pv,pvc
- 一、emptyDir存储卷
- 1.概述
- 2.示例
 
- 二、hostPath存储卷
- 1.概述
 
- 三、nfs共享存储卷
- 1.在stor01节点上安装nfs,并配置nfs服务
- 2.master节点操作
- 3.在nfs服务器上创建index.html
- 4.master节点操作
 
- 四、PVC 和 PV
- 1.概述
- 2.PV和PVC之间的相互作用遵循的生命周期
- 3.一个PV从创建到销毁的具体流程
- 4.NFS使用PV和PVC
 
- 五、搭建 StorageClass + NFS,实现 NFS 的动态 PV 创建
- 1.概述
- 2.在stor01节点上安装nfs,并配置nfs服务
- 3.创建 Service Account,用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限,设置 nfs-client 对 PV,PVC,StorageClass 等的规则
- 4.使用 Deployment 来创建 NFS Provisioner
- 5.创建 NFS Provisioner
- 6.创建 StorageClass,负责建立 PVC 并调用 NFS provisioner 进行预定的工作,并让 PV 与 PVC 建立关联
- 7.创建 PVC 和 Pod 测试
 
- 六、总结
- 1.动态资源
 
 
一、emptyDir存储卷
1.概述
当Pod被分配给节点时,首先创建emptyDir卷,并且只要该Pod在该节点上运行,该卷就会存在。正如卷的名字所述,它最初是空的。Pod 中的容器可以读取和写入emptyDir卷中的相同文件,尽管该卷可以挂载到每个容器中的相同或不同路径上。当出于任何原因从节点中删除 Pod 时,emptyDir中的数据将被永久删除。
2.示例
mkdir /opt/volumes
cd /opt/volumesvim pod-emptydir.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-emptydirnamespace: defaultlabels:app: myapptier: frontend
spec:containers:- name: myappimage: ikubernetes/myapp:v1imagePullPolicy: IfNotPresentports:- name: httpcontainerPort: 80#定义容器挂载内容volumeMounts:#使用的存储卷名称,如果跟下面volume字段name值相同,则表示使用volume的这个存储卷- name: html#挂载至容器中哪个目录mountPath: /usr/share/nginx/html/- name: busyboximage: busybox:latestimagePullPolicy: IfNotPresentvolumeMounts:- name: html#在容器内定义挂载存储名称和挂载路径mountPath: /data/command: ['/bin/sh','-c','while true;do echo $(date) >> /data/index.html;sleep 2;done']#定义存储卷volumes:#定义存储卷名称  - name: html#定义存储卷类型emptyDir: {}kubectl apply -f pod-emptydir.yamlkubectl get pods -o wide
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-emptydir   2/2     Running   0          36s   10.244.2.18   node02   <none>           <none>
(1)在上面定义了2个容器,其中一个容器是输入日期到index.html中,然后验证访问nginx的html是否可以获取日期。以验证两个容器之间挂载的emptyDir实现共享。
curl 10.244.2.18

二、hostPath存储卷
1.概述
hostPath卷将 node 节点的文件系统中的文件或目录挂载到集群中。
 hostPath可以实现持久存储,但是在node节点故障时,也会导致数据的丢失。
(1)在 node01 节点上创建挂载目录
mkdir -p /data/pod/volume1
echo 'node01.exo.com' > /data/pod/volume1/index.html
(2)在 node02 节点上创建挂载目录
mkdir -p /data/pod/volume1
echo 'node02.exo.com' > /data/pod/volume1/index.html
(3)创建 Pod 资源
vim pod-hostpath.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-hostpathnamespace: default
spec:containers:- name: myappimage: ikubernetes/myapp:v1#定义容器挂载内容volumeMounts:#使用的存储卷名称,如果跟下面volume字段name值相同,则表示使用volume的这个存储卷- name: html#挂载至容器中哪个目录mountPath: /usr/share/nginx/html#读写挂载方式,默认为读写模式falsereadOnly: false#volumes字段定义了paues容器关联的宿主机或分布式文件系统存储卷volumes:#存储卷名称- name: html#路径,为宿主机存储路径hostPath:#在宿主机上目录的路径path: /data/pod/volume1#定义类型,这表示如果宿主机没有此目录则会自动创建type: DirectoryOrCreatekubectl apply -f pod-hostpath.yaml
(4)访问测试
kubectl get pods -o wide
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-hostpath   2/2     Running   0          37s   10.244.2.19   node02   <none>           <none>curl 10.244.2.19
node02.exo.com

(5)删除pod,再重建,验证是否依旧可以访问原来的内容
kubectl delete -f pod-hostpath.yaml  
kubectl apply -f pod-hostpath.yaml kubectl get pods -o wide
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-hostpath   2/2     Running   0          36s   10.244.2.20   node02   <none>           <none>curl  10.244.2.20 
node02.exo.com

三、nfs共享存储卷
1.在stor01节点上安装nfs,并配置nfs服务
rpm -q nfs-utils rpcbind
yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /data/volumes -p
chmod 777 /data/volumes
vim /etc/hosts #做主机映射(所有节点)
192.168.174.16 stor01vim /etc/exports
/data/volumes 192.168.174.0/24(rw,no_root_squash)systemctl start rpcbind
systemctl start nfsshowmount -e
Export list for stor01:
/data/volumes 192.168.174.0/24
2.master节点操作
vim pod-nfs-vol.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-vol-nfsnamespace: default
spec:containers:- name: myappimage: ikubernetes/myapp:v1volumeMounts:- name: htmlmountPath: /usr/share/nginx/htmlvolumes:- name: htmlnfs:path: /data/volumesserver: stor01kubectl apply -f pod-nfs-vol.yamlkubectl get pods -o wide
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
pod-vol-nfs              1/1       Running   0          21s       10.244.2.15   node02

3.在nfs服务器上创建index.html
cd /data/volumes
vim index.html
<h1> nfs stor01</h1>
4.master节点操作
curl 10.244.2.15
<h1> nfs stor01</h1>kubectl delete -f pod-nfs-vol.yaml   #删除nfs相关pod,再重新创建,可以得到数据的持久化存储kubectl apply -f pod-nfs-vol.yamlnas gfs  ceph san
四、PVC 和 PV
1.概述
(1)PV 全称叫做 Persistent Volume,持久化存储卷。它是用来描述或者说用来定义一个存储卷的,这个通常都是由运维工程师来定义。
(2)PVC 的全称是 Persistent Volume Claim,是持久化存储的请求。它是用来描述希望使用什么样的或者说是满足什么条件的 PV 存储。
(3)PVC 的使用逻辑:在 Pod 中定义一个存储卷(该存储卷类型为 PVC),定义的时候直接指定大小,PVC 必须与对应的 PV 建立关系,PVC 会根据配置的定义去 PV 申请,而 PV 是由存储空间创建出来的。PV 和 PVC 是 Kubernetes 抽象出来的一种存储资源。
2.PV和PVC之间的相互作用遵循的生命周期
Provisioning(配置)—> Binding(绑定)—> Using(使用)—> Releasing(释放) —> Recycling(回收)
(1)Provisioning,即 PV 的创建,可以直接创建 PV(静态方式),也可以使用 StorageClass 动态创建
 (2)Binding,将 PV 分配给 PVC
 (3)Using,Pod 通过 PVC 使用该 Volume,并可以通过准入控制StorageProtection(1.9及以前版本为PVCProtection) 阻止删除正在使用的 PVC
 (4)Releasing,Pod 释放 Volume 并删除 PVC
 (5)Reclaiming,回收 PV,可以保留 PV 以便下次使用,也可以直接从云存储中删除
根据这 5 个阶段,PV 的状态有以下 4 种:
- Available(可用):表示可用状态,还未被任何 PVC 绑定
- Bound(已绑定):表示 PV 已经绑定到 PVC
- Released(已释放):表示 PVC 被删掉,但是资源尚未被集群回收
- Failed(失败):表示该 PV 的自动回收失败
3.一个PV从创建到销毁的具体流程
(1)一个PV创建完后状态会变成Available,等待被PVC绑定。
 (2)一旦被PVC邦定,PV的状态会变成Bound,就可以被定义了相应PVC的Pod使用。
 (3)Pod使用完后会释放PV,PV的状态变成Released。
 (4)变成Released的PV会根据定义的回收策略做相应的回收工作。有三种回收策略,Retain、Delete和Recycle。Retain就是保留现场,K8S集群什么也不做,等待用户手动去处理PV里的数据,处理完后,再手动删除PV。Delete策略,K8S会自动删除该PV及里面的数据。Recycle方式,K8S会将PV里的数据删除,然后把PV的状态变成Available,又可以被新的PVC绑定使用。
4.NFS使用PV和PVC
(1)配置nfs存储
mkdir v{1,2,3,4,5}vim /etc/exports
/data/volumes/v1 192.168.174.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v2 192.168.174.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v3 192.168.174.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v4 192.168.174.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v5 192.168.174.0/24(rw,no_root_squash)exportfs -arvshowmount -e

官方文档:https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/configure-persistent-volume-storage/#create-a-persistentvolume
(2)定义PV,这里定义5个PV,并且定义挂载的路径以及访问模式,还有PV划分的大小。
vim pv-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv001labels:name: pv001
spec:nfs:path: /data/volumes/v1server: stor01                                                                                                                                                                                                                   accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]capacity:storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv002labels:name: pv002
spec:nfs:path: /data/volumes/v2server: stor01accessModes: ["ReadWriteOnce"]capacity:storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv003labels:name: pv003
spec:nfs:path: /data/volumes/v3server: stor01accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]capacity:storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv004labels:name: pv004
spec:nfs:path: /data/volumes/v4server: stor01accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]capacity:storage: 4Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv005labels:name: pv005
spec:nfs:path: /data/volumes/v5server: stor01accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]capacity:storage: 5Gikubectl apply -f pv-demo.yamlkubectl get pv

(3)定义PVC,这里定义了pvc的访问模式为多路读写,该访问模式必须在前面pv定义的访问模式之中。定义PVC申请的大小为2Gi,此时PVC会自动去匹配多路读写且大小为2Gi的PV,匹配成功获取PVC的状态即为Bound
vim pod-vol-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: mypvcnamespace: default
spec:accessModes: ["ReadWriteMany"]resources:requests:storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-vol-pvcnamespace: default
spec:containers:- name: myappimage: ikubernetes/myapp:v1volumeMounts:- name: htmlmountPath: /usr/share/nginx/htmlvolumes:- name: htmlpersistentVolumeClaim:claimName: mypvckubectl apply -f pod-vol-pvc.yamlkubectl get pv

(4)测试访问,在存储服务器上创建index.html,并写入数据,通过访问Pod进行查看,可以获取到相应的页面。
cd /data/volumes/v3/
echo "bkpp is real" > index.htmlkubectl get pods -o wide
pod-vol-pvc             1/1       Running   0          3m        10.244.1.10   k8s-node01curl  10.244.1.10
bkpp is real

五、搭建 StorageClass + NFS,实现 NFS 的动态 PV 创建
1.概述
Kubernetes 本身支持的动态 PV 创建不包括 NFS,所以需要使用外部存储卷插件分配PV。
详见:https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/storage/storage-classes/
卷插件称为 Provisioner(存储分配器),NFS 使用的是 nfs-client,这个外部卷插件会使用已经配置好的 NFS 服务器自动创建 PV。
 Provisioner:用于指定 Volume 插件的类型,包括内置插件(如 kubernetes.io/aws-ebs)和外部插件(如 external-storage 提供的 ceph.com/cephfs)。
2.在stor01节点上安装nfs,并配置nfs服务
mkdir /opt/k8s
chmod 777 /opt/k8s/vim /etc/exports
/opt/k8s 192.168.174.0/24(rw,no_root_squash,sync)systemctl restart nfs
3.创建 Service Account,用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限,设置 nfs-client 对 PV,PVC,StorageClass 等的规则
vim nfs-client-rbac.yaml
#创建 Service Account 账户,用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:name: nfs-client-provisioner
---
#创建集群角色
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:name: nfs-client-provisioner-clusterrole
rules:- 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: ["list", "watch", "create", "update", "patch"]- apiGroups: [""]resources: ["endpoints"]verbs: ["create", "delete", "get", "list", "watch", "patch", "update"]
---
#集群角色绑定
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:name: nfs-client-provisioner-clusterrolebinding
subjects:
- kind: ServiceAccountname: nfs-client-provisionernamespace: default
roleRef:kind: ClusterRolename: nfs-client-provisioner-clusterroleapiGroup: rbac.authorization.k8s.iokubectl apply -f nfs-client-rbac.yaml

4.使用 Deployment 来创建 NFS Provisioner
(1)NFS Provisione(即 nfs-client),有两个功能:一个是在 NFS 共享目录下创建挂载点(volume),另一个则是将 PV 与 NFS 的挂载点建立关联。
(2)由于 1.20 版本启用了 selfLink,所以 k8s 1.20+ 版本通过 nfs provisioner 动态生成pv会报错,解决方法如下
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
spec:containers:- command:- kube-apiserver- --feature-gates=RemoveSelfLink=false       #添加这一行- --advertise-address=192.168.174.15
......kubectl apply -f /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
kubectl delete pods kube-apiserver -n kube-system 
kubectl get pods -n kube-system | grep apiserver

5.创建 NFS Provisioner
vim nfs-client-provisioner.yaml
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:name: nfs-client-provisioner
spec:replicas: 1selector:matchLabels:app: nfs-client-provisionerstrategy:type: Recreatetemplate:metadata:labels:app: nfs-client-provisionerspec:serviceAccountName: nfs-client-provisioner   	  #指定Service Account账户containers:- name: nfs-client-provisionerimage: quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner:latestimagePullPolicy: IfNotPresentvolumeMounts:- name: nfs-client-rootmountPath: /persistentvolumesenv:- name: PROVISIONER_NAMEvalue: nfs-storage       #配置provisioner的Name,确保该名称与StorageClass资源中的provisioner名称保持一致- name: NFS_SERVERvalue: stor01           #配置绑定的nfs服务器- name: NFS_PATHvalue: /opt/k8s          #配置绑定的nfs服务器目录volumes:              #申明nfs数据卷- name: nfs-client-rootnfs:server: stor01path: /opt/k8skubectl apply -f nfs-client-provisioner.yaml kubectl get pod
NAME                                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nfs-client-provisioner-5d7df8dcc8-zxd4h  1/1     Running   0          14s
6.创建 StorageClass,负责建立 PVC 并调用 NFS provisioner 进行预定的工作,并让 PV 与 PVC 建立关联
vim nfs-client-storageclass.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:name: nfs-client-storageclass
provisioner: nfs-storage     #这里的名称要和provisioner配置文件中的环境变量PROVISIONER_NAME保持一致
parameters:archiveOnDelete: "false"   #false表示在删除PVC时不会对数据进行存档,即删除数据kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yamlkubectl get storageclass
NAME                      PROVISIONER   RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
nfs-client-storageclass   nfs-storage   Delete          Immediate           false                  43s

7.创建 PVC 和 Pod 测试
vim test-pvc-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: test-nfs-pvc
spec:accessModes:- ReadWriteManystorageClassName: nfs-client-storageclass    #关联StorageClass对象resources:requests:storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: test-storageclass-pod
spec:containers:- name: busyboximage: busybox:latestimagePullPolicy: IfNotPresentcommand:- "/bin/sh"- "-c"args:- "sleep 3600"volumeMounts:- name: nfs-pvcmountPath: /mntrestartPolicy: Nevervolumes:- name: nfs-pvcpersistentVolumeClaim:claimName: test-nfs-pvc kubectl apply -f test-pvc-pod.yaml
(1)PVC 通过 StorageClass 自动申请到空间
kubectl get pvc
NAME            STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS              AGE
test-nfs-pvc   Bound   pvc-89c82b90-d486-4e2b-99a4-17efd3c96ba3  1Gi        RWX            nfs-client-storageclass   2s

(2)查看 NFS 服务器上是否生成对应的目录,自动创建的 PV 会以 n a m e s p a c e − {namespace}- namespace−{pvcName}-${pvName} 的目录格式放到 NFS 服务器上
ls /opt/k8s/

(3)进入 Pod 在挂载目录 /mnt 下写一个文件,然后查看 NFS 服务器上是否存在该文件
kubectl exec -it test-storageclass-pod sh
/ # cd /mnt/
/mnt # echo 'I like kokopop' > test.txt
(4)发现 NFS 服务器上存在,说明验证成功
cat /opt/k8s/test.txt

六、总结
1.动态资源
(1)概念自动动态创建PV,不同设备支持的插件不一样,以NFS为例
(2)storage Class:动态创建PV的过程
 storage Class+nfs-client-provisioner
- 准备NFS共享服务器和共享目录
- 创建sa服务账户,进行rbac资源的操作权限和授权
- 创建nfs-client-provisioner存储卷插件(以pod的方式运行的),在配置中关联sa服务账户,使得存储卷插件获得相关的操作权限
- 创建storageClass资源,配置中要关联存储的插件名称配置
 ————以上过程是必须创建的,以后只需要创建PVC就可以动态的生成相关的PV资源(只要空间足够可以无限创建)
- 创建PVC资源,配置中关联StorageClass资源的名称,此时会在NFS服务器上生成相关PV的共享目录,目录名包含(namespace_name) (PVC_name) (PV_name)格式命名
- 创建pod资源存储卷类型设置成PVC名称,在容器配置中配置存储挂载