Kubernetes12-共享存储原理
1、共享存储机制概述
- Kubernetes对于有状态的应用或者对数据需要持久化的应用，不仅需要将容器内的目录挂载到宿主机的目录或者emptyDir临时存储卷，而且需要更加可靠的存储来保存应用产生的重要数据，以便容器应用在重建之后仍然可以使用之前的数据。
- 存储资源和计算资源（CPU/内存）的管理方式完全不同。
- 为了能够屏蔽底层存储实现的细节，让用户方便使用，同时让管理员方便管理，Kubernetes从1.0版本就引入PersistentVolume（PV）和PersistentVolumeClaim（PVC）两个资源对象来实现对存储的管理子系统。
- PV是什么：
- PV是对底层网络共享存储的抽象，将共享存储定义为一种“资源”，比如Node也是一种容器应用可以“消费”的资源。
- PV由管理员创建和配置，它与共享存储的具体实现直接相关，例如GlusterFS、iSCSI、RBD或GCE或AWS公有云提供的共享存储，通过插件式的机制完成与共享存储的对接，以供应用访问和使用。
- PVC是什么：
- PVC则是用户对存储资源的一个“申请”。就像Pod“消费”Node的资源一样，PVC能够“消费”PV资源。
- PVC可以申请特定的存储空间和访问模式。
- StorageClass资源对象：
- 使用PVC“申请”到一定的存储空间仍然不能满足应用对存储设备的各种需求。通常应用程序都会对存储设备的特性和性能有不同的要求，包括读写速度、并发性能、数据冗余等更高的要求，Kubernetes从1.4版本开始引入了一个新的资源对象StorageClass，用于标记存储资源的特性和性能。到1.6版本时，StorageClass和动态资源供应的机制得到了完善，实现了存储卷的按需创建，在共享存储的自动化管理进程中实现了重要的一步。
- 通过StorageClass的定义，管理员可以将存储资源定义为某种类别（Class），正如存储设备对于自身的配置描述（Profile），例如“快速存储”、“慢速存储”、“有数据冗余”、“无数据冗余”等。用户根据StorageClass的描述就能够直观地得知各种存储资源的特性，就可以根据应用对存储资源的需求去申请存储资源了。
- CSI（Container StorageInterface，容器存储接口）：
- Kubernetes从1.9版本开始引入容器存储接口机制，目标是在Kubernetes和外部存储系统之间建立一套标准的存储管理接口，通过该接口为容器提供存储服务，类似于CRI（容器运行时接口）和CNI（容器网络接口）。
2、PV详解
- PV作为存储资源，主要包括存储能力、访问模式、存储类型、回收策略、后端存储类型等关键信息的设置。
示例：
- 定义一个PV，以及PV具有的属性。
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv1
spec:
capacity: #存储容量
storage: 5Gi #5GiB存储空间
volumeMode: Filesystem #存储卷类型，可用值有Filesystem（文件系统）和Block（块设备），默认值为Filesystem。
accessModes: #访问模式，可用值有ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany或ReadWriteOncePod
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain #回收策略，可用值有Retain（保留）、Delete（删除）、Recycle（回收）
storageClassName: slow #StorageClass的名称（要求在系统中已存在名为slow的StorageClass）。空值表示该卷不属于任何StorageClass
nfs: #后端存储类型为nfs（设置了NFS Server的IP地址和路径）
path: /tmp
server: 172.17.0.2
mountOptions: #挂载参数
- hard
- nfsvers=4.1
nodeAffinity: #节点亲和性
required: #节点硬亲和性
nodeSelectorTerms: #节点选择器
- mathExpressions: #使用节点标签列出的节点选择器要求列表。
- key: kubernetes.io/hostname
operator: In #可用值有In、NotIn、Exists、DoesNotExist、Gt或Lt
values: #如果操作符是In或NotIn，值数组必须非空。如果操作符是Exists或DoesNotExist，值数组必须为空。如果操作符是Gt或Lt，值数组必须只有一个元素，该元素将被解释为整数
- my-node
#- matchFields: #按节点字段列出的节点选择器要求列表
- Kubernetes支持的PV类型有：
- AWSElasticBlockStore：AWS公有云提供的ElasticBlockStore。
- AzureFile：Azure公有云提供的File。
- AzureDisk：Azure公有云提供的Disk。
- CephFS：一种开源共享存储系统。
- FC（Fibre Channel）：光纤存储设备。
- FlexVolume：一种插件式的存储机制。
- Flocker：一种开源共享存储系统。
- GCEPersistentDisk：GCE公有云提供的PersistentDisk。
- Glusterfs：一种开源共享存储系统。
- HostPath：宿主机目录，仅用于单机测试。
- iSCSI：iSCSI存储设备。
- Local：本地存储设备，从Kubernetes 1.7版本引入，到1.14版本时更新为稳定版，目前可以通过指定块（Block）设备提供Local PV，或通过社区开发的sig-storage-local-static-provisioner插件（https://github.com/kubernetes-sigs/sigstorage-local-static-provisioner）来管理Local PV的生命周期。
- NFS：网络文件系统。
- Portworx Volumes：Portworx提供的存储服务。
- Quobyte Volumes：Quobyte提供的存储服务。
- RBD（Ceph Block Device）：Ceph块存储。
- ScaleIO Volumes：DellEMC的存储设备。
- StorageOS：StorageOS提供的存储服务。
- VsphereVolume：VMWare提供的存储系统。
- 每种存储类型都有各自的特点，在使用时需要根据它们各自的参数进行设置。
2.1、PV的关键配置参数
2.1.1、存储能力（Capacity）
- 描述存储设备具备的能力，目前仅支持对存储空间大小的设置（storage=xx），未来可能加入IOPS、吞吐率等指标的设置。
2.1.2、存储卷类型（Volume Mode）
- Kubernetes从1.13版本开始引入存储卷类型的设置（volumeMode=xxx）。
- 可选项包括Filesystem（文件系统）和Block（块设备），默认值为Filesystem。
- 目前有以下PV类型支持块设备类型：
- AWSElasticBlockStore
- AzureDisk
- FC
- GCEPersistentDisk
- iSCSI
- Local volume
- RBD（Ceph Block Device）
- VsphereVolume（alpha）
示例：
- 使用块设备的PV定义。
apiVersion: v1
kind PersistentVolume
metadata:
name: block-pv
spec:
capacity:
storage: 10Gi
accessNodes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
volumeMode: Block #使用块设备
fc: #使用fc
targetWWNs: ["50060e801049cfd1"]
lun: 0
readOnly: false
2.1.3、访问模式（Access Modes）
- 对PV的访问模式，用于描述用户的应用对存储资源的访问权限。
- 访问模式有四种：
- ReadWriteOnce（RWO）：读写权限，并且只能被一个Node挂载，但允许多个pod在同一节点上读写该卷。。
- ReadOnlyMany（ROX）：只读权限，允许被多个Node挂载。
- ReadWriteMany（RWX）：读写权限，允许被多个Node挂载。
- ReadWriteOncePod：读写权限，只能被一个pod挂载。只支持CSI卷和Kubernetes版本1.22+。
- 某些PV可能支持多种访问模式，但PV在挂载时只能使用一种访问模式，多种访问模式不能同时生效。
- 不同的存储支持访问模式如表所示：
2.1.4、StorageClass的名称
- PV可以设定其存储的类别，通过storageClassName参数指定一个StorageClass资源对象的名称。
- 具有特定类别的PV只能与请求了该类别的PVC进行绑定。
- 未设定类别的PV则只能与不请求任何类别的PVC进行绑定。
2.1.5、回收策略（Reclaim Policy）
- 通过PV定义中的persistentVolumeReclaimPolicy字段进行设置，可选项如下。
- Retain（保留）：保留数据，需要手工处理。
- Delete（删除）：与PV相连的后端存储完成Volume的删除操作（如AWSEBS、GCE PD、Azure Disk、OpenStack Cinder等设备的内部Volume清理）。
- Recycle（回收）：简单清除文件的操作（例如执行rm -rf /thevolume/*命令）。
- 目前，只有NFS和HostPath两种类型的存储支持Recycle策略；AWSEBS、GCE PD、Azure Disk和Cinder volumes支持Delete策略。
2.1.6、挂载参数（Mount Options）
- 在将PV挂载到一个Node上时，根据后端存储的特点，可能需要设置额外的挂载参数，可以根据PV定义中的mountOptions字段进行设置。
- 如果挂载选项无效，则挂载失败。
- 以下卷类型支持挂载参数：
- awsElasticBlockStore
- azureDisk
- azureFile
- cephfs
- cinder (deprecated in v1.18)
- gcePersistentDisk
- glusterfs
- iscsi
- nfs
- rbd
- vsphereVolume
示例：
- 对一个类型为gcePersistentDisk的PV设置挂载参数。
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: gce-disk-1
spec:
capacity:
storage: 10Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
mountOptions: #挂载参数
- hard
- nolock
- nfsvers=3
gcePersistentDisk: #!
fsType: ext4
pdName: gce-disk-1
2.1.7、节点亲和性（Node Affinity）
- PV可以设置节点亲和性（nodeAffinity字段）来限制只能通过某些Node访问Volume。使用这些Volume的Pod将被调度到满足条件的Node上。
- 公有云提供的存储卷（如AWS EBS、GCE PD、Azure Disk等）都由公有云自动完成节点亲和性设置，无须用户手工设置。
示例：
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: example-local-pv
spec:
capacity:
storage: 5Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
storageClassName: local-storage
local:
path: /mnt/disks/ssd1
nodeAffinity: #节点亲和性
required:
nodeSelectorTerms:
- mathExpressions:
- key: kubernetes.io/hostname
operator: In
values:
- my-node
2.2、PV生命周期的各个阶段
- 一个PV在生命周期中可能处于以下4个阶段（Phaes）之一。
- Available：可用状态，还未与某个PVC绑定。
- Bound：已与某个PVC绑定。
- Released：绑定的PVC已经删除，资源已释放，但没有被集群回收。
- Failed：自动资源回收失败。
- 定义了PV以后如何使用呢？这时就需要用到PVC了。
3、PVC详解
- PVC作为用户对存储资源的需求申请，主要包括存储空间请求、访问模式、PV选择条件和存储类别等信息的设置。
示例：
- 定义一个PVC，以及PVC具有的属性。
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: myclaim
spec:
resources: #资源请求
requests:
storage: 8Gi #申请8GiB存储空间
accessModes: #访问模式，可用值有ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany或ReadWriteOncePod
- ReadWriteOnce
volumeMode: Filesystem #存储卷类型，可用值有Filesystem（文件系统）和Block（块设备），默认值为Filesystem。
storageClassName: gold #StorageClass的名称，默认值是gold（要求在系统中已存在名为gold的StorageClass）
selector: #PV选择条件为包含标签“release=stable”并且包含条件为“environment In [dev]”的标签
matchLabels:
release: stable
matchExpressions:
- {key: enviroment, operator: In, values: [dev]}
3.1、PVC的关键配置参数
- 资源请求（Resources）：描述对存储资源的请求，目前仅支持request.storage的设置，即存储空间大小。
- 访问模式（Access Modes）：PVC也可以设置访问模式，用于描述用户应用对存储资源的访问权限。访问模式的设置与PV的设置相同。
- 存储卷类型（Volume Modes）：PVC也可以设置存储卷模式，用于描述希望使用的PV存储卷模式，包括文件系统和块设备。
- PV选择条件（Selector）：通过对Label Selector的设置，可使PVC对于系统中已存在的各种PV进行筛选。
- 系统将根据标签选出合适的PV与该PVC进行绑定。
- 选择条件可以使用matchLabels和matchExpressions进行设置。如果两个字段都设置了，则Selector的逻辑将是两组条件同时满足才能完成匹配。
- StorageClass的名称（storageClassName）：PVC 在定义时可以设定需要的后端存储的类别（通过storageClassName字段指定），以减少对后端存储特性的详细信息的依赖。
- 只有设置了该storageClassName的PV才能被系统选出，并与该PVC进行绑定。
- PVC也可以不设置storageClassName需求。
- 如果storageClassName字段的值被设置为空（storageClassName=""），则表示该PVC不要求特定的storageClassName，系统将只选择未设定storageClassName的PV与之匹配和绑定。
- PVC也可以完全不设置storageClassName字段，此时将根据系统是否启用了名为DefaultStorageClass的admission controller进行相应的操作。
- 未启用DefaultStorageClass：等效于PVC设置storageClassName的值为空（storageClassName=""），即只能选择未设定Class的PV与之匹配和绑定。
- 启用DefaultStorageClass：要求集群管理员已定义默认的StorageClass。
- 如果在系统中不存在默认的StorageClass，则等效于不启用DefaultStorageClass的情况。
- 如果存在默认的StorageClass，则系统将自动为PVC创建一个PV（使用默认StorageClass的后端存储），并将它们进行绑定。
- 集群管理员设置默认StorageClass的方法是，在StorageClass的定义中加上一个annotation“storageclass.kubernetes.io/isdefault-class= true”。
- 如果管理员将多个StorageClass都定义为default，则由于不唯一，系统将无法为PVC创建相应的PV。
3.2、使用PVC的注意事项
- Namespace对PVC和PV的影响：
- PV是集群级别的资源，不属于名称空间。
- PVC是名称空间级别的资源，属于具体的名称空间。
- Pod在引用PVC时受Namespace的限制，只有相同Namespace中的PVC才能挂载到Pod内。
- 当Selector和storageClassName都进行了设置时，系统将选择两个条件同时满足的PV与之匹配。
- 如果资源供应使用的是动态模式，即管理员没有预先定义PV，仅通过StorageClass交给系统自动完成PV的动态创建，那么PVC再设定Selector时，系统将无法为其供应任何存储资源。
- 在启用动态供应模式的情况下，一旦用户删除了PVC，与之绑定的PV也将根据其默认的回收策略“Delete”被删除。如果需要保留PV（用户数据），则在动态绑定成功后，用户需要将系统自动生成PV的回收策略从“Delete”改成“Retain”。
4、PV和PVC的生命周期
- 可以将PV看作可用的存储资源，PVC则是对存储资源的需求，PV和PVC的相互关系遵循如图8.1所示的生命周期。
4.1、资源供应
- Kubernetes支持两种资源的供应模式：静态模式（Static）和动态模式（Dynamic）。
- 静态模式：集群管理员手工创建许多PV，在定义PV时需要将后端存储的特性进行设置。
- 动态模式：
- 集群管理员无须手工创建PV，而是通过StorageClass的设置对后端存储进行描述，标记为某种类型。此时要求PVC对存储的类型进行声明，系统将自动完成PV的创建及与PVC的绑定。
- PVC可以声明storageClassName为""（即空值），说明该PVC禁止使用动态模式。
- 图8.2描述了在静态资源供应模式下，通过PV和PVC完成绑定，并供Pod使用的存储管理机制。
- 图8.3描述了在动态资源供应模式下，通过StorageClass和PVC完成资源动态绑定（系统自动生成PV），并供Pod使用的存储管理机制。
4.2、资源绑定
- 在用户定义好PVC之后，系统将根据PVC对存储资源的请求（存储空间和访问模式）在已存在的PV中选择一个满足PVC要求的PV。
- 如果在系统中存在满足PVC要求的PV，就将该PV与用户定义的PVC进行绑定，用户的应用就可以使用这个PVC了。
- 如果在系统中不存在满足PVC要求的PV，PVC则会无限期处于Pending状态，直到等到系统管理员创建了一个符合其要求的PV。
- PV一旦绑定到某个PVC上，就会被这个PVC独占，不能再与其他PVC进行绑定了。
- 在这种情况下，当PVC申请的存储空间比PV的少时，整个PV的空间就都能够为PVC所用，可能会造成资源的浪费。
- 如果资源供应使用的是动态模式，则系统在为PVC找到合适的StorageClass后，将自动创建一个PV并完成与PVC的绑定。
4.3、资源使用
- Pod使用Volume的定义，将PVC挂载到容器内的某个路径进行使用。Volume的类型为persistentVolumeClaim，在后面的示例中再进行详细说明。
- 在容器应用挂载了一个PVC后，就能被持续独占使用。不过，多个Pod可以挂载同一个PVC，应用程序需要考虑多个实例共同访问一块存储空间的问题。
4.4、资源释放
- 当用户对存储资源使用完毕后，用户可以删除PVC，与该PVC绑定的PV将会被标记为“已释放”，但还不能立刻与其他PVC进行绑定。因为之前PVC写入的数据可能还被留在存储设备上，只有在清除之后该PV才能再次使用。
4.5、资源回收
- 对于PV，管理员可以设定回收策略，用于设置与之绑定的PVC释放资源之后如何处理遗留数据的问题。
- 只有PV的存储空间完成回收，才能供新的PVC绑定和使用。
5、StorageClass详解
- StorageClass作为对存储资源的抽象定义，对用户设置的PVC申请屏蔽后端存储的细节。
- 一方面减少了用户对于存储资源细节的关注。
- 另一方面减轻了管理员手工管理PV的工作，由系统自动完成PV的创建和绑定，实现了动态的资源供应。
- 基于StorageClass的动态资源供应模式将逐步成为云平台的标准存储配置模式。
- StorageClass的定义主要包括名称、后端存储的提供者（provisioner）和后端存储的相关参数配置。StorageClass一旦被创建出来，则将无法修改。如需更改，则只能删除原StorageClass的定义重建。
- 下例定义了一个名为standard的StorageClass，提供者为aws-ebs，其参数设置了一个type，值为gp2：
apiVersion: storage.k8s.io/v1 kind: StorageClass metadata: name: myclaim provisioner: kubernetes.io/aws-ebs #存储资源的提供者，也可以看作后端存储驱动 parameters: #后端存储资源提供者的参数 type: gp2
5.1、StorageClass的关键配置参数
1、提供者（Provisioner）
- 描述存储资源的提供者，也可以看作后端存储驱动。目前Kubernetes支持的Provisioner都以“kubernetes.io/”为开头，用户也可以使用自定义的后端存储提供者。
2、参数（Parameters）
- 后端存储资源提供者的参数设置，不同的Provisioner包括不同的参数设置。某些参数可以不显示设定，Provisioner将使用其默认值。
- 接下来通过几种常见的Provisioner对StorageClass的定义进行详细说明。
(1)AWS EBS存储卷
apiVersion: storage.k8s.io/v1 kind: StorageClass metadata: name: slow provisioner: kubernetes.io/aws-ebs parameters: type: iol zone: us-east-1d iopsPerGB: "10"
- 参数说明如下（详细说明请参考AWS EBS文档）：
- type：可选项为io1，gp2，sc1，st1，默认值为gp2。
- zone：AWS zone的名称。
- iopsPerGB：仅用于io1类型的Volume，意为每秒每GiB的I/O操作数量。
- encrypted：是否加密。
- kmsKeyId：加密时的Amazon Resource Name。
(2)GCE PD存储卷
apiVersion: storage.k8s.io/v1 kind: StorageClass metadata: name: slow provisioner: kubernetes.io/gce-pd parameters: type: pd-standard zone: us-centrall-a
- 参数说明如下（详细说明请参考GCE文档）：
- type：可选项为pd-standard、pd-ssd，默认值为pd-standard。
- zone：GCE zone名称。
(3)GlusterFS存储卷
apiVersion: storage.k8s.io/v1 kind: StorageClass metadata: name: slow provisioner: kubernetes.io/glusterfs parameters: resturl: "http://127.0.0.1:8081" restauthenabled: "true" restuser: "admin" secretNamespace: "default" secretName: "heketi-secret" clusterid: "630372ccdc720a92c681fb928f27b53f" gidMin: "40000" gidMax: "50000" volumetype: "replicate:3"
- 参数说明如下（详细说明请参考GlusterFS和Heketi的文档）：
- resturl：Gluster REST服务（Heketi）的URL地址，用于自动完成GlusterFSvolume的设置。
- restauthenabled：是否对Gluster REST服务启用安全机制。
- restuser：访问Gluster REST 服务的用户名。
- secretNamespace和secretName：保存访问Gluster REST服务密码的Secret资源对象名。
- clusterid：GlusterFS的Cluster ID。
- gidMin和gidMax：StorageClass的GID范围，用于动态资源供应时为PV设置的GID。
- volumetype：设置GlusterFS的内部Volume类型，例如replicate:3（Replicate类型，3份副本）、disperse:4:2（Disperse类型，数据4份，冗余两份）、“none”（Distribute类型）。
(4)OpenStack Cinder存储卷
apiVersion: storage.k8s.io/v1 kind: StorageClass metadata: name: gold provisioner: kubernetes.io/cinder parameters: type: fast availability: nova
- 参数说明如下：
- type：Cinder的VolumeType，默认值为空。
- availability：Availability Zone，默认值为空。
5.2、设置默认的StorageClass
- 要在系统中设置一个默认的StorageClass。
- (1)首先需要启用名为DefaultStorageClass的admission controller，即在kube-apiserver的命令行参数--admission-control中增加：
--admission-control=...,DefaultStorageClass
- (2)然后，在StorageClass的定义中设置一个annotation：
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: gold
annotations:
storageclass.beta.kubernetes.io/is-default-class: "true"
provisioner: kubernetes.io/gce-pd
parameters:
type: pd-ssd
- 通过kubectl create命令创建成功后，查看StorageClass列表，可以看到名为gold的StorageClass被标记为default：
]# kubectl get sc NAME PROVISIONER RECLAIMPOLICY VOLUMEBINDINGMODE ALLOWVOLUMEEXPANSION AGE gold (default) kubernetes.io/gce-pd Delete Immediate false 20s
6、实现存储卷
- 在10.1.1.13上安装nfs，并提供三个共享目录。
]# yum install nfs-utils rpcbind
]# vim /etc/exports
/data1/ 10.1.0.0/16(rw)
/data2/ 10.1.0.0/16(rw)
/data3/ 10.1.0.0/16(rw)
]# mkdir /data{1,2,3}
]# chown nfsnobody.nfsnobody -R /data{1,2,3}
]# systemctl start rpcbind.service
]# systemctl start nfs.service
6.1、静态存储卷
1、创建PV
- 创建三个PV的yaml文件（pv-data.yaml）
- 注意，PV是集群级别的资源，因此不需要名称空间。
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv-data1
labels:
name: pv-data1
spec:
nfs:
path: /data1
server: 10.1.1.13
accessModes: ["ReadWriteOnce", "ReadWriteMany"]
capacity:
storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv-data2
labels:
name: pv-data2
spec:
nfs:
path: /data2
server: 10.1.1.13
accessModes: ["ReadOnlyMany"]
capacity:
storage: 5Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv-data3
labels:
name: pv-data3
spec:
nfs:
path: /data3
server: 10.1.1.13
accessModes: ["ReadWriteMany"]
capacity:
storage: 10Gi
- 创建，并查看PV
//创建PV ]# kubectl apply -f pv-data.yaml //查看PV ]# kubectl get pv NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE pv-data1 1Gi RWO,RWX Retain Available 8s pv-data2 5Gi ROX Retain Available 8s pv-data3 10Gi RWX Retain Available 8s
2、创建PVC
-
创建名称空间
]# kubectl create namespace test
- 创建PVC的yaml文件（pvc1.yaml）
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc1
namespace: test
labels:
name: pvc1
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
resources:
requests:
storage: 3Gi
storageClassName: ""
- 创建PVC，并查看PV和PVC
//创建PVC ]# kubectl apply -f pvc1.yaml //查看PVC ]# kubectl get pvc -A NAMESPACE NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE test pvc1 Bound pv-data3 10Gi RWX 8s //查看PV ]# kubectl get pv NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE pv-data1 1Gi RWO,RWX Retain Available 2m47s pv-data2 5Gi ROX Retain Available 2m47s pv-data3 10Gi RWX Retain Bound test/pvc1 2m47s
3、在pod中使用PVC
- 创建pod的yaml文件（pod-pvc.yaml）
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: busybox-deployment
namespace: test
spec:
selector:
matchLabels:
app: busybox-pod
replicas: 1
template:
metadata:
labels:
app: busybox-pod
spec:
containers:
- name: busybox-container
image: busybox:1.28
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ["/bin/sh", "-c", "while true; do echo $(date) >> /data/log/time.log; sleep 3; done"]
volumeMounts:
- name: log
mountPath: /data/log/
volumes:
- name: log
persistentVolumeClaim: #!
claimName: pvc1 #PVC的名称
4、查看nfs上的time.log文件
]# tailf /data3/time.log Tue Oct 4 21:03:14 UTC 2022 Tue Oct 4 21:03:17 UTC 2022 Tue Oct 4 21:17:11 UTC 2022 ...
6.2、动态存储卷
- 可以动态的创建PV，而不是事先提前创建好PV。
- 使用nfs-subdir-external-provisioner插件实现StorageClass（动态创建PV），它通过现有的NFS服务器作为后端存储服务器。
- PV命名规则如下：${namespace}-${pvcName}-${pvName}
- nfs-subdir-external-provisioner插件是对nfs-client-provisioner的扩展，nfs-client-provisioner已经不提供更新，且nfs-client-provisioner的Github仓库已经迁移到 nfs-subdir-external-provisione的仓库。GitHub地址是：https://github.com/kubernetes-sigs/nfs-subdir-external-provisioner。
6.2.1、创建ServiceAccount
- 创建名称空间
]# kubectl create namespace ns-storageclass
-
创建RBAC资源的yaml文件
- 在github上的位置：nfs-subdir-external-provisioner/deploy/rbac.yaml
- 注意：请提前修改里面的Namespace名称为你要想部署Namespace空间。
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
name: nfs-client-provisioner
# replace with namespace where provisioner is deployed
namespace: ns-storageclass
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: nfs-client-provisioner-runner
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["nodes"]
verbs: ["get", "list", "watch"]
- apiGroups: [""]
resources: ["persistentvolumes"]
verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]
- apiGroups: [""]
resources: ["persistentvolumeclaims"]
verbs: ["get", "list", "watch", "update"]
- apiGroups: ["storage.k8s.io"]
resources: ["storageclasses"]
verbs: ["get", "list", "watch"]
- apiGroups: [""]
resources: ["events"]
verbs: ["create", "update", "patch"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: run-nfs-client-provisioner
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: nfs-client-provisioner
# replace with namespace where provisioner is deployed
namespace: ns-storageclass
roleRef:
kind: ClusterRole
name: nfs-client-provisioner-runner
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: leader-locking-nfs-client-provisioner
# replace with namespace where provisioner is deployed
namespace: ns-storageclass
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["endpoints"]
verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch"]
---
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: leader-locking-nfs-client-provisioner
# replace with namespace where provisioner is deployed
namespace: ns-storageclass
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: nfs-client-provisioner
# replace with namespace where provisioner is deployed
namespace: ns-storageclass
roleRef:
kind: Role
name: leader-locking-nfs-client-provisioner
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
- 创建RBAC
]# kubectl apply -f rbac.yaml
6.2.2、创建nfs-subdir-external-provisioner
- 创建nfs-subdir-external-provisioner的yaml文件
- 在github上的位置：nfs-subdir-external-provisioner/deploy/deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nfs-client-provisioner
labels:
app: nfs-client-provisioner
# replace with namespace where provisioner is deployed
namespace: ns-storageclass
spec:
replicas: 1
strategy:
type: Recreate #设置升级策略为删除再创建(默认为滚动更新)
selector:
matchLabels:
app: nfs-client-provisioner
template:
metadata:
labels:
app: nfs-client-provisioner
spec:
serviceAccountName: nfs-client-provisioner
containers:
- name: nfs-client-provisioner
#image: gcr.io/k8s-staging-sig-storage/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.0
image: dyrnq/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.2
volumeMounts:
- name: nfs-client-root
mountPath: /persistentvolumes
env:
- name: PROVISIONER_NAME #Provisioner的名称，下面的StorageClass的provisioner要和这个保持一致
value: nfs-client
- name: NFS_SERVER #NFS服务器地址
value: 10.1.1.13
- name: NFS_PATH #NFS服务器共享出来的目录
value: /data1/
volumes:
- name: nfs-client-root
nfs:
server: 10.1.1.13 #NFS服务器地址
path: /data1/ #NFS服务器共享出来的目录
- 创建，并查看
//创建 ]# kubectl apply -f deployment.yaml //查看 ]# kubectl get pods -n ns-storageclass NAME READY STATUS RESTARTS AGE nfs-client-provisioner-678bbdf997-z8htb 1/1 Running 0 54s
6.2.3、创建NFS SotageClass
- 创建NFS SotageClass的yaml文件
- 在github上的位置：nfs-subdir-external-provisioner/deploy/class.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: nfs-client
annotations:
storageclass.kubernetes.io/is-default-class: "false" #是否设置为默认的storageclass
provisioner: nfs-client #动态卷分配者名称，必须和上面创建的PROVISIONER_NAME变量保存一致
parameters:
archiveOnDelete: "true" #删除pv的时候，是否备份数据。"false"不保留数据，"true"保留数据
mountOptions:
- hard #指定为硬挂载方式
- nfsvers=4 #指定NFS版本，这个需要根据NFS Server版本号设置
- 创建，并查看
//创建 ]# kubectl apply -f class.yaml //查看 ]# kubectl get StorageClass NAME PROVISIONER RECLAIMPOLICY VOLUMEBINDINGMODE ALLOWVOLUMEEXPANSION AGE nfs-client nfs-client Delete Immediate false 36s
6.2.4、创建PVC
- 创建名称空间
]# kubectl create namespace test
- 创建PVC的yaml文件
- 在github上的位置：nfs-subdir-external-provisioner/deploy/test-claim.yaml
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
name: test-claim
namespace: test
spec:
storageClassName: nfs-client ## 需要与上面创建的StorageClass的名称一致
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 500Mi
- 创建，并查看
//创建 ]# kubectl apply -f test-claim.yaml //查看pvc ]# kubectl get pvc -A NAMESPACE NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE test test-claim Bound pvc-1b4d3ca2-30fb-4391-8401-bb2a87e86885 500Mi RWO nfs-client 12s //查看pv ]# kubectl get pv NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE pvc-1b4d3ca2-30fb-4391-8401-bb2a87e86885 500Mi RWO Delete Bound default/test-claim nfs-client 15s
6.2.5、在pod中使用PVC
- 创建pod的yaml文件（test-pod.yaml）
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: busybox-deployment
namespace: test
spec:
selector:
matchLabels:
app: busybox-pod
replicas: 1
template:
metadata:
labels:
app: busybox-pod
spec:
containers:
- name: busybox-container
image: busybox:1.28
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ["/bin/sh", "-c", "while true; do echo $(date) >> /data/log/time.log; sleep 3; done"]
volumeMounts:
- name: log
mountPath: /data/log/
volumes:
- name: log
persistentVolumeClaim: #!
claimName: test-claim #PVC的名称
- 创建，并查看
//创建 ]# kubectl apply -f test-pod.yaml //查看 ]# kubectl get pods -n test NAME READY STATUS RESTARTS AGE busybox-deployment-78cc67f5bb-bqkhn 1/1 Running 0 24s
- 查看存储服务器
]# tailf /data1/test-test-claim-pvc-3836b222-694d-4429-967c-e0bc3406cdf7/time.log Fri Oct 8 01:49:35 UTC 2022 Fri Oct 8 01:49:38 UTC 2022 Fri Oct 8 01:49:41 UTC 2022 ...
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浙公网安备 33010602011771号