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目錄
一、emptyDir存儲卷
1.1 特點(diǎn)
1.2 用途
1.3部署
二、hostPath存儲卷?
2.1部署
2.1.1在 node01 節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建掛載目錄
2.1.2在 node02 節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建掛載目錄
2.1.3創(chuàng)建 Pod 資源
2.1.4訪問測試
2.2 特點(diǎn)
2.3 用途
三、nfs共享存儲卷
3.1特點(diǎn)
3.2用途
3.3部署
四、PVC 和 PV
4.1PVC 和 PV介紹
4.1.1PVC 的使用邏輯
4.2創(chuàng)建 StorageClass
4.3PV和PVC之間的相互作用遵循的生命周期:????
根據(jù)這 5 個階段,PV 的狀態(tài)有以下 4 種: ???
4.4一個PV從創(chuàng)建到銷毀的具體流程
4.5三種回收策略
4.6 查看pv定義的規(guī)格
4.7查看PVC的定義方式
4.8 k8s支持的存儲插件的訪問方式
五、部署NFS使用PV和PVC ?
5.1配置nfs存儲
5.2定義PV
5.3定義PVC
5.4測試訪問
六、搭建 StorageClass + NFS,實(shí)現(xiàn) NFS 的動態(tài) PV 創(chuàng)建
6.1在stor01節(jié)點(diǎn)上安裝nfs,并配置nfs服務(wù)
6.2創(chuàng)建 Service Account
6.3使用 Deployment 來創(chuàng)建 NFS Provisioner
6.4創(chuàng)建 StorageClass,負(fù)責(zé)建立 PVC 并調(diào)用 NFS provisioner 進(jìn)行預(yù)定的工作,并讓 PV 與 PVC 建立關(guān)聯(lián)
6.5創(chuàng)建 PVC 和 Pod 測試
七、溫故而知新
7.1動態(tài)創(chuàng)建PV的步驟
7.2靜態(tài)創(chuàng)建PV的步驟
容器磁盤上的文件的生命周期是短暫的,這就使得在容器中運(yùn)行重要應(yīng)用時會出現(xiàn)一些問題。首先,當(dāng)容器崩潰時,kubelet 會重啟它,但是容器中的文件將丟失——容器以干凈的狀態(tài)(鏡像最初的狀態(tài))重新啟動。其次,在Pod中同時運(yùn)行多個容器時,這些容器之間通常需要共享文件。Kubernetes 中的Volume抽象就很好的解決了這些問題。Pod中的容器通過Pause容器共享Volume
查看支持的存儲卷類型
kubectl explain pod.spec.volumes
常用的有:emptyDir、hostPath、nfs、persistentVolumeClaim?
一、emptyDir存儲卷
當(dāng)Pod被分配給節(jié)點(diǎn)時,首先創(chuàng)建emptyDir卷,并且只要該P(yáng)od在該節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行,該卷就會存在。正如卷的名字所述,它最初是空的。Pod 中的容器可以讀取和寫入emptyDir卷中的相同文件,盡管該卷可以掛載到每個容器中的相同或不同路徑上。當(dāng)出于任何原因從節(jié)點(diǎn)中刪除 Pod 時,emptyDir中的數(shù)據(jù)將被永久刪除。
1.1 特點(diǎn)
- 臨時性存儲:
emptyDir 提供的存儲是臨時的,其生命周期與所屬的 Pod 相關(guān)。
當(dāng) Pod 被刪除時,emptyDir 中的數(shù)據(jù)也會被清除,因此不適合用于持久化存儲。
- Pod 內(nèi)容器之間的共享:
emptyDir 在同一個 Pod 中的所有容器之間共享,容器可以讀寫其中的數(shù)據(jù)。
- 創(chuàng)建時機(jī):
emptyDir 在 Pod 創(chuàng)建時被創(chuàng)建,當(dāng)容器啟動時,可以訪問其中的空目錄。
1.2 用途
適用于需要在同一個 Pod 中的多個容器之間進(jìn)行臨時數(shù)據(jù)交換或共享的場景。
例如,可以用于容器間的緩存共享、臨時文件存儲等用途。
1.3部署
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-emptydirnamespace: defaultlabels:app: myapp
spec:containers:- name: myappimage: soscscs/myapp:v1imagePullPolicy: IfNotPresentports:- name: httpcontainerPort: 80#定義容器掛載內(nèi)容volumeMounts:#使用的存儲卷名稱,如果跟下面volume字段name值相同,則表示使用volume的這個存儲卷- name: html#掛載至容器中哪個目錄mountPath: /usr/share/nginx/html/- name: busyboximage: busybox:latestimagePullPolicy: IfNotPresentvolumeMounts:- name: html#在容器內(nèi)定義掛載存儲名稱和掛載路徑mountPath: /data/command: ['/bin/sh','-c','while true;do echo $(date) >> /data/index.html;sleep 2;done']#定義存儲卷volumes:#定義存儲卷名稱 - name: html#定義存儲卷類型emptyDir: {}
kubectl apply -f pod-emptydir.yamlkubectl get pods -o wide
在上面定義了2個容器,其中一個容器是輸入日期到index.html中,然后驗(yàn)證訪問nginx的html是否可以獲取日期。以驗(yàn)證兩個容器之間掛載的emptyDir實(shí)現(xiàn)共享。
emptyDir存儲卷可以實(shí)現(xiàn)pod中的容器之間的數(shù)據(jù)共享,但是存儲卷不能做持久化數(shù)據(jù),且會隨著pod生命周期的結(jié)束而一起被刪除
emptyDir存儲卷是臨時存儲卷
二、hostPath存儲卷?
hostPath卷將 node 節(jié)點(diǎn)的文件系統(tǒng)中的文件或目錄掛載到集群中。
hostPath可以實(shí)現(xiàn)持久存儲,但是在node節(jié)點(diǎn)故障時,也會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失。
2.1部署
2.1.1在 node01 節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建掛載目錄
mkdir -p /data/pod/volume1
echo 'node01.zzz.com' > /data/pod/volume1/index.html
2.1.2在 node02 節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建掛載目錄
mkdir -p /data/pod/volume1
echo 'node02.zzz.com' > /data/pod/volume1/index.html
2.1.3創(chuàng)建 Pod 資源
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-hostpathnamespace: default
spec:containers:- name: myappimage: soscscs/myapp:v1#定義容器掛載內(nèi)容volumeMounts:#使用的存儲卷名稱,如果跟下面volume字段name值相同,則表示使用volume的這個存儲卷- name: html#掛載至容器中哪個目錄mountPath: /usr/share/nginx/html#讀寫掛載方式,默認(rèn)為讀寫模式falsereadOnly: false#volumes字段定義了paues容器關(guān)聯(lián)的宿主機(jī)或分布式文件系統(tǒng)存儲卷volumes:#存儲卷名稱- name: html#路徑,為宿主機(jī)存儲路徑hostPath:#在宿主機(jī)上目錄的路徑path: /data/pod/volume1#定義類型,這表示如果宿主機(jī)沒有此目錄則會自動創(chuàng)建type: DirectoryOrCreate
2.1.4訪問測試
刪除pod,再重建,驗(yàn)證是否依舊可以訪問原來的內(nèi)容
kubectl delete -f pod-hostpath.yaml
kubectl apply -f pod-hostpath.yaml
?刪除pod,再重建,指定到node02節(jié)點(diǎn),驗(yàn)證是否依舊可以訪問原來的內(nèi)容?
hostpath:可以實(shí)現(xiàn)持久化存儲,使用node節(jié)點(diǎn)的目錄或文件掛載到容器,但是存儲空間會受到node節(jié)點(diǎn)單機(jī)限制,node節(jié)點(diǎn)故障數(shù)據(jù)會丟失,pod跨節(jié)點(diǎn)不能共享數(shù)據(jù)
2.2 特點(diǎn)
- 直接訪問主機(jī)文件系統(tǒng): HostPath存儲卷允許Pod直接訪問主機(jī)節(jié)點(diǎn)上的文件系統(tǒng),提供了對主機(jī)存儲的直接訪問權(quán)限。
- 讀寫權(quán)限: Pod可以對HostPath上的文件進(jìn)行讀寫操作,這為一些需要在容器內(nèi)進(jìn)行文件操作的應(yīng)用提供了便利。
- 節(jié)點(diǎn)依賴性: Pod使用HostPath時,會依賴節(jié)點(diǎn)上的具體路徑,這可能導(dǎo)致在不同節(jié)點(diǎn)上部署相同Pod時出現(xiàn)問題,因?yàn)楣?jié)點(diǎn)之間的文件系統(tǒng)路徑可能不同。
- 共享資源:多個Pod可以共享同一個HostPath,但要小心避免數(shù)據(jù)沖突或競爭條件
2.3 用途
- 主機(jī)文件操作: 適用于需要在Pod內(nèi)進(jìn)行主機(jī)文件系統(tǒng)操作的場景,例如讀取或?qū)懭胫鳈C(jī)上的特定文件。
- 數(shù)據(jù)共享: 多個Pod可以共享同一個HostPath,這在一些需要多個Pod之間共享數(shù)據(jù)的情況下可能很有用。
- 特殊需求: 用于滿足一些特殊需求,例如某些應(yīng)用需要在容器內(nèi)直接操作主機(jī)上的某些文件。
需要注意的是,由于HostPath存儲卷的使用可能涉及到權(quán)限和安全性的考慮,一般情況下建議慎重使用,并確保在生產(chǎn)環(huán)境中采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?/p>
三、nfs共享存儲卷
nfs:可以實(shí)現(xiàn)持久化存儲,使用nfs將存儲設(shè)備空間掛載到容器中,pod可以跨node節(jié)點(diǎn)共享數(shù)據(jù)
3.1特點(diǎn)
- 共享性: NFS存儲卷允許多個Pod在集群中共享同一個NFS服務(wù)器上的存儲空間。這使得多個應(yīng)用程序可以訪問和操作相同的數(shù)據(jù),促進(jìn)了數(shù)據(jù)共享和協(xié)作。
- 持久性: NFS存儲卷提供了持久化的存儲解決方案,數(shù)據(jù)存儲在NFS服務(wù)器上并且在Pod重新啟動或遷移時仍然可用。這對于需要長期保存數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序和服務(wù)非常有用。
- 可擴(kuò)展性: NFS存儲卷可以輕松地擴(kuò)展以滿足應(yīng)用程序的需求。通過在NFS服務(wù)器上添加更多的存儲空間或者增加NFS服務(wù)器的數(shù)量,可以擴(kuò)展存儲容量和性能。
- 靈活性: 使用NFS存儲卷可以將存儲與Pod分離,從而使得Pod可以在不同的節(jié)點(diǎn)上遷移而不會丟失數(shù)據(jù)。這種靈活性使得在Kubernetes集群中部署和管理應(yīng)用程序變得更加容易。
3.2用途
- 簡化管理: NFS存儲卷可以通過Kubernetes的PV和PVC對象進(jìn)行聲明和管理,而無需手動管理存儲配置。這簡化了存儲管理的流程,并提高了部署和維護(hù)的效率。
- 適用范圍廣泛: NFS存儲卷適用于許多不同類型的應(yīng)用程序和場景,包括數(shù)據(jù)庫、文件共享、日志存儲等。它提供了一種通用的存儲解決方案,適用于各種不同的業(yè)務(wù)需求。
3.3部署
準(zhǔn)備一臺新機(jī)器,安裝nfs,主機(jī)名stor01
在stor01節(jié)點(diǎn)上安裝nfs,并配置nfs服務(wù)
mkdir /data/volumes -p
chmod 777 /data/volumesvim /etc/exports
/data/volumes 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)systemctl start rpcbind
systemctl start nfsshowmount -e
Export list for stor01:
/data/volumes 192.168.246.0/24
node節(jié)點(diǎn)添加映射
master節(jié)點(diǎn)操作
vim pod-nfs-vol.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-vol-nfsnamespace: default
spec:containers:- name: myappimage: soscscs/myapp:v1volumeMounts:- name: htmlmountPath: /usr/share/nginx/htmlvolumes:- name: htmlnfs: #存儲卷類型為nfspath: /data/volumes #共享的目錄為/opt/k8sserver: 192.168.246.13 #可以為主機(jī)名(但是做了hosts映射),或者ip也可以
在nfs服務(wù)器上創(chuàng)建index.html
cd /data/volumes
vim index.html
<h1> test ye mian </h1>
master節(jié)點(diǎn)操作
? #刪除nfs相關(guān)pod,再重新創(chuàng)建,可以得到數(shù)據(jù)的持久化存儲
kubectl delete -f pod-nfs-vol.yaml ? #刪除nfs相關(guān)pod,再重新創(chuàng)建,可以得到數(shù)據(jù)的持久化存儲kubectl apply -f pod-nfs-vol.yaml
四、PVC 和 PV
4.1PVC 和 PV介紹
PV 全稱叫做 Persistent Volume,持久化存儲卷。它是用來描述或者說用來定義一個存儲卷的,這個通常都是由運(yùn)維工程師來定義。
PVC 的全稱是 Persistent Volume Claim,是持久化存儲的請求。它是用來描述希望使用什么樣的或者說是滿足什么條件的 PV 存儲。
4.1.1PVC 的使用邏輯
在 Pod 中定義一個存儲卷(該存儲卷類型為 PVC),定義的時候直接指定大小,PVC 必須與對應(yīng)的 PV 建立關(guān)系,PVC 會根據(jù)配置的定義去 PV 申請,而 PV 是由存儲空間創(chuàng)建出來的。PV 和 PVC 是 Kubernetes 抽象出來的一種存儲資源。
上面介紹的PV和PVC模式是需要運(yùn)維人員先創(chuàng)建好PV,然后開發(fā)人員定義好PVC進(jìn)行一對一的Bond,但是如果PVC請求成千上萬,那么就需要創(chuàng)建成千上萬的PV,對于運(yùn)維人員來說維護(hù)成本很高,Kubernetes提供一種自動創(chuàng)建PV的機(jī)制,叫StorageClass,它的作用就是創(chuàng)建PV的模板。
pvc和pv綁定,才可以給pod使用,StorageClass是創(chuàng)建pv的模板
4.2創(chuàng)建 StorageClass
創(chuàng)建 StorageClass 需要定義 PV 的屬性,比如存儲類型、大小等;另外創(chuàng)建這種 PV 需要用到的存儲插件,比如 Ceph 等。 有了這兩部分信息,Kubernetes 就能夠根據(jù)用戶提交的 PVC,找到對應(yīng)的 StorageClass,然后 Kubernetes 就會調(diào)用 StorageClass 聲明的存儲插件,自動創(chuàng)建需要的 PV 并進(jìn)行綁定。
存儲: 存儲工程師運(yùn)維
PV: k8s 管理員運(yùn)維
PVC: ?用戶維護(hù)
PV是集群中的資源。 PVC是對這些資源的請求,也是對資源的索引檢查。?
4.3PV和PVC之間的相互作用遵循的生命周期:????
Provisioning(配置)---> Binding(綁定)---> Using(使用)---> Releasing(釋放) ---> Recycling(回收)
- Provisioning,即 PV 的創(chuàng)建,可以直接創(chuàng)建 PV(靜態(tài)方式),也可以使用 StorageClass 動態(tài)創(chuàng)建
- Binding,將 PV 分配給 PVC
- Using,Pod 通過 PVC 使用該 Volume,并可以通過準(zhǔn)入控制StorageProtection(1.9及以前版本為PVCProtection) 阻止刪除正在使用的 PVC
- Releasing,Pod 釋放 Volume 并刪除 PVC
- Reclaiming,回收 PV,可以保留 PV 以便下次使用,也可以直接從云存儲中刪除
根據(jù)這 5 個階段,PV 的狀態(tài)有以下 4 種: ???
- Available(可用):表示可用狀態(tài),還未被任何 PVC 綁定
- Bound(已綁定):表示 PV 已經(jīng)綁定到 PVC
- Released(已釋放):表示 PVC 被刪掉,但是資源尚未被集群回收
- Failed(失敗):表示該 PV 的自動回收失敗
4.4一個PV從創(chuàng)建到銷毀的具體流程
- 一個PV創(chuàng)建完后狀態(tài)會變成Available,等待被PVC綁定。
- 一旦被PVC邦定,PV的狀態(tài)會變成Bound,就可以被定義了相應(yīng)PVC的Pod使用。
- Pod使用完后會釋放PV,PV的狀態(tài)變成Released。
- 變成Released的PV會根據(jù)定義的回收策略做相應(yīng)的回收工作。有三種回收策略,Retain、Delete和Recycle。
4.5三種回收策略
- Retain就是保留現(xiàn)場,K8S集群什么也不做,等待用戶手動去處理PV里的數(shù)據(jù),處理完后,再手動刪除PV。
- Delete策略,K8S會自動刪除該P(yáng)V及里面的數(shù)據(jù)。
- Recycle方式,K8S會將PV里的數(shù)據(jù)刪除,然后把PV的狀態(tài)變成Available,又可以被新的PVC綁定使用。
kubectl explain pv ? ?#查看pv的定義方式
FIELDS:apiVersion: v1kind: PersistentVolumemetadata: ? ?#由于 PV 是集群級別的資源,即 PV 可以跨 namespace 使用,所以 PV 的 metadata 中不用配置 namespacename:?spec
4.6 查看pv定義的規(guī)格
kubectl explain pv.spec ? ?#查看pv定義的規(guī)格
kubectl explain pv.spec #查看pv定義的規(guī)格
spce:nfs:(定義存儲類型)path:(定義掛載卷路徑)server:(定義服(定義訪問模型,務(wù)器名稱)accessModes:有以下三種訪問模型,以列表的方式存在,也就是說可以定義多個訪問模式) * * *- ReadWriteOnce #(RWO)存儲可讀可寫,但只支持被單個 Pod 掛載- ReadOnlyMany #(ROX)存儲可以以只讀的方式被多個 Pod 掛載- ReadWriteMany #(RWX)存儲可以以讀寫的方式被多個 Pod 共享 注:官網(wǎng)
nfs 支持全部三種
#nfs 支持全部三種;iSCSI 不支持 ReadWriteMany(iSCSI 就是在 IP 網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行 SCSI 協(xié)議的一種網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù));HostPath 不支持 ReadOnlyMany 和 ReadWriteMany。capacity:(定義存儲能力,一般用于設(shè)置存儲空間)storage: 2Gi (指定大小)storageClassName: (自定義存儲類名稱,此配置用于綁定具有相同類別的PVC和PV)
?persistentVolumeReclaimPolicy: Retain ? ?#回收策略(Retain/Delete/Recycle)????
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain #回收策略(Retain/Delete/Recycle) * * *
#Retain(保留):當(dāng)刪除與之綁定的PVC時候,這個PV被標(biāo)記為released(PVC與PV解綁但還沒有執(zhí)行回收策略)且之前的數(shù)據(jù)依然保存在該P(yáng)V上,但是該P(yáng)V不可用,需要手動來處理這些數(shù)據(jù)并刪除該P(yáng)V。
#Delete(刪除):刪除與PV相連的后端存儲資源(只有 AWS EBS, GCE PD, Azure Disk 和 Cinder 支持)
#Recycle(回收):刪除數(shù)據(jù),效果相當(dāng)于執(zhí)行了 rm -rf /thevolume/* (只有 NFS 和 HostPath 支持)
4.7查看PVC的定義方式
kubectl explain pvc ? #查看PVC的定義方式
KIND: PersistentVolumeClaim
VERSION: v1
FIELDS:apiVersion <string>kind <string> metadata <Object>spec <Object>
#PV和PVC中的spec關(guān)鍵字段要匹配,比如存儲(storage)大小、訪問模式(accessModes)、存儲類名稱(storageClassName)
kubectl explain pvc.spec
spec:accessModes: (定義訪問模式,必須是PV的訪問模式的子集)resources:requests:storage: (定義申請資源的大小)storageClassName: (定義存儲類名稱,此配置用于綁定具有相同類別的PVC和PV)
4.8 k8s支持的存儲插件的訪問方式
五、部署NFS使用PV和PVC ?
5.1配置nfs存儲
cd /data/volumes
mkdir v{1,2,3,4,5}vim /etc/exports
/data/volumes/v1 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v2 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v3 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v4 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v5 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)exportfs -arv #重新加載 NFS 導(dǎo)出設(shè)置,更新所有共享,并在執(zhí)行過程中提供詳細(xì)的輸出信息,showmount -e官方文檔:https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/configure-persistent-volume-storage/#create-a-persistentvolume
5.2定義PV
這里定義5個PV,并且定義掛載的路徑以及訪問模式,還有PV劃分的大小。
[root@master01 pvc_pv]#cd /opt/pvc_pv
[root@master01 pvc_pv]#vim pv-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv001labels:name: pv001
spec:nfs:path: /data/volumes/v1server: 192.168.246.13accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]capacity:storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv002labels:name: pv002
spec:nfs:path: /data/volumes/v2server: 192.168.246.13accessModes: ["ReadWriteOnce"]capacity:storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv003labels:name: pv003
spec:nfs:path: /data/volumes/v3server: 192.168.246.13accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]capacity:storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv004labels:name: pv004
spec:nfs:path: /data/volumes/v4server: 192.168.246.13 accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]capacity:storage: 4Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv005labels:name: pv005
spec:nfs:path: /data/volumes/v5server: stor01 #可以是nfs機(jī)器的ip地址也可以是主機(jī)名,此處主機(jī)名,驗(yàn)證下accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]capacity:storage: 5Gi
配置文件解析
- apiVersion: 指定了 Kubernetes API 的版本,這里使用的是 v1 版本。
- kind: 指定了 Kubernetes 資源的類型,這里是 PersistentVolume,表示持久卷。
- metadata: 元數(shù)據(jù)部分,包含了持久卷的名稱和標(biāo)簽信息。
- spec: 規(guī)范部分,定義了持久卷的詳細(xì)配置。
- nfs: 指定了該持久卷使用 NFS 存儲,包括 NFS 服務(wù)器地址和路徑。
- accessModes: 指定了持久卷的訪問模式,可以是 ReadWriteOnce(單個節(jié)點(diǎn)讀寫)、ReadOnlyMany(多個節(jié)點(diǎn)只讀)或 ReadWriteMany(多個節(jié)點(diǎn)讀寫)。
- capacity: 指定了持久卷的容量大小。
5.3定義PVC
這里定義了pvc的訪問模式為多路讀寫,該訪問模式必須在前面pv定義的訪問模式之中。定義PVC申請的大小為2Gi,此時PVC會自動去匹配多路讀寫且大小為2Gi的PV,匹配成功獲取PVC的狀態(tài),即為Bound
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: mypvc #定義pvc的名稱namespace: default
spec:accessModes: ["ReadWriteMany"]resources:requests:storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-vol-pvcnamespace: default
spec:containers:- name: myappimage: soscscs/myapp:v1volumeMounts:- name: html #與下面定義的存儲卷名稱一致mountPath: /usr/share/nginx/htmlvolumes:- name: html #定義的是pvc的名稱persistentVolumeClaim:claimName: mypvc #通過名稱調(diào)用定義的pvc
這個 YAML 文件定義了兩個 Kubernetes 資源:一個 PersistentVolumeClaim (PVC) 和一個 Pod,它們都配置在默認(rèn)的命名空間中。
配置文件解析
PersistentVolumeClaim (PVC)
- apiVersion: 指定了 Kubernetes API 的版本,這里是 v1。
- kind: 資源類型,這里是 PersistentVolumeClaim,表示一個存儲卷聲明。
- metadata: 包含資源的元數(shù)據(jù),這里定義了 PVC 的名稱為 mypvc。
- spec: 規(guī)格定義部分。
- accessModes: 定義了 PVC 的訪問模式,這里是 ReadWriteMany,意味著存儲卷可以被多個節(jié)點(diǎn)同時以讀寫方式掛載。
- resources: 定義了資源請求。
- requests: 指定了存儲資源的請求量,這里是 2Gi。
Pod
- apiVersion: 指定 Kubernetes API 的版本,這里也是 v1。
- kind: 資源類型,這里是 Pod。
- metadata: 包含資源的元數(shù)據(jù),這里定義了 Pod 的名稱為 pod-vol-pvc。
- spec: 規(guī)格定義部分,描述了 Pod 的具體配置。
- containers: 容器數(shù)組,每個對象定義了一個容器的配置。
? ??
- ?name: 容器的名稱,這里是 myapp。
- image: 容器的鏡像,這里使用的是 ikubernetes/myapp:v1。
- volumeMounts: 定義了容器內(nèi)的掛載點(diǎn)。
- name: 卷的引用名稱,這里是 html。
- mountPath: 容器內(nèi)的掛載路徑,這里是 /usr/share/nginx/html。
volumes: 定義了 Pod 級別的存儲卷。
name: 卷的名稱,與 volumeMounts 中的引用名稱相匹配,這里是 html。
persistentVolumeClaim: 指定了卷的來源是一個 PVC。
claimName: 引用 PVC 的名稱,這里是 mypvc。
5.4測試訪問
在存儲服務(wù)器上創(chuàng)建index.html,并寫入數(shù)據(jù),通過訪問Pod進(jìn)行查看,可以獲取到相應(yīng)的頁面
在nfs存儲服務(wù)器上
cd /data/volumes/v3/
echo "welcome to nanjing zzz" > index.html
master上操作
kubectl get pods -o wide
curl
靜態(tài)創(chuàng)建PV的步驟:
- 準(zhǔn)備好存儲設(shè)備和共享目錄
- 準(zhǔn)備創(chuàng)建PV資源的配置文件,定義訪問模式(ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany、ReadWriteMany)、存儲空間大小、回收策略(Retain、Recycle、Delete)、存儲設(shè)備類型、storageClassName等
- 準(zhǔn)備創(chuàng)建PVC資源的配置文件,定義訪問模式(必要條件,必須是PV支持的訪問模式)、存儲空間大小(默認(rèn)就近選擇大于等于指定大小的PV)、storageClassName等來綁定PV
- 創(chuàng)建Pod資源掛載PVC存儲卷,定義卷類型為persistentVolumeClaim,并在容器配置中定義存儲卷掛載點(diǎn)路徑?
六、搭建 StorageClass + NFS,實(shí)現(xiàn) NFS 的動態(tài) PV 創(chuàng)建
Kubernetes 本身支持的動態(tài) PV 創(chuàng)建不包括 NFS,所以需要使用外部存儲卷插件分配PV。
詳見官網(wǎng)? https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/storage/storage-classes/
卷插件稱為 Provisioner(存儲分配器),NFS 使用的是 nfs-client,這個外部PV。
Provisioner:用于指定 Volume 插件的類型,包括內(nèi)置插件(如 kubernetes.io/aws-ebs)和外部插件(如 exte卷插件會使用已經(jīng)配置好的 NFS 服務(wù)器自動創(chuàng)建 rnal-storage 提供的 ceph.com/cephfs)
- 內(nèi)置插件:kubernetes.io/aws-ebs 是用于 AWS Elastic Block Store(EBS)的內(nèi)置插件。它能夠動態(tài)地創(chuàng)建和管理 AWS EBS 存儲。
- 外部插件 : ceph.com/cephfs,這是 Ceph 文件系統(tǒng)的外部插件。此外,nfs-client 也是一個外部插件,用于與 NFS 服務(wù)器集成,實(shí)現(xiàn)動態(tài)創(chuàng)建 PV。
搭建 StorageClass + NFS
- 創(chuàng)建StorageClass。
- 創(chuàng)建PVC綁定
搭建StorageClass+NFS,大致有以下幾個步驟
- 搭建一個可用的NFS Server
- 創(chuàng)建Service Account.這是用來管控NFS provisioner在k8s集群中運(yùn)行的權(quán)限。
- 創(chuàng)建StorageClass.負(fù)責(zé)建立PV并調(diào)用NFS provisioner進(jìn)行預(yù)定的工作,并讓PV與PVC建立管理。
- 創(chuàng)建NFS provisioner.有兩個功能,一個是在NFS共享目錄下創(chuàng)建掛載點(diǎn)(volume),另一個則是建了PV并將PV與NFS的掛載點(diǎn)建立關(guān)聯(lián)
6.1在stor01節(jié)點(diǎn)上安裝nfs,并配置nfs服務(wù)
mkdir /opt/k8s
chmod 777 /opt/k8s/vim /etc/exports
/opt/k8s 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash,sync)systemctl restart nfs
- 創(chuàng)建一個名為/opt/k8s的目錄:mkdir /opt/k8s
- 將/opt/k8s目錄的權(quán)限設(shè)置為777:chmod 777 /opt/k8s/
- 使用vim編輯/etc/exports文件,添加如下行,允許192.168.246.0/24網(wǎng)段的主機(jī)以讀寫模式掛載/opt/k8s目錄,并且不進(jìn)行root權(quán)限轉(zhuǎn)換(norootsquash),并同步寫入(sync):
- 重啟NFS服務(wù):systemctl restart nfs
6.2創(chuàng)建 Service Account
創(chuàng)建 Service Account,用來管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中運(yùn)行的權(quán)限,設(shè)置 nfs-client 對 PV,PVC,StorageClass 等的規(guī)則
#創(chuàng)建 Service Account 賬戶,用來管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中運(yùn)行的權(quán)限
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:name: nfs-client-provisioner
---
#創(chuàng)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"]
---
#集群角色綁定
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.io
這段YAML文件定義了在Kubernetes中創(chuàng)建一個Service Account以及相關(guān)的ClusterRole和ClusterRoleBinding來管理NFS Provisioner的權(quán)限。
- ServiceAccount部分定義了一個名為nfs-client-provisioner的Service Account,用于代表NFS Provisioner在集群中運(yùn)行時的身份。
- ClusterRole部分定義了一個名為nfs-client-provisioner-clusterrole的ClusterRole,包含了對于Persistent Volumes(PV)、Persistent Volume Claims(PVC)、StorageClasses等資源的訪問權(quán)限規(guī)則。這些規(guī)則包括獲取、列出、監(jiān)視、創(chuàng)建和刪除PV、PVC,以及獲取、列出、監(jiān)視StorageClasses等操作。
- ClusterRoleBinding部分定義了一個名為nfs-client-provisioner-clusterrolebinding的ClusterRoleBinding,將前面定義的ClusterRole綁定到先前定義的Service Account上,以確保該Service Account擁有相應(yīng)的權(quán)限。
通過這些定義,可以確保NFS Provisioner在Kubernetes集群中具有適當(dāng)?shù)臋?quán)限,以管理PV、PVC和StorageClasses等資源。
6.3使用 Deployment 來創(chuàng)建 NFS Provisioner
NFS Provisione(即 nfs-client),有兩個功能:一個是在 NFS 共享目錄下創(chuàng)建掛載點(diǎn)(volume),另一個則是將 PV 與 NFS 的掛載點(diǎn)建立關(guān)聯(lián)。
通過Deployment創(chuàng)建NFS Provisioner的實(shí)例,可以確保其在集群中始終處于運(yùn)行狀態(tài),并且可以根據(jù)需要進(jìn)行水平擴(kuò)展。這樣,Kubernetes集群中的應(yīng)用程序可以方便地訪問和使用NFS存儲,而無需手動管理PV和NFS之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
#由于 1.20 版本啟用了 selfLink,所以 k8s 1.20+ 版本通過 nfs provisioner 動態(tài)生成pv會報錯,解決方法如下:
# 修改kube-apiserver.yaml文件,設(shè)置kube-apiserver的參數(shù)vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml spec:containers:- command:- kube-apiserver- --feature-gates=RemoveSelfLink=false # 添加這一行,開啟RemoveSelfLink特性- --advertise-address=192.168.41.31 ......# 應(yīng)用kube-apiserver.yaml文件的更改 kubectl apply -f /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml# 刪除kube-apiserver的Pod以便更改生效 kubectl delete pods kube-apiserver -n kube-system # 檢查kube-apiserver的Pod是否重新啟動 kubectl get pods -n kube-system | grep apiserver
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
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賬戶containers:- name: nfs-client-provisionerimage: quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner:latestimagePullPolicy: IfNotPresentvolumeMounts:- name: nfs-client-rootmountPath: /persistentvolumes #掛載路徑env:- name: PROVISIONER_NAMEvalue: nfs-storage #配置provisioner的Name,確保該名稱與StorageClass資源中的provisioner名稱保持一致- name: NFS_SERVERvalue: stor01 #配置綁定的nfs服務(wù)器- name: NFS_PATHvalue: /opt/k8s #配置綁定的nfs服務(wù)器目錄volumes: #申明nfs數(shù)據(jù)卷- name: nfs-client-rootnfs:server: stor01 #nfs服務(wù)器的主機(jī)名或IP也可以path: /opt/k8s
node節(jié)點(diǎn)加載鏡像
6.4創(chuàng)建 StorageClass,負(fù)責(zé)建立 PVC 并調(diào)用 NFS provisioner 進(jìn)行預(yù)定的工作,并讓 PV 與 PVC 建立關(guān)聯(lián)
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:name: nfs-client-storageclass
provisioner: nfs-storage #這里的名稱要和provisioner配置文件中的環(huán)境變量PROVISIONER_NAME保持一致
parameters:archiveOnDelete: "false"
#false表示在刪除PVC時不會對數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔,即刪除數(shù)據(jù), #false表示在刪除PVC時不會對數(shù)據(jù)目錄進(jìn)行打>
包存檔,即刪除數(shù)據(jù);為ture時就會自動對數(shù)據(jù)目錄進(jìn)行打包存檔,存檔文件以archived開頭
kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yamlkubectl get storageclass
- kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml: 通過 Kubernetes 的命令行工具 kubectl 應(yīng)用(或創(chuàng)建)nfs-client-storageclass.yaml 文件中定義的資源,這里是一個 StorageClass。
- kubectl get storageclass: 通過 kubectl 獲取當(dāng)前 Kubernetes 集群中所有的 StorageClass 列表。這可以用于確認(rèn)上一步的 StorageClass 是否成功創(chuàng)建。
6.5創(chuàng)建 PVC 和 Pod 測試
# 定義持久卷聲明(PersistentVolumeClaim),用于請求持久卷
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: test-nfs-pvc # 持久卷聲明的名稱
spec:accessModes:- ReadWriteMany # 訪問模式設(shè)置為讀寫多個節(jié)點(diǎn)storageClassName: nfs-client-storageclass # 關(guān)聯(lián)的存儲類對象resources:requests:storage: 1Gi # 請求的存儲容量為1Gi---
# 定義Pod,用于使用持久卷
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: test-storageclass-pod # Pod 的名稱
spec:containers:- name: busyboximage: busybox:latestimagePullPolicy: IfNotPresentcommand:- "/bin/sh"- "-c"args:- "sleep 3600" # 命令參數(shù),讓容器保持運(yùn)行狀態(tài)volumeMounts:- name: nfs-pvc # 指定掛載的持久卷名稱mountPath: /mnt # 掛載路徑restartPolicy: Never # Pod 的重啟策略volumes:- name: nfs-pvc # 定義一個名為nfs-pvc的卷persistentVolumeClaim:claimName: test-nfs-pvc # 引用之前定義的持久卷聲明的名稱
kubectl apply -f test-pvc-pod.yaml
PVC 通過 StorageClass 自動申請到空間
查看 NFS 服務(wù)器上是否生成對應(yīng)的目錄,自動創(chuàng)建的 PV 會以 ${namespace}-${pvcName}-${pvName} 的目錄格式放到 NFS 服務(wù)器上
ls /opt/k8s
進(jìn)入 Pod 在掛載目錄 /mnt 下寫一個文件,然后查看 NFS 服務(wù)器上是否存在該文件
kubectl exec -it test-storageclass-pod sh/ # cd /mnt
/mnt #
/mnt # echo 'this is test file zzz' > test.txt
/mnt #
發(fā)現(xiàn) NFS 服務(wù)器上存在,說明驗(yàn)證成功
cat /opt/k8s/default-test-nfs-pvc-pvc-63092b35-4764-4de2-80eb-5de3c3ddbda6/test.txt
七、溫故而知新
7.1動態(tài)創(chuàng)建PV的步驟
1)準(zhǔn)備好存儲設(shè)備和共享目錄
2)如果是外置存儲卷插件,需要先創(chuàng)建serviceaccount賬戶(Pod使用訪問apiserver使用的賬戶)和RBAC授權(quán)(創(chuàng)建角色授予相關(guān)資源對象的操作權(quán)限,再將賬戶與角色綁定),使得serviceaccount賬戶具有對PV、PVC、StorageClass等資源的操作權(quán)限
3)準(zhǔn)備創(chuàng)建外置存儲插件Pod資源的配置文件(外置存儲插件在k8s集群中以pod形式運(yùn)行),定義serviceaccount賬戶作為Pod的用戶,并設(shè)置相關(guān)的環(huán)境變量(比如存儲插件名稱等)
4)創(chuàng)建StorageClass資源,provisioner要設(shè)置為存儲插件名稱
------------------------以上操作是一勞永逸的,
之后只需要創(chuàng)建PVC資源引用StorageClass就可以自動調(diào)用存儲卷插件動態(tài)創(chuàng)建PV資源
5)準(zhǔn)備創(chuàng)建PVC資源的配置文件,定義訪問模式、存儲空間大小、storageClassName設(shè)置為StorageClass資源名稱等來動態(tài)創(chuàng)建PV資源并綁定PV
6)創(chuàng)建Pod資源掛載PVC存儲卷,定義卷類型為persistentVolumeClaim,并在容器配置中定義存儲卷掛載點(diǎn)路徑
7.2靜態(tài)創(chuàng)建PV的步驟
- 準(zhǔn)備好存儲設(shè)備和共享目錄
- 準(zhǔn)備創(chuàng)建PV資源的配置文件,定義訪問模式(ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany、ReadWriteMany)、存儲空間大小、回收策略(Retain、Recycle、Delete)、存儲設(shè)備類型、storageClassName等
- 準(zhǔn)備創(chuàng)建PVC資源的配置文件,定義訪問模式(必要條件,必須是PV支持的訪問模式)、存儲空間大小(默認(rèn)就近選擇大于等于指定大小的PV)、storageClassName等來綁定PV
- 創(chuàng)建Pod資源掛載PVC存儲卷,定義卷類型為persistentVolumeClaim,并在容器配置中定義存儲卷掛載點(diǎn)路徑?