怎么進行Kubernetes靜態持久卷的探索學習

今天就跟大家聊聊有關怎么進行Kubernetes靜態持久卷的探索學習，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結了以下內容，希望大家根據這篇文章可以有所收獲。

1 名詞概念

Volume

Volume是Pod的掛載接口，生命周期同Pod，可以在Pod內的各個Container之間進行共享，主要用于存儲Pod生命周期內的臨時數據，當然，也可以掛在在Host主機或者其他后端存儲介質上實現永久存儲，根據選用的Volume Type可以實現不同的存儲需求，下邊是Volume支持的類型：

• emptyDir

• hostPath

• gcePersistentDisk

• awsElasticBlockStore

• nfs

• iscsi

• flocker

• glusterfs

• rbd

• cephfs

• gitRepo

• secret

• persistentVolumeClaim

• downwardAPI

• azureFileVolume

• azureDisk

• vsphereVolume

• Quobyte

此處不作一一介紹，可以參考文檔：Volume Docs。

PersistentVolume（PV）

假如有一個獨立的存儲后端，底層實現可以是NFS、GlusterFS、Cinder、HostPath等等，可以使用PV從中劃撥一部分資源用于kubernetes的存儲需求，其生命周期不依賴于Pod，是一個獨立存在的虛擬存儲空間，但是不能直接被Pod的Volume掛載，此時需要用到PVC。

PV支持的后端存儲插件：

• GCEPersistentDisk

• AWSElasticBlockStore

• AzureFile

• AzureDisk

• FC (Fibre Channel)

• NFS

• iSCSI

• RBD (Ceph Block Device)

• CephFS

• Cinder (OpenStack block storage)

• Glusterfs

• VsphereVolume

• HostPath (single node testing only – local storage is not supported in any way and WILL NOT WORK in a multi-node cluster)

PersistentVolumeClaim（PVC）

Pod使用PV資源是通過PVC來實現的，PVC可以理解為資源使用請求，一個Pod需要先明確使用的資源大小、訪問方式，創建PVC申請提交到kubernetes中的PersistentVolume Controller，由其調度合適的PV來與PVC綁定，然后Pod中的Volume就可以通過PVC來使用PV的資源。

StorageClasse

用于定義動態PV資源調度，相比起靜態PV資源來說，動態PV不需要預先創建PV，而是通過PersistentVolume Controller動態調度，根據PVC的資源請求，尋找StorageClasse定義的符合要求的底層存儲來分配資源。

2 創建PersistentVolume

定義PersistentVolume，這里使用hostPath作為存儲底層。

kind: PersistentVolume
apiVersion: v1
metadata:
name: pv001
labels:
release: stable
spec:
capacity:
storage: 5Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
hostPath:
path: /tmp/data

也可以使用NFS或者其他插件作為存儲底層，需要提前準備好NFS Server：

Yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv002
labels:
release: stable
spec:
capacity:
  storage: 5Gi
accessModes:
  - ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
nfs:
  path: /tmp/data
  server: 172.17.0.2

capacity

用于定義PV的存儲容量，當前只支持定義大小，未來會實現其他能力如：IOPS、吞吐量。

accessModes

用于定義資源的訪問方式，受限于存儲底層的支持，訪問方式包括以下幾種：

• ReadWriteOnce – 被單個節點mount為讀寫rw模式

• ReadOnlyMany – 被多個節點mount為只讀ro模式

• ReadWriteMany – 被多個節點mount為讀寫rw模式

下邊途中列舉了k8s支持的存儲插件的訪問方式：

persistentVolumeReclaimPolicy

用于定義資源的回收方式，也首先與存儲底層的支持，現有的回收策略：

• Retain – 手動回收

• Recycle – 刪除數據 (“rm -rf /thevolume/*”)

• Delete – 通過存儲后端刪除卷，后端存儲例如AWS EBS, GCE PD或Cinder等。

目前只有NFS和HostPath支持Recycle策略，AWS EBS、GCE PD、Azure Disk、Cinder支持Delete策略。

注意：Recycle策略會通過運行一個busybox容器來執行數據刪除命令，默認定義的busybox鏡像是：  gcr.io/google_containers/busybox:latest，并且  imagePullPolicy: Always，如果需要調整配置，需要增加kube-controller-manager 啟動參數：  --pv-recycler-pod-template-filepath-hostpath=/etc/kubernetes/manifests/recycler.yml

Yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pv-recycler-
namespace: default
spec:
restartPolicy: Never
volumes:
- name: vol
hostPath:
  path: [Path of Persistent Volume hosted]
containers:
- name: pv-recycler
image: "gcr.io/google_containers/busybox"
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ["/bin/sh", "-c", "test -e /scrub && rm -rf /scrub/..?* /scrub/.[!.]* /scrub/*  && test -z \"$(ls -A /scrub)\" || exit 1"]
volumeMounts:
- name: vol
  mountPath: /scrub

3 創建PersistentVolumeClaim

定義PersistentVolumeClaim。

Yaml
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
name: myclaim-1
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
  storage: 5Gi
selector:
matchLabels:
  release: stable

accessModes

與PersistentVolume的訪問方式一致，PersistentVolume Controller調度訪問方式一致PV資源與PVC綁定。

resources

用于定義申請使用的存儲資源大小，適用于kubernetes的resource模型，具體信息可以查看Resource Model docs。

selector

定義PVC申請過濾PV卷集，搭配label定義使用，同kubernetes中其他的selector概念一致，用法上稍有不同，增加了匹配選項：

• matchLabels – 匹配標簽，卷標簽必須匹配某個值

• matchExpressions – 匹配表達式，由鍵值對，操作符構成，操作符包括 In，NotIn，Exists，和 DoesNotExist。

此外還有volume.beta.kubernetes.io/storage-class定義，具有相同定義的PV和PVC才會綁定，具體用法可以查看PersistentVolume docs。

4 掛載Volume到Pod

PV和PVC創建并綁定之后，類似這樣：

Bash
NAME       CAPACITY   ACCESSMODES   RECLAIMPOLICY   STATUS    CLAIM               REASON    AGE
pv/pv001   5Gi        RWO           Recycle         Bound     default/myclaim-1             11m

NAME            STATUS    VOLUME    CAPACITY   ACCESSMODES   AGE
pvc/myclaim-1   Bound     pv001     5Gi        RWO           3s

PersistentVolume有四種狀態：

• Available – 可用狀態

• Bound – 綁定到PVC

• Released – PVC被刪掉，但是尚未回收

• Failed – 自動回收失敗

掛載創建好的PVC：myclaim-1到Pod上：

Bash
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
name: mypod
spec:
containers:
- name: myfrontend
  image: dockerfile/nginx
  volumeMounts:
  - mountPath: "/var/www/html"
    name: mypd
volumes:
- name: mypd
  persistentVolumeClaim:
    claimName: myclaim-1

掛載成功后，Pod所在的Host上會自動創建/tmp/data用于存儲數據，HostPath Volume便于測試調試，但是只適用于單節點環境，多節點環境中如果Pod漂移或者重建后不在原先節點，則無法訪問原來的數據。

看完上述內容，你們對怎么進行Kubernetes靜態持久卷的探索學習有進一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關內容，請關注億速云行業資訊頻道，感謝大家的支持。