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Kubernetes存儲卷介紹-創(chuàng)新互聯(lián)

今天小編就為大家?guī)硪黄嘘PKubernetes存儲卷介紹的文章。小編覺得內容挺豐富全面的，為此分享給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧。

創(chuàng)新互聯(lián)建站專業(yè)為企業(yè)提供滑縣網(wǎng)站建設、滑縣做網(wǎng)站、滑縣網(wǎng)站設計、滑縣網(wǎng)站制作等企業(yè)網(wǎng)站建設、網(wǎng)頁設計與制作、滑縣企業(yè)網(wǎng)站模板建站服務，10余年滑縣做網(wǎng)站經(jīng)驗，不只是建網(wǎng)站，更提供有價值的思路和整體網(wǎng)絡服務。

第一章、前言

默認情況下容器的數(shù)據(jù)都是非持久化的， 在容器消亡以后數(shù)據(jù)也跟著丟失， 所以 Docker 提供了 Volume 機制以便將數(shù)據(jù)持久化存儲。 類似的， Kubernetes 提供了更強大的 Volume 機制和豐富的插件， 解決了容器數(shù)據(jù)持久化和容器間共享數(shù)據(jù)的問題。
與 Docker 不同， Kubernetes Volume 的生命周期與 Pod 綁定容器掛掉后 Kubelet 再次重啟容器時， Volume 的數(shù)據(jù)依然還在而 Pod 刪除時， Volume 才會清理。
數(shù)據(jù)是否丟失取決于具體的 Volume 類型， 比如 emptyDir 的數(shù)據(jù)會丟失， 而 PV 的數(shù)據(jù)則不會丟
PersistentVolume（pv）和PersistentVolumeClaim（pvc）是k8s提供的兩種API資源，用于抽象存儲細節(jié)。管理員關注于如何通過pv提供存儲功能而無需關注用戶如何使用，同樣的用戶只需要掛載pvc到容器中而不需要關注存儲卷采用何種技術實現(xiàn)。
pvc和pv的關系與pod和node關系類似，前者消耗后者的資源。pvc可以向pv申請指定大小的存儲資源并設置訪問模式。

第二章、pv pvc相關知識

生命周期

pv和pvc遵循以下生命周期：
1.供應準備。管理員在集群中創(chuàng)建多個pv供用戶使用。
2.綁定。用戶創(chuàng)建pvc并指定需要的資源和訪問模式。在找到可用pv之前，pvc會保持未綁定狀態(tài)。
3.使用。用戶可在pod中像volume一樣使用pvc。
4.釋放。用戶刪除pvc來回收存儲資源，pv將變成“released”狀態(tài)。由于還保留著之前的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要根據(jù)不同的策略來處理，否則這些存儲資源無法被其他pvc使用。
5.回收。pv可以設置三種回收策略：保留（Retain），回收（Recycle）和刪除（Delete）。
保留策略允許人工處理保留的數(shù)據(jù)。
刪除策略將刪除pv和外部關聯(lián)的存儲資源，需要插件支持。
回收策略將執(zhí)行清除操作，之后可以被新的pvc使用，需要插件支持。

pv屬性

pv擁有以下屬性：
容量。目前僅支持存儲大小，未來可能支持IOPS和吞吐量等。
訪問模式。ReadWriteOnce：單個節(jié)點讀寫。ReadOnlyMany：多節(jié)點只讀。ReadWriteMany：多節(jié)點讀寫。掛載時只能使用一種模式。
回收策略。目前NFS和HostPath支持回收。 AWS、EBS、GCE、PD和Cinder支持刪除。
階段。分為Available（未綁定pvc）、Bound（已綁定）、Released（pvc已刪除但資源未回收）、Failed（自動回收失敗）</pre>

pvc屬性

訪問模式。與pv的語義相同。在請求資源時使用特定模式。
資源。申請的存儲資源數(shù)量</pre>

pv類型

emptyDir
hostPath
gcePersistentDisk
awsElasticBlockStore
nfs
iscsi
flocker
glusterfs
rbd
cephfs
gitRepo
secret
persistentVolumeClaim
downwardAPI
azureFileVolume
................
........(以下省略)

目前常用Volume 類型 

emptyDir

如果 Pod 設置了 emptyDir 類型 Volume， Pod 被分配到 Node 上時候， 會創(chuàng)建emptyDir， 只要 Pod 運行在 Node 上， emptyDir 都會存在（ 容器掛掉不會導致emptyDir 丟失數(shù)據(jù)） ， 但是如果 Pod 從 Node 上被刪除（ Pod 被刪除， 或者 Pod 發(fā)生遷移） ， emptyDir 也會被刪除， 并且永久丟失。

hostPath

hostPath 允許掛載 Node 上的文件系統(tǒng)到 Pod 里面去。 如果 Pod 需要使用 Node 上的文件， 可以使用 hostPath</pre>

NFS

NFS 是 Network File System 的縮寫， 即網(wǎng)絡文件系統(tǒng)。 Kubernetes 中通過簡單地配置就可以掛載 NFS 到 Pod 中， 而 NFS 中的數(shù)據(jù)是可以永久保存的， 同時 NFS 支持同時寫操作。

gcePersistentDisk

gcePersistentDisk 可以掛載 GCE 上的永久磁盤到容器， 需要 Kubernetes 運行在 GCE的 VM 中

awsElasticBlockStore

awsElasticBlockStore 可以掛載 AWS 上的 EBS 盤到容器， 需要 Kubernetes 運行在AWS 的 EC2 上。

gitRepo

gitRepo volume 將 git 代碼下拉到指定的容器路徑中

Projected Volume

Projected volume 將多個 Volume 源映射到同一個目錄中， 支持 secret、 downwardAPI和 configMap </pre>

第三章、簡單示例

1、emptyDir (節(jié)點級存儲，生命周期與pod相同)

# cat emptydir.yaml  #pod中有兩個container掛載同一個emptyDir，nginx提供web服務，busybox則循環(huán)向掛載目錄下的index.html文件寫入數(shù)據(jù)
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: emptydir
  namespace: default
  labels:
   app: myapp
   tier: frontend
spec:
  containers:
  - name: myapp
   image: ikubernetes/myapp:v1
   ports:
   - name: myapp
    containerPort: 80
   volumeMounts:
   - name: html
    mountPath: /usr/share/nginx/html
  - name: busybox
   image: busybox:latest
   volumeMounts:　　　　 #見pod的volume掛載到container中
   - name: html  　　　　#名稱需要和 volumes中的name一致
    mountPath: /data  #掛載volume在container中的路徑
   command:
   - "/bin/sh"
   - "-c"
   - "while true; do echo $(date) >> /data/index.html; sleep 2; done"
  volumes:  　　#創(chuàng)建pod可以使用的volume，可以有多個
  - name: html  
   emptyDir: {}  #volume類型，默認不限制使用空間

查看pod運行狀態(tài)，并訪問

# kubectl apply -f emptydir.yaml
pod/emptydir created

# kubectl get pods -o wide
NAME    READY  STATUS   RESTARTS  AGE  IP       NODE        
emptydir  2/2   Running  0      76s  10.244.3.34  huoban-k8s-node01

# while true; do curl 10.244.3.34; sleep 1; done
Fri Sep 20 03:34:38 UTC 2019
Fri Sep 20 03:34:40 UTC 2019
Fri Sep 20 03:34:42 UTC 2019
......

2、hostPath (節(jié)點級存儲，生命周期和node相同)

#cat host-path.yaml
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-hostpath
  namespace: default 
spec:
  containers: - name: myapp
   image: ikubernetes/myapp:v1
   volumeMounts: - name: html
    mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes: - name: html
   hostPath:
    path: "/data/pod/volumel"  #依據(jù)type的值來確定掛載路徑是否需要創(chuàng)建 type: DirectoryOrCreate  #掛載目錄不存在則創(chuàng)建

# kubectl apply -f host-path.yaml
pod/pod-hostpath created

# kubectl get pods -o wide
NAME      READY  STATUS   RESTARTS  AGE  IP       NODE        
pod-hostpath  1/1   Running  0      58s  10.244.5.11  huoban-k8s-node03

手動創(chuàng)建目錄并添加html文件測試

# ssh node3 "ls -l /data/pod/volumel"
.
# ssh node03 "touch /data/pod/volumel/index.html"
# ssh node03 "ls -al /data/pod/volumel"
total 8
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Sep 20 15:00 .
drwxr-xr-x 3 root root 4096 Sep 20 14:56 ..
-rw-r--r-- 1 root root   0 Sep 20 15:00 index.html

# echo "node03" > /data/pod/volumel/index.html  #在node03服務器上執(zhí)行
# cat /data/pod/volumel/index.html
node03

# curl 10.244.5.11
node03

#刪除服務，數(shù)據(jù)還在
# kubectl delete -f host-path.yaml
pod "pod-hostpath" deleted
# ssh node03 "ls -al /data/pod/volumel"
total 12
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Sep 20 15:00 .
drwxr-xr-x 3 root root 4096 Sep 20 14:56 ..
-rw-r--r-- 1 root root   7 Sep 20 15:04 index.html

3、NFS (永久存儲，生命周期與NFS server相同，不會刪除)

1、在master上操作
# cat pod-nfs-vol.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nfs
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: myapp
   image: ikubernetes/myapp:v1
   volumeMounts:
   - name: html
    mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
  - name: html
   nfs:
    path: "/data/volumes/v1"  #該目錄在NFS server上必須存在并可以被集群中node節(jié)點可以掛載，node節(jié)點需要安裝nfs-utils，可以執(zhí)行NFS 掛載操作    
    server: 172.16.17.10 #該server需要安裝NFS 服務，并共享path中的目錄或文件

2、在其中一臺node節(jié)點上做測試
# mount -t nfs 172.16.17.10:/data/volumes/v1 /mnt  在任意一節(jié)點上進行掛載測試，確定可以掛載是否可以成功，需要安裝nfs-utils工具包
# df -h |grep mnt  #查看掛載狀態(tài)
172.16.17.10:/data/volumes/v1 77G 3.5G 74G 5% /mnt
# umount /mnt  #確認沒有問題后卸載

3、測試運行
# kubectl apply -f pod-nfs-vol.yaml #創(chuàng)建pod
pod "pod-nfs" created
# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
pod-nfs 1/1 Running 0 17s 10.244.1.154 huoban-k8s-node01 

4、在節(jié)點上測試創(chuàng)建文件
#在NFS server上添加一個測試HTML文件
# cd /data/volumes/v1/  #掛載目錄
# echo "<h2>NFS Server volume v1</h2>" > index.html

5、訪問一下并測試數(shù)據(jù)是否丟失
# curl 10.244.1.154
<h2>NFS Server volume v1</h2>
# kubectl delete pod pod-nfs  #刪除剛剛創(chuàng)建的pod
pod "pod-nfs" deleted
# kubectl apply -f pod-nfs-vol.yaml  #再重新創(chuàng)建
pod "pod-nfs" created

# kubectl get pod -o wide #查看新創(chuàng)建后pod所在的node節(jié)點級IP地址
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
pod-nfs 1/1 Running 0 17s 10.244.2.192 huoban-k8s-node02

# curl 10.244.2.192  #再次訪問一下，文件依然存在，文件不會隨著pod的終結而銷毀
<h2>NFS Server volume v1</h2>

4、創(chuàng)建PV和PVC（用NFS創(chuàng)建）

NFS server上創(chuàng)建多個掛載目錄，并共享

# cat /etc/exports
/data/volumes/v1  172.16.0.0/16(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v2  172.16.0.0/16(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v3  172.16.0.0/16(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v4  172.16.0.0/16(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v5  172.16.0.0/16(rw,no_root_squash)

# ll /data/volumes/
總用量 0
drwxr-xr-x 2 root root 24 2019-09-20 16:28 v1
drwxr-xr-x 2 root root 24 2019-09-20 16:28 v2
drwxr-xr-x 2 root root 24 2019-09-20 16:28 v3
drwxr-xr-x 2 root root 24 2019-09-20 16:28 v4
drwxr-xr-x 2 root root 24 2019-09-20 16:28 v5

# exportfs 
/data/volumes/v1 172.16.0.0/16
/data/volumes/v2 172.16.0.0/16
/data/volumes/v3 172.16.0.0/16
/data/volumes/v4 172.16.0.0/16
/data/volumes/v5 172.16.0.0/16
# showmount -e
Export list for huoban-k8s-nfs:
/data/volumes/v5 172.16.0.0/16
/data/volumes/v4 172.16.0.0/16
/data/volumes/v3 172.16.0.0/16
/data/volumes/v2 172.16.0.0/16
/data/volumes/v1 172.16.0.0/16

將NFS server共享的目錄創(chuàng)建為PV
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfs-vol-001  #不允許定義名稱空間，應為pv是屬于集群級別的
spec:
  capacity: #pv的大小
   storage: 5Gi
  accessModes:   #訪問的模型，具體訪問模型官方文檔鏈接： https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/persistent-volumes#access-modes
   - ReadWriteOnce  #支持的訪問模型與具體的共享存儲設備類型有關，具體見上方鏈接
   - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  nfs:
   path: /data/volumes/v1
   server: 172.16.17.10
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata: 
  name: nfs-vol-02
spec:
  capacity: 
   storage: 5Gi
  accessModes:
   - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  nfs:
   path: /data/volumes/v2
   server: 172.16.17.10
---  
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata: 
  name: nfs-vol-03
spec:
  capacity: 
   storage: 10Gi
  accessModes:
   - ReadWriteOnce
   - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  nfs:
   path: /data/volumes/v3
   server: 172.16.17.10
---  
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata: 
  name: nfs-vol-04
spec:
  capacity: 
   storage: 15Gi
  accessModes:
   - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  nfs:
   path: /data/volumes/v4
   server: 172.16.17.10
---  
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata: 
  name: nfs-vol-05
spec:
  capacity: 
   storage: 20Gi
  accessModes:
   - ReadWriteOnce
   - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  nfs:
   path: /data/volumes/v5
   server: 172.16.17.10

# kubectl apply -f nfs-vol.yaml 
persistentvolume "nfs-vol-01" created
persistentvolume "nfs-vol-02" created
persistentvolume "nfs-vol-03" created
persistentvolume "nfs-vol-04" created
persistentvolume "nfs-vol-05" created

# kubectl get pv
NAME        CAPACITY  ACCESS MODES  RECLAIM POLICY  STATUS     CLAIM            STORAGECLASS  REASON   AGE
nfs-vol-01     5Gi     RWO,RWX     Recycle      Available                              7s
nfs-vol-02     5Gi     RWO       Recycle      Available                              7s
nfs-vol-03     10Gi    RWO,RWX     Recycle      Available                              7s
nfs-vol-04     15Gi    RWO       Recycle      Available                              7s
nfs-vol-05     20Gi    RWO,RWX     Recycle      Available                              7s

#創(chuàng)建一個PVC
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
  namespace: default
spec:
  accessModes: ["ReadWriteOnce"] #pvc的訪問模式一定是pv訪問模式的子集
  resources:
   requests:
    storage: 5Gi

---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-pvc
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: myapp
   image: ikubernetes/myapp:v1
   volumeMounts:
   - name: html
    mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
  - name: html
   persistentVolumeClaim:
    claimName: my-pvc

# kubectl apply -f pod-pvc-vol.yaml
persistentvolumeclaim "my-pvc" created
pod "pod-pvc" created

# kubectl get pvc
NAME    STATUS   VOLUME    CAPACITY  ACCESS MODES  STORAGECLASS  AGE
my-pvc   Bound   nfs-vol-02  5Gi     RWO              1m

# kubectl get pv  #查看pv狀態(tài)的變化，nfs-vol-02被 default名稱空間下my-pvc申請并綁定
NAME     CAPACITY  ACCESS MODES  RECLAIM POLICY  STATUS    CLAIM       STORAGECLASS  REASON   A
nfs-vol-01  5Gi     RWO,RWX     Recycle      Available                       9
nfs-vol-02  5Gi     RWO       Recycle      Bound    default/my-pvc               9
nfs-vol-03  10Gi    RWO,RWX     Recycle      Available                       9
nfs-vol-04  15Gi    RWO       Recycle      Available                       9
nfs-vol-05  20Gi    RWO,RWX     Recycle      Available                    

# 查看下pod的創(chuàng)建信息
# kubectl describe pod pod-pvc 
......
Volumes:
  html:
   Type:    PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)
   ClaimName:  my-pvc
   ReadOnly:  false
  default-token-tcwjz:
   Type:     Secret (a volume populated by a Secret)
   SecretName:  default-token-tcwjz
   Optional:   false
QoS Class:    BestEffort
Node-Selectors:  <none>
Tolerations:   node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
         node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
Events:
  Type   Reason         Age        From         Message
  ----   ------         ----       ----         -------
  Warning  FailedScheduling    8m (x2 over 8m)  default-scheduler   pod has unbound PersistentVolumeClaims (repeated 2 times)
  Normal  Scheduled        8m        default-scheduler   Successfully assigned pod-pvc to huoban-k8s-node01
  Normal  SuccessfulMountVolume  8m        kubelet, huoban-k8s-node01  MountVolume.SetUp succeeded for volume "default-token-tcwjz"
  Normal  SuccessfulMountVolume  8m        kubelet, huoban-k8s-node01  MountVolume.SetUp succeeded for volume "nfs-vol-02"
  Normal  Pulled         8m        kubelet, huoban-k8s-node01  Container image "ikubernetes/myapp:v1" already present on machine
  Normal  Created         7m        kubelet, huoban-k8s-node01  Created container
  Normal  Started         7m        kubelet, huoban-k8s-node01  Started container
#注意：處于綁定狀態(tài)下的pv無法直接被刪除，如果需要刪除被綁定的pv，需要先刪除申請綁定的PVC

以上就是Kubernetes存儲卷的知識匯總，內容較為全面，小編相信有部分知識點可能是我們日常工作可能會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。

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文章標題：Kubernetes存儲卷介紹-創(chuàng)新互聯(lián)
URL標題：http://m.newbst.com/article42/deooec.html

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