名

①所有节点配置主机映射

（4）删除deployment：kubectl delete -f test.yaml（删除基于yaml文件创建的）

8、PVC和PV（重点）

（1）PV（persistent volume）：持久化存储卷

用来描述和定义一个存储卷，PV一般由运维人员定义

（2）PVC（persistent volume claim）：持久化存储的请求

PVC实际上是用来描述或者声明希望使用什么样的PV来进行存储

（3）PVC和PV

①PVC和PV一一对应（描述、存储（大小））：静态请求、动态请求

②PV和PVC都是虚拟化的概念，是k8s中抽象的、虚拟的存储资源

③PVC——PV——nfs

④PV是集群当中的存储资源，PVC请求存储资源，也是对存储资源的一种检索（检查索引），选择一个最合适的PV来存储资源

⑤当pod运行之后，通过PVC请求到了PV，除非pod被销毁，否则无法删除PVC

（4）PV和PVC之间的生命周期管理：

①provisioning（配置）——PVC请求request——检索（找一个合适的PV）——PVC和PV绑定（binding）——使用——pod被删除——PV的releasing（释放）——recycling（回收）

配置：静态、动态

绑定：就是把PV分配给PVC

使用：就是pod通过PVC使用存储资源

释放：pod解除和挂载卷volume之间的关系，删除PVC

回收：保留PV，以供下一个PVC使用

PVC和PV之间的静态请求，一旦有上百个PVC，使用动态请求

（1）PV的状态

Available

可用，而且没有被任何PVC绑定（可以被请求）

Bound

绑定，PV已经绑定到了PVC，绑定即使用

Released

释放，PVC已经被删除了，但是PV的存储资源还没有被集群回收

Failed

表示PV的资源回收失败，而且PV为不可用状态

（2）PV的读写方式（配置文件里是全称）

ReadWriteOnce（RWO）

存储的PV可读可写，但是只能被单个pod挂载

ReadOnlyMany（ROX）

存储的PV可以以只读的方式被多个pod挂载

ReadWriteMany（RWX）

存储的PV可以以读写的方式被多个pod挂载

（3）PV的挂载方式（支持的读写方式）

nfs

可以支持三种读写和挂载方式

hostpath

只支持ReadWriteOnce，其他两个都不支持

ISCSI

不支持ReadWriteMany

①查看机器上所有SCSI的设备：lsscsi

②查看服务器是否有ISCSI设备：iscsiadm -m session -P 3

iscsiadm -m session -P 3

iscsiadm

查看服务器是否有ISCSI设备

-m session

指定操作的会话模块，管理iscsi

-P 3

显示详细信息的级别，级别就是3，显示详细信息

（4）集群回收PV资源的方式

Retain

保留，pod和挂载点的数据不会被删除（默认策略）

Recycle

回收，PV上的数据会被删除，挂载点的数据也会被删除

Delete

删除，解绑时会自动删除PV上的数据，本地硬盘不能使用，只有云平台（AWS、EBS、GCE）支持动态卷、可以使用，PV不再可用（云平台自己处理）

9、静态请求

（1）创建nfs挂载目录

①节点查看nfs：showmount -e 20.0.0.72

（2）创建PV：一个yaml文件中定义多个类型

（3）定义PVC请求

（4）使用PV存储卷

①PVC发起请求，请求用哪个PV的存储，PV和物理存储做映射（挂载），物理设备提供存储卷
（5）删除PVC
①测试
kubectl delete deployments.apps nginx
kubectl delete pvc mypvc

②恢复PV的可用状态

（6）配置集群回收PV资源：Recycle

①persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle

②删除，测试回收：PV上的数据会被删除，挂载点的数据也会被删除

（7）delete的PV回收方式

①删除测试：本地硬盘不支持delete，不会删除数据

（8）总结

k8s中存储卷的模式：

emptyDir

容器内的存储卷，随着pod的销毁，empty也会被销毁，数据不保留

hostPath

节点目录的存储卷，可以实现持久化存储，数据在每个节点上都有，不方便集中管理

nfs

享目录存储卷，可以实现持久化，数据集中在一个目录，方便管理

PV和PVC：

（1）PVC请求，请求PV的存储（硬盘空间nfs）

（2）nfs支持PVC的所有挂载方式和读写模式

（3）hostpath仅支持readwriteonce

（4）PVC是以检索的方式找到匹配的PV资源

①检索挂载方式和读写模式

②检索PV能够提供的存储资源的大小

③谁适合选谁

④保留：默认可以不写

⑤回收：自动回收，节点上的数据会被删除

⑥删除：PV会变成failed模式，不可用，数据也会被删除

静态的PV和PVC：双方指定好配置

①运维负责PV：创建好持久化存储卷，声明好读写和挂载类型，以及可以提供的存储空间

②开发负责PVC，运维负责和开发沟通好，期望的读写和挂载类型，以及存储空间

10、动态请求（基于nfs实现）

（1）发布PVC，自动生成PV，在共享服务器上直接生成挂载目录；PVC直接绑定和使用PV
①动态请求的默认回收策略：delete
（2）动态PV需要的组件

①卷插件（Provisioner）：k8s本身支持的动态PV创建不包括nfs，要需要声明和安装一个外部插件（nfs使用的是nfs-client）

Provisioner

存储分配器：动态创建PV，然后根据PVC的请求自动绑定和使用

②StorageClass：定义PV的属性、存储类型、大小、回收策略

（3）使用nfs实现动态PV，nfs支持的方式nfs-client，Provisioner适配nfs-client

动态请求的过程

provisioner卷插件（存储分配器）：支持nfs、创建PV目录

storageclass：定义PV的属性

1、创建serviceAccount账户：管理NFS Provisioner插件在k8s集群中的权限

①让卷插件provisioner能够在集群内部通信、获取资源、监听事件、创建、删除和更新PV

2、基于Deployment来创建NFS Provisioner，由卷插件的pod动态创建PV

3、创建StorageClass，负责建立PVC并调用NFS provisioner进行工作，并让PV与PVC建立关联

①给PV赋予属性：PVC被删除之后PV的状态、PV的回收策略、动态扩缩容

4、创建PVC（声明期望的PV属性）和pod

（4）第一步：创建nfs-client-Provisioner卷插件
①创建nfs共享目录

②创建serviceAccount账户：管理NFS Provisioner插件在k8s集群中的权限

NFS Provisioner：是一个插件，没有权限是无法在集群中获取k8s的消息。这个插件要有权限能够监听apiserver、获取（个体）、list（获取集群的列表资源）、create、delete、watch（监听事件）

rbac：role-based access control（基础权限控制），定义角色在集群中可以使用的权限

vim nfs-client-rbac.yaml

kubectl apply -f nfs-client-rbac.yaml

（5）第二步：基于Deployment来创建NFS Provisioner（provisioner：创建PV）
①屏蔽self-link字段：vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml

1.20版本之后有一个新的机制：

* selflink：api的资源对象之一，表示资源对象在集群当中自身的一个连接，self-link是一个唯一的标识符号，可以用于标识k8s集群当中每个资源的对象

* self-link的值是一个url，也是指向该资源对象在k8s中的api路径

* self-link的作用：更好的实现资源对象的查找和引用

kubectl apply -f /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml

kubectl delete pod kube-apiserver -n kube-system
kubectl get pod -n kube-system

②基于deployment部署nfs-provisioner插件：vim nfs-client-provisioner.yaml

* nfs-provisioner的客户端，以pod的方式运行在集群中，监听k8s集群当中PV的请求，动态的创建与nfs服务器相关的PV

* 容器内使用的配置，在nfs-provisioner当中定义好环境变量，传给容器

* 环境变量：storageclass的名称、nfs服务器的地址、nfs的目录

quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner:latest

kubectl apply -f nfs-client-provisioner.yaml
kubectl get pod

（6）第三步：创建StorageClass，负责建立PVC并调用NFS provisioner进行预定的工作，并让PV与PVC建立关联
①vim nfs-client-storageclass.yaml
kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml
kubectl get storageclasses.storage.k8s.io

kubectl get storageclasses.storage.k8s.io

NAME

storageclass的名称

PROVISIONER

对应的创建PV的provisioner的插件

RECLAIMPOLICY

回收策略，保留

VOLUMEBINDINGMODE

卷绑定模式，immediate表示PVC请求创建PV时，系统会立即绑定一个可用的PV

②waitforfirstconsumer：第一个使用者出现之后再绑定PV

ALLOWVOLUMEEXPANSION

true表示可以在运行时可以对PV进行扩容

（7）第四部：创建PVC（vim pvc-pod.yaml）

kubectl apply -f pvc-pod.yaml

①访问

（8）测试

①访问测试

②删除测试
kubectl delete deployments.apps nginx2
kubectl delete pvc nfs-pvc1

③恢复PV

（9）修改回收策略
①修改回收策略：vim nfs-client-storageclass.yaml
kubectl delete storageclasses.storage.k8s.io nfs-client-storageclass
kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml
kubectl get storageclasses.storage.k8s.io

②创建deployment

③测试删除pod、删除PVC

kubectl delete deployments.apps nginx2
kubectl delete pvc nfs-pvc1

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_48145965/article/details/135532906
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