在K8S中，共享存储的作用?

在 Kubernetes (K8S) 中，共享存储的核心作用是允许多个 Pod（通常运行在不同的节点上）同时访问（读取和写入）同一个持久化存储卷（Persistent Volume, PV）上的数据。 它解决了分布式环境中数据共享和一致性的关键需求。

以下是共享存储的主要作用和重要性：

1. 支持有状态应用的数据共享：

   • 场景： 许多有状态应用需要多个实例共享同一份数据。
   • 例子：
     • 数据库集群： MySQL Galera Cluster, PostgreSQL 流复制集群等。主节点和副本节点需要访问相同的数据库文件或事务日志目录才能保持数据同步。
     • 内容管理系统： WordPress 或 Drupal 的多个前端 Pod 需要访问相同的上传文件目录（wp-content/uploads）。
     • 共享配置文件/模板： 多个 Pod 实例需要读取相同的配置文件、模板或资源包。
     • AI/ML 训练数据： 多个训练任务 Pod 需要访问相同的大型数据集。
   • 作用： 共享存储确保所有 Pod 看到的都是同一份最新的数据，是应用正常运行和数据一致性的基础。

2. 实现工作负载的高可用性和可伸缩性：

   • 场景： 当 Pod 因故障、滚动更新或水平伸缩而迁移或重建时，新启动的 Pod 需要能立即访问到之前 Pod 使用的数据。
   • 例子： 一个运行在多个 Pod 上的 Web 应用，用户上传的文件存储在共享存储中。当某个 Pod 宕机或需要更新时，调度到新节点上的 Pod 能无缝访问到用户之前上传的所有文件。
   • 作用： 存储与 Pod 的生命周期解耦。Pod 可以自由地在集群中任何节点上创建和销毁，而数据始终安全地存在于共享存储中，确保服务不中断。

3. 简化日志聚合和分析：

   • 场景： 需要将分散在多个 Pod 上的日志集中收集到一个地方进行处理。
   • 例子： 所有应用 Pod 将日志文件写入同一个共享存储卷。一个专门的日志收集 Pod（如 Fluentd, Filebeat）挂载同一个卷，读取所有日志文件并发送到 ELK Stack 或 Loki 等中央日志系统。
   • 作用： 提供了一种简单可靠的方式让多个 Pod 输出日志到同一个位置，方便集中采集和分析。

4. 协作处理大型数据集：

   • 场景： 需要多个 Pod 并行处理同一个大型数据集的不同部分。
   • 例子： 批处理作业、数据分析任务（如 Spark 作业）或媒体转码任务，多个工作 Pod 同时从共享存储读取输入数据，并将结果写回共享存储。
   • 作用： 避免了在 Pod 之间复制大量数据的开销，提高了处理效率。

5. 构建 CI/CD 流水线：

   • 场景： 持续集成/持续部署流水线中的不同步骤（构建、测试、打包）可能需要访问相同的源代码、构建产物或依赖库。
   • 例子： Jenkins 的多个构建代理 Pod 挂载同一个共享存储卷，用于检出代码、存放构建产物和依赖缓存。
   • 作用： 确保流水线各阶段共享工作成果，加速构建过程。

技术实现关键点：

• PersistentVolume (PV) 和 PersistentVolumeClaim (PVC)： Kubernetes 管理存储的基础抽象。PVC 是用户（Pod）对存储的请求，PV 是集群中实际的存储资源。共享存储通过 PV 的 accessModes 来指定。
• accessModes - ReadWriteMany (RWX)： 这是共享存储的关键标识。一个被声明为 ReadWriteMany 的 PV/PVC 可以被多个节点上的多个 Pod 同时以读写模式挂载。这是与 ReadWriteOnce (RWO)（只能被单个节点上的 Pod 读写挂载）和 ReadOnlyMany (ROX)（可以被多个节点上的 Pod 只读挂载）的本质区别。
• 存储后端： 并非所有存储系统都支持 RWX。常见的支持共享存储的后端包括：
  • 网络文件系统： NFS（最常见的选择）、GlusterFS、CephFS。
  • 云提供商的文件存储服务： AWS EFS、Azure Files、GCP Filestore。
  • 分布式对象存储（通常通过 CSI/FUSE 以文件系统形式挂载）： Ceph RGW (via s3fs-fuse), MinIO 等（性能可能不如专用文件系统）。
  • 一些支持 RWX 的块存储解决方案： 通常通过特定的 CSI 驱动实现（如某些云厂商的解决方案或 Portworx）。

总结:

Kubernetes 中的共享存储 (ReadWriteMany) 是运行需要多个实例协作访问同一份持久化数据的分布式有状态应用的基石。它通过将存储与计算（Pod/节点）解耦，实现了：

• 数据持久化和一致性： 数据在 Pod 生命周期之外安全存在，并被所有实例共享。
• 真正的高可用性和弹性伸缩： Pod 可以在集群内自由迁移或扩展，无中断地访问所需数据。
• 简化数据共享架构： 避免了在应用层或通过复杂复制机制实现数据共享的麻烦。

选择正确的支持 RWX 的存储后端，并正确配置 PV/PVC 的访问模式，是利用好 Kubernetes 共享存储功能的关键。