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云原生必备知识: 应用储存

简介: 由于容器本身是非持久化的,因此需要解决在容器中运行应用程序遇到的一些问题。首先,当容器崩溃时,kubelet将重新启动容器,但是写入容器的文件将会丢失,容器将会以镜像的初始状态重新开始;第二,在通过一个Pod中一起运行的容器,通常需要共享容器之间一些文件。Kubernetes通过存储卷解决上述的两个问题。 在Docker有存储卷的概念卷,但Docker中存储卷只是磁盘的或另一个容器中的目录,并没有对其生命周期进行管理。Kubernetes的存储卷有自己的生命周期,它的生命周期与使用的它Pod生命周期一致。因此,相比于在Pod中运行的容器来说,存储卷的存在时间会比的其中的任何容器都长,并且在容器

所属技术领域:

云原生

| 名词定义 |

由于容器本身是非持久化的,因此需要解决在容器中运行应用程序遇到的一些问题。首先,当容器崩溃时,kubelet将重新启动容器,但是写入容器的文件将会丢失,容器将会以镜像的初始状态重新开始;第二,在通过一个Pod中一起运行的容器,通常需要共享容器之间一些文件。Kubernetes通过存储卷解决上述的两个问题。
在Docker有存储卷的概念卷,但Docker中存储卷只是磁盘的或另一个容器中的目录,并没有对其生命周期进行管理。Kubernetes的存储卷有自己的生命周期,它的生命周期与使用的它Pod生命周期一致。因此,相比于在Pod中运行的容器来说,存储卷的存在时间会比的其中的任何容器都长,并且在容器重新启动时会保留数据。当然,当Pod停止存在时,存储卷也将不再存在。在Kubernetes支持多种类型的卷,而Pod可以同时使用各种类型和任意数量的存储卷。
在Pod中通过指定下面的字段来使用存储卷:
• spec.volumes:通过此字段提供指定的存储卷
• spec.containers.volumeMounts:通过此字段将存储卷挂接到容器中

| 技术特点 |

1通过scale来完成扩容或缩容
假设 redis-slave 这个pod原来定义了5个副本(reolics:5)
扩容到10个,执行命令: kubectl scale rc redis-slave --replicas=10
缩容到2个,执行命令:kubectl scale rc redis-slave --replicas=2
2动态扩容缩容(HPA)
通过对cpu使用率的监控,HPA(Horizontal Pod Autoscaler),来动态的扩容或缩容。pod cpu使用率是靠heapster组件来获取的,所以要预先安装好。
创建HPA:
在创建HPA前需要已经存在一个RC或Deployment对象,并且该RC或Deployment中的Pod必须定义 resource.request.cpu的请求值,否则无法获取cpu使用情导致HPA 无法工作
| 相关词 |

  1. 本地存储,常用的有 emptydir/hostpath;
  2. 网络存储:网络存储当前的实现方式有两种,一种是 in-tree,它的实现代码是放在 K8s 代码仓库中的,随着 K8s 对存储类型支持的增多,这种方式会给 K8s 本身的维护和发展带来很大的负担;而第二种实现方式是 out-of-tree,它的实现其实是给 K8s 本身解耦的,通过抽象接口将不同存储的 driver 实现从 K8s 代码仓库中剥离,因此 out-of-tree 是后面社区主推的一种实现网络存储插件的方式;
  3. Projected Volumes:它其实是将一些配置信息,如 secret/configmap 用卷的形式挂载在容器中,让容器中的程序可以通过 POSIX 接口来访问配置数据;
  4. emptryDir (本地数据卷)
    emptyDir类型的Volume在Pod分配到Node上时被创建,Kubernetes会在Node上自动分配一个目录,因此无需指定宿主机Node上对应的目录文件。 这个目录的初始内容为空,当Pod从Node上移除时,emptyDir中的数据会被永久删除。emptyDir Volume主要用于某些应用程序无需永久保存的临时目录,多个容器的共享目录等。
  5. hostPath(本地数据卷)
    hostPath类型的存储卷用于将宿主机的文件系统的文件或目录挂接到Pod中,除了需要指定path字段之外,在使用hostPath类型的存储卷时,也可以设置type,type支持的枚举值由下表。另外在使用hostPath时,

需要注意下面的事项:
 具有相同配置的Pod(例如:从同一个podTemplate创建的),可能会由于Node的文件不同,而行为不同。
 在宿主机上创建的文件或目录,只有root用户具写入的权限。您要么在容器中以root身份运行进程,要么在主机上修改的文件或目录的权限,以便具备写入内容到hostPath的存储卷中。

  1. nfs(网络数据卷)
    在Kubernetes中,可以通过nfs类型的存储卷将现有的NFS(网络文件系统)到的挂接到Pod中。在移除Pod时,NFS存储卷中的内容被不会被删除,只是将存储卷卸载而已。这意味着在NFS存储卷总可以预先填充数据,并且可以在Pod之间共享数据。NFS可以被同时挂接到多个Pod中,并能同时进行写入。需要注意的是:在使用nfs存储卷之前,必须已正确部署和运行NFS服务器,并已经设置了共享目录。
  2. persistentVolumeClaim
    persistentVolumeClaim类型存储卷将PersistentVolume挂接到Pod中作为存储卷。使用此类型的存储卷,用户并不知道存储卷的详细信息。
  3. subPath
    有时,可以在一个pod中,将同一个卷共享,使其有多个用处。volumeMounts.subPath特性可以用来指定卷中的一个子目录,而不是直接使用卷的根目录。
  4. secret(信息数据卷)
    Kubemetes提供了Secret来处理敏感数据,比如密码、Token和密钥,相比于直接将敏感数据配置在Pod的定义或者镜像中,Secret提供了更加安全的机制(Base64加密),防止数据泄露。Secret的创建是独立于Pod的,以数据卷的形式挂载到Pod中,Secret的数据将以文件的形式保存,容器通过读取文件可以获取需要的数据。

适用场景:

• 场景一:如果 pod 中的某一个容器在运行时异常退出,被 kubelet 重新拉起之后,如何保证之前容器产生的重要数据没有丢失?
• 场景二:如果同一个 pod 中的多个容器想要共享数据,应该如何去做?
以上两个场景,其实都可以借助 Volumes 来很好地解决

资料来源:

  1. 名词定义:https://www.cnblogs.com/hongdada/p/11586514.html
  2. 技术特点:简书https://www.jianshu.com/p/d867539a15cf
  3. 适用场景:
    https://yq.aliyun.com/articles/720251?spm=a2c4e.11155472.0.0.68b67958mJPSr4
  4. 相关词:https://www.cnblogs.com/hongdada/p/11586514.html

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