20、Pv

PersistentVolume概念

PersistentVolume（PV）

是由管理员设置的存储，它是群集的一部分。就像节点是集群中的资源一样，PV 也是集群中的资源。 PV 是Volume 之类的卷插件，但具有独立于使用 PV 的 Pod 的生命周期。此 API 对象包含存储实现的细节，即 NFS、iSCSI 或特定于云供应商的存储系统

PersistentVolumeClaim（PVC）

是用户存储的请求。它与 Pod 相似。Pod 消耗节点资源，PVC 消耗 PV 资源。Pod 可以请求特定级别的资源（CPU 和内存）。声明可以请求特定的大小和访问模式（例如，可以以读/写一次或只读多次模式挂载）

静态 pv

集群管理员创建一些 PV。它们带有可供群集用户使用的实际存储的细节。它们存在于 Kubernetes API 中，可用于消费

动态

当管理员创建的静态 PV 都不匹配用户的PersistentVolumeClaim时，集群可能会尝试动态地为 PVC 创建卷。此配置基于StorageClasses：PVC 必须请求 [存储类]，并且管理员必须创建并配置该类才能进行动态创建。声明该类为""可以有效地禁用其动态配置

要启用基于存储级别的动态存储配置，集群管理员需要启用 API server 上的DefaultStorageClass[准入控制器]。例如，通过确保DefaultStorageClass位于 API server 组件的--admission-control标志，使用逗号分隔的有序值列表中，可以完成此操作

绑定

master 中的控制环路监视新的 PVC，寻找匹配的 PV（如果可能），并将它们绑定在一起。如果为新的 PVC 动态调配 PV，则该环路将始终将该 PV 绑定到 PVC。否则，用户总会得到他们所请求的存储，但是容量可能超出要求的数量。一旦 PV 和 PVC 绑定后，PersistentVolumeClaim绑定是排他性的，不管它们是如何绑定的。 PVC 跟PV 绑定是一对一的映射

持久化卷声明的保护

PVC 保护的目的是确保由 pod 正在使用的 PVC 不会从系统中移除，因为如果被移除的话可能会导致数据丢失当启用PVC 保护 alpha 功能时，如果用户删除了一个 pod 正在使用的 PVC，则该 PVC 不会被立即删除。PVC 的删除将被推迟，直到 PVC 不再被任何 pod 使用

持久化卷类型

PersistentVolume类型以插件形式实现。Kubernetes 目前支持以下插件类型：

GCEPersistentDisk AWSElasticBlockStore AzureFile AzureDisk FC (Fibre Channel)
FlexVolume Flocker NFS iSCSI RBD (Ceph Block Device) CephFS
Cinder (OpenStack block storage) Glusterfs VsphereVolume Quobyte Volumes
HostPath VMware Photon Portworx Volumes ScaleIO Volumes StorageOS

持久卷演示代码

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv0003
spec:
  capacity:
    storage: 5Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  storageClassName: slow
  mountOptions:
    - hard
    - nfsvers=4.1
  nfs:
    path: /tmp
    server: 172.17.0.2

PV 访问模式

PersistentVolume可以以资源提供者支持的任何方式挂载到主机上。如下表所示，供应商具有不同的功能，每个PV 的访问模式都将被设置为该卷支持的特定模式。例如，NFS 可以支持多个读/写客户端，但特定的 NFS PV 可能以只读方式导出到服务器上。每个 PV 都有一套自己的用来描述特定功能的访问模式

ReadWriteOnce——该卷可以被单个节点以读/写模式挂载
ReadOnlyMany——该卷可以被多个节点以只读模式挂载
ReadWriteMany——该卷可以被多个节点以读/写模式挂载

在命令行中，访问模式缩写为：

RWO - ReadWriteOnce
ROX - ReadOnlyMany
RWX - ReadWriteMany

Volume 插件	ReadWriteOnce	ReadOnlyMany	ReadWriteMany
AWSElasticBlockStoreAWSElasticBlockStore	✓	-	-
AzureFile	✓	✓	✓
AzureDisk	✓	-	-
CephFS	✓	✓	✓
Cinder	✓	-	-
FC	✓	✓	-
FlexVolume	✓	✓	-
Flocker	✓	-	-
GCEPersistentDisk	✓	✓	-
Glusterfs	✓	✓	✓
HostPath	✓	-	-
iSCSI	✓	✓	-
PhotonPersistentDisk	✓	-	-
Quobyte	✓	✓	✓
NFS	✓	✓	✓
RBD	✓	✓	-
VsphereVolume	✓	-	-（当 pod 并列时有效）
PortworxVolume	✓	-	✓
ScaleIO	✓	✓	-
StorageOS	✓	-	-

回收策略

Retain（保留）——手动回收
Recycle（回收）——基本擦除（rm -rf /thevolume/*）
Delete（删除）——关联的存储资产（例如 AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 和 OpenStack Cinder 卷）将被删除

当前，只有 NFS 和 HostPath 支持回收策略。AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 和 Cinder 卷支持删除策略

状态

卷可以处于以下的某种状态：

Available（可用）——一块空闲资源还没有被任何声明绑定
Bound（已绑定）——卷已经被声明绑定
Released（已释放）——声明被删除，但是资源还未被集群重新声明
Failed（失败）——该卷的自动回收失败

命令行会显示绑定到 PV 的 PVC 的名称

持久化演示说明 - NFS

I、安装 NFS 服务器

# 服务端和k8s节点都需要安装一下rpm包
$ yum install -y nfs-utils rpcbind
$ mkdir /nfsdata
$ chmod 666 /nfsdata
$ chown nfsnobody /nfsdata
$ cat /etc/exports
        /nfsdata *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
$ systemctl start rpcbind
$ systemctl start nfs

# showmount -e　　　　//默认查看自己共享的服务，前提是要DNS能解析自己，不然容易报错
# showmount -a　　　　//显示已经与客户端连接上的目录信息
# showmount -e NFS服务器IP //客户端使用showmount命令查询NFS的共享状态
# mount NFS服务器IP:共享目录 本地挂载点目录 //客户端挂载NFS服务器中的共享目录
$ mount -t nfs 172.16.68.11:/nfsdata /mnt/

NFS的常用目录
/etc/exports                           NFS服务的主要配置文件
/usr/sbin/exportfs                     NFS服务的管理命令
/usr/sbin/showmount                    客户端的查看命令
/var/lib/nfs/etab                      记录NFS分享出来的目录的完整权限设定值
/var/lib/nfs/xtab                      记录曾经登录过的客户端信息

NFS服务的配置文件为 /etc/exports，这个文件是NFS的主要配置文件，不过系统并没有默认值，所以这个文件不一定会存在，可能要使用vim手动建立，然后在文件里面写入配置内容。
/etc/exports文件内容格式：
<输出目录> [客户端1 选项（访问权限,用户映射,其他）] [客户端2 选项（访问权限,用户映射,其他）]

a. 输出目录：
输出目录是指NFS系统中需要共享给客户机使用的目录；
b. 客户端：
客户端是指网络中可以访问这个NFS输出目录的计算机
客户端常用的指定方式
指定ip地址的主机：192.168.0.200
指定子网中的所有主机：192.168.0.0/24 192.168.0.0/255.255.255.0
指定域名的主机：david.bsmart.cn
指定域中的所有主机：*.bsmart.cn
所有主机：*
c. 选项：
选项用来设置输出目录的访问权限、用户映射等。
NFS主要有3类选项：
访问权限选项
设置输出目录只读：ro
设置输出目录读写：rw
用户映射选项
all_squash：将远程访问的所有普通用户及所属组都映射为匿名用户或用户组（nfsnobody）；
no_all_squash：与all_squash取反（默认设置）；
root_squash：将root用户及所属组都映射为匿名用户或用户组（默认设置）；
no_root_squash：与rootsquash取反；
anonuid=xxx：将远程访问的所有用户都映射为匿名用户，并指定该用户为本地用户（UID=xxx）；
anongid=xxx：将远程访问的所有用户组都映射为匿名用户组账户，并指定该匿名用户组账户为本地用户组账户（GID=xxx）；
其它选项
secure：限制客户端只能从小于1024的tcp/ip端口连接nfs服务器（默认设置）；
insecure：允许客户端从大于1024的tcp/ip端口连接服务器；
sync：将数据同步写入内存缓冲区与磁盘中，效率低，但可以保证数据的一致性；
async：将数据先保存在内存缓冲区中，必要时才写入磁盘；
wdelay：检查是否有相关的写操作，如果有则将这些写操作一起执行，这样可以提高效率（默认设置）；
no_wdelay：若有写操作则立即执行，应与sync配合使用；
subtree：若输出目录是一个子目录，则nfs服务器将检查其父目录的权限(默认设置)；
no_subtree：即使输出目录是一个子目录，nfs服务器也不检查其父目录的权限，这样可以提高效率；

NFS常用命令

1、exportfs
如果我们在启动了NFS之后又修改了/etc/exports，是不是还要重新启动nfs呢？这个时候我们就可以用exportfs 命令来使改动立刻生效，该命令格式如下：
　　# exportfs [-aruv]
　　-a 全部挂载或卸载 /etc/exports中的内容
　　-r 重新读取/etc/exports 中的信息 ，并同步更新/etc/exports、/var/lib/nfs/xtab
　　-u 卸载单一目录（和-a一起使用为卸载所有/etc/exports文件中的目录）
　　-v 在export的时候，将详细的信息输出到屏幕上。
具体例子：
　　# exportfs -au 卸载所有共享目录
　　# exportfs -rv 重新共享所有目录并输出详细信息

2、nfsstat
查看NFS的运行状态，对于调整NFS的运行有很大帮助。

3、rpcinfo
查看rpc执行信息，可以用于检测rpc运行情况的工具，利用rpcinfo -p 可以查看出RPC开启的端口所提供的程序有哪些。

4、showmount
　　-a 显示已经于客户端连接上的目录信息
　　-e IP或者hostname 显示此IP地址分享出来的目录

5、netstat
可以查看出nfs服务开启的端口，其中nfs 开启的是2049，portmap 开启的是111，其余则是rpc开启的。
最后注意两点，虽然通过权限设置可以让普通用户访问，但是挂载的时候默认情况下只有root可以去挂载，普通用户可以执行sudo。
NFS server 关机的时候一点要确保NFS服务关闭，没有客户端处于连接状态！通过showmount -a 可以查看，如果有的话用kill killall pkill 来结束，（-9 强制结束）

II、部署 PV

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfspv1
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /nfsdata
    server: 172.16.68.11

III、创建服务并使用 PVC

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  serviceName: "nginx"
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: hub.hlc.com/library/myapp:v1
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: www
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: www
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      storageClassName: "nfs"
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

关于 StatefulSet

匹配 Pod name ( 网络标识 ) 的模式为：$(statefulset名称)-$(序号)，比如上面的示例：web-0，web-1，web-2
StatefulSet 为每个 Pod 副本创建了一个 DNS 域名，这个域名的格式为： $(podname).(headless servername)，也就意味着服务间是通过Pod域名来通信而非 Pod IP，因为当Pod所在Node发生故障时， Pod 会被飘移到其它 Node 上，Pod IP 会发生变化，但是 Pod 域名不会有变化
StatefulSet 使用 Headless 服务来控制 Pod 的域名，这个域名的 FQDN 为：$(servicename).$(namespace).svc.cluster.local，其中，“cluster.local” 指的是集群的域名
根据 volumeClaimTemplates，为每个 Pod 创建一个 pvc，pvc 的命名规则匹配模式：(volumeClaimTemplates.name)-(pod_name)，比如上面的 volumeMounts.name=www， Podname=web-[0-2]，因此创建出来的 PVC 是 www-web-0、www-web-1、www-web-2
删除 Pod 不会删除其 pvc，手动删除 pvc 将自动释放 pv

Statefulset的启停顺序：

有序部署：部署StatefulSet时，如果有多个Pod副本，它们会被顺序地创建（从0到N-1）并且，在下一个Pod运行之前所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态。
有序删除：当Pod被删除时，它们被终止的顺序是从N-1到0。
有序扩展：当对Pod执行扩展操作时，与部署一样，它前面的Pod必须都处于Running和Ready状态。

StatefulSet使用场景：

稳定的持久化存储，即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据，基于 PVC 来实现。
稳定的网络标识符，即 Pod 重新调度后其 PodName 和 HostName 不变。
有序部署，有序扩展，基于 init containers 来实现。
有序收缩。

posted @ 2020-08-02 10:48 hlc-123 阅读(220) 评论(0) 收藏举报

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