八、存储卷使用

运维实习生 2021-12-03

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1、emptyDir

EmptyDir是最基础的Volume类型，一个EmptyDir就是Host上的一个空目录。

EmptyDir是在Pod被分配到Node时创建的，它的初始内容为空，并且无须指定宿主机上对应的目录文件，因为kubernetes会自动分配一个目录，当Pod销毁时， EmptyDir中的数据也会被永久删除。

yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
 name: pod-emptydir
 namespace: default
spec:
 containers:
  -name: web
   image: nginx:1.14
   volumeMounts:
    -name: web-volume
     mountPath: /usr/share/nginx/html
     readOnly: true
  -name: busybox
   image: busybox
   imagePullPolicy: IfNotPresent
   command:
    -"/bin/sh"
   args:
    -"-c"
    -"while true;do echo $(date) >> /data/index.html;sleep 1;done"
   volumeMounts:
    -name: web-volume
     mountPath: /data
 volumes:
  -name: web-volume
   emptyDir:
     medium: Memory
     sizeLimit: 10Mi

验证

[root@master volume] kubectl get popod-emptydir -o wide
NAME           READY   STATUS   RESTARTS   AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-emptydir   2/2    Running   0          29s  10.244.1.132   node2   <none>           <none>
[root@master volume] curl 10.244.1.132
Thu Dec 2 14:01:16 UTC 2021
Thu Dec 2 14:01:17 UTC 2021
Thu Dec 2 14:01:18 UTC 2021
......

2、hostPath

HostPath就是将Node主机中一个实际目录挂在到Pod中，以供容器使用，这样的设计就可以保证Pod销毁了，但是数据依据可以存在于Node主机上。

yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
 name: pod-hostpath
 namespace: default
spec:
 containers:
  -name: web
   image: nginx:1.14
   volumeMounts:
    -name: web-hostpath
     mountPath: /usr/share/nginx/html
     readOnly: true
 volumes:
  -name: web-hostpath
   hostPath:
     path: /data/web
     type: DirectoryOrCreate

验证

[root@master volume] kubectl get popod-hostpath -o wide
NAME           READY   STATUS   RESTARTS   AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-hostpath   1/1    Running   0          58s  10.244.1.134   node2   <none>           <none>
[root@node2 ~] echo myWeb_hostPath >/data/web/index.html
[root@master volume] curl 10.244.1.134
myWeb_hostPath

>关于type字段的说明：

> DirectoryOrCreate目录存在就使用，不存在就先创建后使用

> Directory 目录必须存在

> FileOrCreate 文件存在就使用，不存在就先创建后使用

> File 文件必须存在

> Socket unix套接字必须存在

> CharDevice 字符设备必须存在

> BlockDevice 块设备必须存在

3、第三方存储卷配置

emptyDir和hostPath的数据并不能真正意义上保存，如果真正意义上保存还需要使用第三方存储。k8s支持的第三方后端存储有awsElasticBlockStore、azureDisk、cephfs、glusterfs、cinder、fc、iscsi、nfs、rbd、scaleIO等

具体支持的第三方设备及其配置参数可查看官方文档https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/volumes/

>以nfs为例

[root@master volume] vim /etc/exports
/data/volume1192.168.1.0/24(rw,root_squash,sync)

yaml
kind: Pod
metadata:
 name: pod-nfs
 namespace: default
spec:
 containers:
  -name: web
   image: nginx:1.14
   volumeMounts:
    -name: web-nfs
     mountPath: /usr/share/nginx/html
     readOnly: true
 volumes:
  -name: web-nfs
   nfs:
     path: /data/volume1
     server: 192.168.1.51

验证

[root@master volume] kubectl get po pod-nfs-o wide
NAME     READY   STATUS    RESTARTS  AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-nfs  1/1     Running   0         18s   10.244.2.124   node1  <none>          <none>
[root@master volume] echo test-nfs-volume> /data/volume1/index.html
[root@master volume] curl 10.244.2.124
test-nfs-volume

4、PV，PVC

　管理存储是管理计算的一个明显问题。该PersistentVolume子系统为用户和管理员提供了一个API，用于抽象如何根据消费方式提供存储的详细信息。为此，我们引入了两个新的API资源：PersistentVolume和PersistentVolumeClaim

PersistentVolume（PV）是集群中由管理员配置的一段网络存储。它是集群中的资源，就像节点是集群资源一样。 PV是容量插件，如Volumes，但其生命周期独立于使用PV的任何单个pod。此API对象捕获存储实现的详细信息，包括NFS，iSCSI或特定于云提供程序的存储系统。

PersistentVolumeClaim（PVC）是由用户进行存储的请求。它类似于pod。 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，可以一次读/写或多次只读）。

4.1PV创建

[root@master volume] vim /etc/exports
/data/volume1192.168.1.0/24(rw,root_squash,sync)
/data/volume2192.168.1.0/24(rw,root_squash,sync)
/data/volume3192.168.1.0/24(rw,root_squash,sync)

>以nfs为例

yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
 name: test-pv-volume1
spec:
 capacity:
   storage: 10Gi
 accessModes:
  -ReadWriteOnce
 nfs:
   path: /data/volume1
   server: 192.168.1.51
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
 name: test-pv-volume2
spec:
 accessModes:
  -ReadOnlyMany
 capacity:
   storage: 5Gi
 nfs:
   path: /data/volume2
   server: 192.168.1.51
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
 name: test-pv-volume3
spec:
 accessModes:
  -ReadWriteMany
 capacity:
   storage: 3Gi
 nfs:
   path: /data/volume3
   server: 192.168.1.51

验证

NAME              CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS     CLAIM   STORAGECLASS   REASON  AGE
test-pv-volume1   10Gi      RWO            Retain           Available                                   28s
test-pv-volume2   5Gi       ROX            Retain           Available                                   55s
test-pv-volume3   3Gi       RWX            Retain           Available                                   7s

>- 存储类型

> 底层实际存储的类型，kubernetes支持多种存储类型，每种存储类型的配置都有所差异

>- 存储能力（capacity）

>用于存储空间的设置

>- 访问模式（accessModes）

> 用于描述用户应用对存储资源的访问权限，访问权限包括下面几种方式：

> - ReadWriteOnce（RWO）：读写权限，但是只能被单个节点挂载

> - ReadOnlyMany（ROX）：只读权限，可以被多个节点挂载

> - ReadWriteMany（RWX）：读写权限，可以被多个节点挂载

>- 回收策略（persistentVolumeReclaimPolicy）

> 当PV不再被使用了之后，对其的处理方式。目前支持三种策略：

> - Retain （保留）保留数据，需要管理员手工清理数据

> - Recycle（回收）清除 PV 中的数据，效果相当于执行 rm -rf /thevolume/*

> - Delete （删除）与 PV 相连的后端存储完成 volume 的删除操作，当然这常见于云服务商的存储服务

>- 存储类别

> PV可以通过storageClassName参数指定一个存储类别

> - 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

>- 状态（status）

> 一个 PV 的生命周期中，可能会处于4种不同的阶段：

> - Available（可用）：表示可用状态，还未被任何 PVC 绑定

> - Bound（已绑定）：表示 PV 已经被 PVC 绑定

> - Released（已释放）：表示 PVC 被删除，但是资源还未被集群重新声明

> - Failed（失败）：表示该 PV 的自动回收失败

4.2PVC创建

yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
 name: test1-volume
 namespace: default
spec:
 accessModes:
  -ReadWriteMany
 resources:
   requests:
     storage: 2Gi

验证

[root@master volume] kubectl get pv
NAME              CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS     CLAIM                 STORAGECLASS   REASON   AGE
test-pv-volume1   10Gi      RWO            Retain           Available                                                 14m
test-pv-volume2   5Gi       ROX            Retain           Available                                                 14m
test-pv-volume3   3Gi       RWX            Retain           Bound       default/test1-volume                           13m
[root@master volume] kubectl get pvc
NAME           STATUS   VOLUME            CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
test1-volume   Bound   test-pv-volume3   3Gi        RWX                           23s

4.3pod使用

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
 name: pod-pvc
 namespace: default
spec:
 containers:
  -name: web
   image: nginx:1.14
   volumeMounts:
    -name: test1-volume
     mountPath: /usr/share/nginx/html
 volumes:
  -name: test1-volume
   persistentVolumeClaim:
     claimName: test1-volume
     readOnly: false

验证

[root@master volume] echo test1-pvc >/data/volume3/index.html
[root@master volume] kubectl get po pod-pvc-o wide
NAME     READY   STATUS    RESTARTS  AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-pvc  1/1     Running   0         94s   10.244.2.126   node1  <none>          <none>
[root@master volume] curl 10.244.2.126
test1-pvc

5、configMap

ConfigMap是一种比较特殊的存储卷，它的主要作用是用来存储配置信息的。

[root@master volume] kubectl create cmwordpress --from-literal=wordpress-db-host=wordpress-mysql
configmap/wordpress created
[root@master volume] kubectl get cmwordpress
NAME       DATA   AGE
wordpress  1      4m15s

6、secret

在kubernetes中，还存在一种和ConfigMap非常类似的对象，称为Secret对象。它主要用于存储敏感信息，例如密码、秘钥、证书等等。

[root@master volume] kubectl create secretgeneric wordpress --from-literal=wordpress-db-password=wordpresspwd--from-literal=mysql-root-password=wordpresspwd
[root@master volume] kubectl get secretwordpress
NAME       TYPE     DATA   AGE
wordpress  Opaque   2      69s

数据库

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八、存储卷使用

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