Kubernetes 中存储使用介绍
一、基本介绍
1.Volume 类型
2.PV 和 PVC 绑定条件
3.StorageClass
二、使用介绍
1.创建 PV
2.创建 PVC
3.创建 StorageClass
一、基本介绍
在 Kubernetes 中的应用，都是以 Pod 的形式运行的，当我们要是在 Kubernetes 上运行一些需要存放数据的应用时，便需要关注应用存放的数据是否安全可靠。因为 Pod 是有生命周期的，那么也就是说当 Pod 被删除或重启后，Pod 里面所运行的数据也会随之消失。
因此，K8s 引入了 Volume（数据卷）的概念，使我们可以通过挂载的方式，将 Pod 内所需要存放的数据，挂载到宿主机的目录中。这样，我们便可以防止 Pod 内所运行的数据因为 Pod 的删除/重启而丢失。
1.Volume 类型
- emptyDir：临时目录，用于 Pod 内多容器共享目录，并不适用于需要保存数据的应用，因为 emptyDir 和 Pod 的生命周期相同。
- hostPath：主机目录，可以保证运行应用的数据不被丢失，但是需要将 Pod 每次都调度到同一台主机上。
- nfs：共享目录，可以保证运行应用的数据不被丢失。
以上三种是较为常见的数据卷，同时，我们还可以通过配置 PV、PVC、StorageClass 来保证数据的持久化存储。
PV 的全称： PersistentVolume（持久化卷），是对底层共享存储的一种抽象，将共享存储定义为一种资源，它属于集群级别资源，不属于任何命名空间。PV 由管理员进行创建和配置，与共享存储的具体实现直接相关。
PVC 的全称： PersistentVolumeClaim（持久化卷声明），用来描述 Pod 对于 PV 存储的要求，以此来分配到合适的 PV 上。
Pod、PV、PVC 关系： 一个 Pod 可以挂载 n 个 PVC，同样一个 PVC 也可以给 n 个 Pod 提供服务。但是，一个 PVC 只能绑定一个 PV，一个 PV 只能对应一种后端存储。
2.PV 和 PVC 绑定条件
- PV 的存储大小和权限需要满足 PVC 所提供的要求；
- PV 和 PVC 的 StorageClassName 需要相同（如果没有指定 StorageClassName，则默认为空）
注意： 要是当我们创建的 Pod 挂载的 PVC 没有和 PV 绑定成功，那么 Pod 将会一直处于 Pending 状态。
3.StorageClass
Kubernetes 提供了一种能够自动管理 PV 的机制，叫做 StorageClass（可以说是 PV 的模板，能够自动的创建 PV）
二、使用介绍
准备工作：
[root@k8s-master01 ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind [root@k8s-master01 ~]# echo "/app *(rw,sync,no_root_squash)" > /etc/exports [root@k8s-master01 ~]# mkdir /app [root@k8s-master01 ~]# systemctl start rpcbind nfs
1.创建 PV
[root@k8s-master01 ~]# vim test-pv.yaml apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: nfs spec: capacity: storage: 2Gi # 存储容量为 2Gi accessModes: - ReadWriteOnce nfs: path: /app server: 192.168.1.1 [root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f test-pv.yaml
Access Modes 访问模式：
- 需要注意的是，accessModes 只能针对于块存储来做限制，‘像 NFS 这类的文件系统是支持这样配置的，但是限制不了。
Reclaim Policy 回收策略：
- Delete（删除）：当 PVC 被删除时，PV 同样会被删除。
- Retain（保留）：当 PVC 被删除时，PV 并不会被删除，需要手动进行删除。
- Recycle（回收）：当 PVC 被删除时，PV 上的数据也会随之删除，以便和新的 PVC 进行绑定（已被遗弃）
2.创建 PVC
1）创建
[root@k8s-master01 ~]# cat <<END > test-pvc.yaml apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: test-pvc spec: accessModes: - ReadWriteOnce resources: requests: storage: 2Gi END [root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f test-pvc.yaml
- 上面 PVC 的配置表示：希望被分配到一个具有 2Gi 空间的磁盘，并且只允许我一个 PVC 进行读写。
2）查看
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pv,pvc
PV，PVC 绑定状态：
3）创建 Pod
[root@k8s-master01 ~]# cat <<END > test-web.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: test-web spec: containers: - name: nginx image: nginx:1.21.0 imagePullPolicy: IfNotPresent ports: - containerPort: 80 volumeMounts: - name: html mountPath: /usr/share/nginx/html volumes: - name: html persistentVolumeClaim: claimName: test-pvc END [root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f test-web.yaml
- 这里需要注意，Pod 所运行在的主机，需要安装 nfs-utils 包，不然挂载 NFS 时会出现问题。
验证： 在挂载目录下创建个 index.html 文件，查看是否挂载成功（尽量不要挂载有用的目录，因为挂载后会进行覆盖）
[root@k8s-master01 ~]# echo "Hello" > /app/index.html
3.创建 StorageClass
1）创建 RBAC 授权文件
[root@k8s-master01 ~]# cat <<END > external-storage-rbac.yaml apiVersion: v1 kind: ServiceAccount metadata: name: nfs-client-provisioner namespace: default --- kind: ClusterRole apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 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: ["create", "update", "patch"] --- kind: ClusterRoleBinding apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 metadata: name: run-nfs-client-provisioner subjects: - kind: ServiceAccount name: nfs-client-provisioner namespace: default roleRef: kind: ClusterRole name: nfs-client-provisioner-clusterrole apiGroup: rbac.authorization.k8s.io --- kind: Role apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 metadata: name: leader-locking-nfs-client-provisioner namespace: default 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 subjects: - kind: ServiceAccount name: nfs-client-provisioner namespace: default roleRef: kind: Role name: leader-locking-nfs-client-provisioner apiGroup: rbac.authorization.k8s.io END [root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f external-storage-rbac.yaml
2）创建 Deployment 文件
[root@k8s-master01 ~]# cat <<END > external-storage-deploy.yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nfs-client-provisioner labels: app: nfs-client-provisioner namespace: default spec: replicas: 1 strategy: type: Recreate selector: matchLabels: app: nfs-client-provisioner template: metadata: labels: app: nfs-client-provisioner spec: serviceAccountName: nfs-client-provisioner containers: - name: nfs-client-provisioner image: quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner:latest volumeMounts: - name: nfs-client-root mountPath: /persistentvolumes env: - name: PROVISIONER_NAME value: tianya/nfs - name: NFS_SERVER value: 192.168.1.1 - name: NFS_PATH value: /app volumes: - name: nfs-client-root nfs: server: 192.168.1.1 path: /app END [root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f external-storage-deploy.yaml
3）创建 StorageClass 资源文件
[root@k8s-master01 ~]# cat <<END > external-storage-class.yaml apiVersion: storage.k8s.io/v1 kind: StorageClass metadata: name: nfs-client-storageclass provisioner: tianya/nfs END [root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f external-storage-class.yaml
- 上面的 provisioner 配置要和 Deployment 里的 PROVISIONER_NAME 变量值相同。
4）验证
[root@k8s-master01 ~]# cat <<END > test-storage-pvc.yaml apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: test-storage-pvc spec: storageclassName: nfs-client-storageclass accessModes: - ReadWriteMany resources: requests: storage: 4Gi END [root@k8s-master01 ~]# cat <<END > test-storage-pvc.yaml
问题： 创建完 PVC 后，一直处于 Pending 状态，通过查看 PVC 信息发现，输出：waiting for a volume to be created, either by external provisioner "tianya/nfs" or manually created by system administrator 报错。
原因是因为： 在 Kubernetes 的 1.20 以上版本，默认禁用了 SelfLink 功能。但是由于 nfs-client-privisioner 服务需要依赖此功能。所以，需要在 apiserver 的配置文件中开启此功能。
[root@k8s-master01 ~]# vim /etc/systemd/system/kube-apiserver.service
- 增加：--feature-gates=RemoveSelfLink=false 配置。
查看：
创建 Pod，并挂载新的 PVC 进行验证：
[root@k8s-master01 ~]# cat <<END > test-storage-pod.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: test-web spec: containers: - name: test-web image: nginx:1.21.0 imagePullPolicy: IfNotPresent ports: - containerPort: 80 volumeMounts: - name: html mountPath: /usr/share/nginx/html volumes: - name: html persistentVolumeClaim: claimName: test-storage-pvc END [root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f test-storage-pod.yaml
- 上面的 /app/default-test-storage-pvc-pvc-dcc38edd-72a5-4d50-8199-0d277c9ba3f9/ 是 StorageClass 自动创建的 PV 目录。
