https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/storage/volumes/
在Kubernetes中,Volume是一种抽象的概念,用于将持久化存储附加到Pod中,以便容器可以读取和写入数据。Volumes提供了一种在Pod之间共享数据、将数据持久化存储以及将数据从主机挂载到容器中的方法。以下是关于Kubernetes中Volume的详细解释:
Volume的基本概念:
?
容器存储抽象: Volume是Kubernetes的容器存储抽象,它使容器能够在不同的Pod之间共享数据,或者将数据持久化存储到底层存储设备上。
?
生命周期绑定: Volume的生命周期与Pod紧密绑定,当Pod被删除时,与之关联的Volume也会被删除(除非它被配置为保留)。
?
挂载点: Volume在Pod中通过一个或多个挂载点(mount points)进行访问。容器可以将这些挂载点用作文件或目录的存储位置。
内置Volume类型:
Kubernetes支持多种内置Volume类型,每种类型都有不同的用途和特性,包括但不限于:
?
EmptyDir: 空目录,生命周期与Pod相同,适合临时存储。
?
HostPath: 主机文件系统的目录,适合与主机共享文件。
?
PersistentVolumeClaim (PVC): PVC允许动态分配持久卷,并且可以用于数据持久性存储。
?
ConfigMap和Secret: 将ConfigMap和Secret数据作为文件或环境变量挂载到容器中。
持久卷(Persistent Volumes)和持久卷声明(Persistent Volume Claims):
?
持久卷(PV)是集群级别的存储资源,它们独立于Pod的生命周期。
?
持久卷声明(PVC)是Pod对PV的请求。PVC允许开发人员声明他们需要多少存储以及存储的属性(例如访问模式和存储类)。
?
PVC与PV进行绑定,Pod再引用PVC,使得数据持久化存储可以动态地分配给Pod。
存储类(Storage Class):
?
存储类是一种用于动态分配PV的资源管理策略。它允许管理员定义不同类型的存储(如本地存储、网络存储等)以及各种参数。
?
当PVC没有指定存储卷时,存储类可以根据要求动态创建PV。
Volume的使用场景:
?
共享配置文件: 使用ConfigMap Volume或Secret Volume将配置文件共享给多个容器。
?
数据持久化: 使用PersistentVolume和PersistentVolumeClaim来实现数据的持久性存储,例如数据库数据。
?
临时存储: 使用EmptyDir Volume来创建在Pod之间共享的临时目录。
?
日志和监控数据: 使用HostPath Volume将日志文件或监控数据存储到宿主主机上以供分析。
Volume的声明:
?
在Pod的定义中,可以通过volumes
字段声明要使用的Volume。
?
在容器的定义中,可以通过volumeMounts
字段将Volume挂载到容器的指定路径。
示例:
以下是一个使用PersistentVolumeClaim和Volume的示例:
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: my-pvc
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: my-pod
spec:
volumes:
- name: my-storage
persistentVolumeClaim:
claimName: my-pvc
containers:
- name: my-container
image: my-image
volumeMounts:
- mountPath: /data
name: my-storage
在此示例中,我们创建了一个PersistentVolumeClaim(my-pvc),然后在Pod中使用该PVC来创建一个Volume,并将它挂载到容器的/data
路径上。
总之,Kubernetes的Volume是一种强大的机制,用于处理容器存储需求,它提供了多种选项,使得在容器化应用程序中管理数据变得更加灵活和可靠。不同类型的Volume适用于不同的用例,根据应用程序的需求来选择适当的Volume类型是非常重要的。
? 在Kubernetes中,ConfigMap(配置映射)是一种用于将配置数据以键值对的形式存储并注入到容器中的资源。ConfigMap允许将配置信息从容器镜像中分离出来,从而使配置更易于管理和修改。以下是关于Kubernetes中ConfigMap的详细解释:
ConfigMap的基本概念:
**配置数据存储**: ConfigMap用于存储配置数据,这些数据通常以**键值对**的形式存在。键值对中的键(key)是配置的名称,而值(value)是配置的内容。
**解耦配置**: ConfigMap将配置数据从应用程序容器中分离出来,从而使得应用程序可以更容易地配置和修改,而不需要重新构建镜像。
**不敏感数据**: ConfigMap通常用于存储非敏感数据,如应用程序配置、环境变量、命令行参数等。
创建和管理ConfigMap:
**命令行创建**:可以使用`kubectl create configmap`命令或从YAML文件创建ConfigMap。例如:
```
kubectl create configmap my-config --from-literal=KEY1=VALUE1 --from-literal=KEY2=VALUE2
```
**YAML定义**:以下是一个ConfigMap的YAML示例:
```
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: my-config
data:
KEY1: VALUE1
KEY2: VALUE2
```
**从文件创建**:还可以从文件创建ConfigMap,例如从配置文件中读取键值对列表。
将ConfigMap注入到Pod中:
ConfigMap可以通过以下方式注入到Pod中:
-
**作为环境变量**: 使用`env`字段将ConfigMap的数据注入为容器的环境变量。
-
**作为卷(Volume)**: 将ConfigMap数据作为文件挂载到容器中的某个路径上,容器可以读取这些文件作为配置文件。
示例:以下是一个将ConfigMap作为环境变量注入到Pod中的示例:
```
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: my-pod
spec:
containers:
- name: my-container
image: my-image
env:
- name: KEY1
valueFrom:
configMapKeyRef:
name: my-config
key: KEY1
```
使用场景:
**应用程序配置**: 将应用程序的配置信息(如数据库连接字符串、端口号、日志级别等)存储在ConfigMap中,使应用程序更易于配置和管理。
**环境变量注入**: 使用ConfigMap将环境变量注入到容器中,以自定义容器的行为。
**配置文件挂载**: 将配置文件存储在ConfigMap中,并将其作为卷挂载到容器中,以供应用程序读取。
更新和维护:
ConfigMap的数据可以随时更新,Kubernetes会自动将更新后的数据应用到Pod中。
当ConfigMap更新时,使用该ConfigMap的Pod可以实时感知到这些变化。
? 总之,ConfigMap是Kubernetes中一种重要的资源,用于存储和注入配置数据,以实现应用程序的可配置性和可维护性。通过将配置数据与容器镜像分离,ConfigMap使得应用程序的配置更加灵活,允许在不重新构建容器镜像的情况下进行配置更改。这在微服务和容器化应用程序中非常有用,因为它使配置管理变得更加简单且易于维护。
? configMap
卷提供了向 Pod 注入配置数据的方法。 ConfigMap 对象中存储的数据可以被 configMap
类型的卷引用,然后被 Pod 中运行的容器化应用使用。
引用 configMap 对象时,你可以在卷中通过它的名称来引用。 你可以自定义 ConfigMap 中特定条目所要使用的路径。 下面的配置显示了如何将名为 log-config
的 ConfigMap 挂载到名为 configmap-pod
的 Pod 中:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: configmap-pod
spec:
containers:
- name: test
image: busybox:1.28
volumeMounts:
- name: config-vol
mountPath: /etc/config
volumes:
- name: config-vol
configMap:
name: log-config
items:
- key: log_level
path: log_level
log-config
ConfigMap 以卷的形式挂载,并且存储在 log_level
条目中的所有内容都被挂载到 Pod 的 /etc/config/log_level
路径下。 请注意,这个路径来源于卷的 mountPath
和 log_level
键对应的 path
。
说明:
在使用 ConfigMap 之前你首先要创建它。
ConfigMap 总是以 readOnly
的模式挂载。
容器以 subPath
卷挂载方式使用 ConfigMap 时,将无法接收 ConfigMap 的更新。
文本数据挂载成文件时采用 UTF-8 字符编码。如果使用其他字符编码形式,可使用 binaryData
字段。
https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/configure-pod-configmap/
# 将示例文件下载到 `/root/configmap/` 目录
wget https://kubernetes.io/examples/configmap/game.properties
wget https://kubernetes.io/examples/configmap/ui.properties
# 创建 ConfigMap
kubectl create configmap game-config --from-file=/root/configmap/
[root@k8smaster configmap]# kubectl get cm
NAME DATA AGE
game-config 2 39s
kube-root-ca.crt 1 2d23h
[root@k8smaster configmap]# kubectl create configmap game-config --from-file=/root/configmap/
configmap/game-config created
[root@k8smaster configmap]# kubectl get gf
error: the server doesn't have a resource type "gf"
[root@k8smaster configmap]# kubectl get cm
NAME DATA AGE
game-config 2 39s
kube-root-ca.crt 1 2d23h
[root@k8smaster configmap]# kubectl describe configmaps game-config
Name: game-config
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Data
====
game.properties:
----
enemies=aliens
lives=3
enemies.cheat=true
enemies.cheat.level=noGoodRotten
secret.code.passphrase=UUDDLRLRBABAS
secret.code.allowed=true
secret.code.lives=30
ui.properties:
----
color.good=purple
color.bad=yellow
allow.textmode=true
how.nice.to.look=fairlyNice
Events: <none>
[root@k8smaster configmap]# kubectl get configmaps game-config -o yaml >/root/configmap/game.yaml
[root@k8smaster configmap]# ls
game.properties game.yaml ui.properties
cat <<EOF >./kustomization.yaml
configMapGenerator:
- name: game-config-4
files:
- configmap/game.properties
EOF
应用(Apply)kustomization 目录创建 ConfigMap 对象:
kubectl apply -k .
[root@k8smaster ~]# kubectl get cm
NAME DATA AGE
game-config 2 8m9s
game-config-4-m9dm2f92bt 1 59s
kube-root-ca.crt 1 2d23h
[root@k8smaster ~]# kubectl describe configmaps/game-config-4-m9dm2f92bt
Name: game-config-4-m9dm2f92bt
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Data
====
game.properties:
----
enemies=aliens
lives=3
enemies.cheat=true
enemies.cheat.level=noGoodRotten
secret.code.passphrase=UUDDLRLRBABAS
secret.code.allowed=true
secret.code.lives=30
Events: <none>
?
在 ConfigMap 中将环境变量定义为键值对:
kubectl create configmap special-config --from-literal=special.how=very
这是一个
kubectl
命令,用于在Kubernetes集群中创建一个名为special-config
的ConfigMap,并将一个键值对添加到该ConfigMap中。具体来说,这个命令的含义如下:
?
kubectl create configmap special-config
:这部分命令告诉Kubernetes创建一个名为special-config
的ConfigMap。?
--from-literal=special.how=very
:这部分是kubectl
命令的选项,用于指定要添加到ConfigMap中的数据。具体来说,它包含了一个键值对,键是special.how
,值是very
。这意味着创建的ConfigMap中将包含一个键为special.how
,值为very
的项。运行这个命令后,将在Kubernetes集群中创建一个名为
special-config
的ConfigMap,该ConfigMap包含一个键为special.how
,值为very
的配置项。这个ConfigMap可以被Pod引用,以便在容器中使用这个配置项的值作为环境变量、命令参数或其他配置选项。例如,可以在上一个回答中提到的Pod配置中引用这个ConfigMap,将special.how
的值分配给SPECIAL_LEVEL_KEY
环境变量。
[root@k8smaster ~]# kubectl get cm
NAME DATA AGE
game-config 2 12m
game-config-4-m9dm2f92bt 1 5m7s
kube-root-ca.crt 1 2d23h
special-config 1 16s
[root@k8smaster ~]# kubectl describe configmaps/special-config
Name: special-config
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Data
====
special.how:
----
very
Events: <none>
?
将 ConfigMap 中定义的 special.how
赋值给 Pod 规约中的 SPECIAL_LEVEL_KEY
环境变量。
创建 pods/pod-single-configmap-env-variable.yaml
[root@k8smaster configmap]# ls
game.properties game.yaml pod-single-configmap-env-variable.yaml ui.properties
[root@k8smaster configmap]# wget https://kubernetes.io/examples/pods/pod-single-configmap-env-variable.yaml --no-check-certificate
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: dapi-test-pod
spec:
containers:
- name: test-container
image: busybox
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: [ "/bin/sh"]
args: ["-c","env ;while true; do echo hello; sleep 100;done"]
env:
# Define the environment variable
- name: SPECIAL_LEVEL_KEY
valueFrom:
configMapKeyRef:
# The ConfigMap containing the value you want to assign to SPECIAL_LEVEL_KEY
name: special-config
# Specify the key associated with the value
key: special.how
restartPolicy: Never
这是一个Kubernetes Pod的配置文件,用于创建一个名为 “dapi-test-pod” 的Pod。以下是配置文件中各部分的详细解释:
apiVersion 和 kind:
?
apiVersion: v1
表示使用Kubernetes的v1版本API。?
kind: Pod
指定创建的资源类型为Pod。
metadata:
?
name: dapi-test-pod
定义了Pod的名称为 “dapi-test-pod”。
spec:
?
containers
:这是一个容器列表,用于定义Pod中的容器。
?
name: test-container
:定义了容器的名称为 “test-container”。?
image: busybox
:指定了容器要使用的镜像,这里是一个名为 “busybox” 的轻量级Linux发行版。?
imagePullPolicy: IfNotPresent
:这表示如果本地已经存在相同的镜像,就使用它,否则不拉取新的镜像。?
command
和args
:这两个字段定义了容器的启动命令和参数。
?
command: [ "/bin/sh"]
:指定容器要执行的命令为 “/bin/sh”。?
args: ["-c","env ;while true; do echo hello; sleep 100;done"]
:这些参数将传递给命令,容器将在启动后运行/bin/sh -c "env ;while true; do echo hello; sleep 100;done"
这个Shell命令。?
env
:这里定义了容器的环境变量。
?
name: SPECIAL_LEVEL_KEY
:指定环境变量的名称为 “SPECIAL_LEVEL_KEY”。?
valueFrom
:这里使用了valueFrom
来从ConfigMap引用值。
?
configMapKeyRef
:这是引用ConfigMap的方式。
?
name: special-config
:指定了ConfigMap的名称为 “special-config”。?
key: special.how
:指定了要引用的ConfigMap中的键为 “special.how”。?
restartPolicy: Never
:定义了Pod的重启策略为 “Never”,这意味着一旦容器退出,Pod将不会自动重启。? 这个配置文件创建了一个Pod,其中包含一个名为 “test-container” 的容器,该容器使用BusyBox镜像,运行一个无限循环的Shell命令,每隔100秒输出 “hello”。此容器还引用了一个名为 “special-config” 的ConfigMap,并将其中的 “special.how” 键的值分配给环境变量 “SPECIAL_LEVEL_KEY”。这个配置演示了如何在Pod中使用ConfigMap来配置容器的环境变量。
[root@k8smaster configmap]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
dapi-test-pod 1/1 Running 0 21s
test-pd 1/1 Running 0 55m
[root@k8smaster configmap]# kubectl logs dapi-test-pod
***
SPECIAL_LEVEL_KEY=very
***
现在,Pod 的输出包含环境变量 SPECIAL_LEVEL_KEY=very
。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-pd
spec:
containers:
- image: registry.k8s.io/test-webserver
name: test-container
volumeMounts:
- mountPath: /cache
name: cache-volume
volumes:
- name: cache-volume
emptyDir:
sizeLimit: 500Mi
启用pod
[root@k8smaster volume]# kubectl apply -f nginx.yaml
pod/test-pd created
[root@k8smaster volume]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
test-pd 1/1 Running 0 6s
进入容器里面,进入卷里面创建文件
[root@k8smaster volume]# kubectl exec -it test-pd -- bash
root@test-pd:/# ls
bin cache docker-entrypoint.d etc lib media opt root sbin sys usr
boot dev docker-entrypoint.sh home lib64 mnt proc run srv tmp var
root@test-pd:/# cd cache/
root@test-pd:/cache# ls
root@test-pd:/cache# mkdir test
查找pod调度到那个node上
[root@k8smaster volume]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
test-pd 1/1 Running 0 85s 10.244.185.201 k8snode2 <none> <none>
在k8snode2查找卷
[root@k8snode2 ~]# find / -name "test"
***
/var/lib/kubelet/pods/bfe54579-84e1-4ef2-b85e-722b84d848d1/volumes/kubernetes.io~empty-dir/cache-volume/test
***
[root@k8snode2 ~]# cd /var/lib/kubelet/pods/bfe54579-84e1-4ef2-b85e-722b84d848d1/volumes/kubernetes.io~empty-dir/cache-volume/test
[root@k8snode2 test]# ls
[root@k8snode2 test]# cd ..
[root@k8snode2 cache-volume]# ls
test
警告:
HostPath 卷存在许多安全风险,最佳做法是尽可能避免使用 HostPath。 当必须使用 HostPath 卷时,它的范围应仅限于所需的文件或目录,并以只读方式挂载。
如果通过 AdmissionPolicy 限制 HostPath 对特定目录的访问,则必须要求 volumeMounts
使用 readOnly
挂载以使策略生效。
hostPath
卷能将主机节点文件系统上的文件或目录挂载到你的 Pod 中。 虽然这不是大多数 Pod 需要的,但是它为一些应用程序提供了强大的逃生舱。
例如,hostPath
的一些用法有:
?
运行一个需要访问 Docker 内部机制的容器;可使用 hostPath
挂载 /var/lib/docker
路径。
?
在容器中运行 cAdvisor 时,以 hostPath
方式挂载 /sys
。
?
允许 Pod 指定给定的 hostPath
在运行 Pod 之前是否应该存在,是否应该创建以及应该以什么方式存在。
除了必需的 path
属性之外,你可以选择性地为 hostPath
卷指定 type
。
支持的 type
值如下:
取值 | 行为 |
---|---|
空字符串(默认)用于向后兼容,这意味着在安装 hostPath 卷之前不会执行任何检查。 | |
DirectoryOrCreate | 如果在给定路径上什么都不存在,那么将根据需要创建空目录,权限设置为 0755,具有与 kubelet 相同的组和属主信息。 |
Directory | 在给定路径上必须存在的目录。 |
FileOrCreate | 如果在给定路径上什么都不存在,那么将在那里根据需要创建空文件,权限设置为 0644,具有与 kubelet 相同的组和所有权。 |
File | 在给定路径上必须存在的文件。 |
Socket | 在给定路径上必须存在的 UNIX 套接字。 |
CharDevice | 在给定路径上必须存在的字符设备。 |
BlockDevice | 在给定路径上必须存在的块设备。 |
当使用这种类型的卷时要小心,因为:
?
HostPath 卷可能会暴露特权系统凭据(例如 Kubelet)或特权 API(例如容器运行时套接字),可用于容器逃逸或攻击集群的其他部分。
?
具有相同配置(例如基于同一 PodTemplate 创建)的多个 Pod 会由于节点上文件的不同而在不同节点上有不同的行为。
?
下层主机上创建的文件或目录只能由 root 用户写入。 你需要在特权容器中以 root 身份运行进程,或者修改主机上的文件权限以便容?能够写入 hostPath
卷。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-pd-2
spec:
containers:
- image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: ydhnginx-2
volumeMounts:
- mountPath: /ydhdata
name: cache-volume-2
volumes:
- name: cache-volume-2
hostPath:
# 宿主上目录位置
path: /data
# 此字段为可选
type: DirectoryOrCreate
进入容器创建文件
[root@k8smaster volume]# kubectl exec -it test-pd-2 -- bash
root@test-pd-2:/# ls
bin docker-entrypoint.d home media proc sbin tmp ydhdata
boot docker-entrypoint.sh lib mnt root srv usr
dev etc lib64 opt run sys var
root@test-pd-2:/# cd ydhdata/
root@test-pd-2:/ydhdata# mkdir ydhtest
[root@k8snode2 /]# cd data/
[root@k8snode2 data]# ls
ydhtest
nfs
卷能将 NFS (网络文件系统) 挂载到你的 Pod 中。 不像 emptyDir
那样会在删除 Pod 的同时也会被删除,nfs
卷的内容在删除 Pod 时会被保存,卷只是被卸载。 这意味着 nfs
卷可以被预先填充数据,并且这些数据可以在 Pod 之间共享。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-pd
spec:
containers:
- image: registry.k8s.io/test-webserver
name: test-container
volumeMounts:
- mountPath: /my-nfs-data
name: test-volume
volumes:
- name: test-volume
nfs:
server: my-nfs-server.example.com
path: /my-nfs-volume
readOnly: true
说明:
在使用 NFS 卷之前,你必须运行自己的 NFS 服务?并将目标 share 导出备用。
还需要注意,不能在 Pod spec 中指定 NFS 挂载可选项。 可以选择设置服务端的挂载可选项,或者使用 /etc/nfsmount.conf。 此外,还可以通过允许设置挂载可选项的持久卷挂载 NFS 卷。
如需了解用持久卷挂载 NFS 卷的示例,请参考 NFS 示例。
persistentVolumeClaim
卷用来将持久卷(PersistentVolume)挂载到 Pod 中。 持久卷申领(PersistentVolumeClaim)是用户在不知道特定云环境细节的情况下“申领”持久存储(例如 GCE PersistentDisk 或者 iSCSI 卷)的一种方法。
更多详情请参考持久卷。