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K8S-存储卷，pv，pvc
pv，pvc
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/volumes vim pod-emptydir.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: pod-emptydir namespace: default labels: app: myapp tier: frontend spec: containers: - name: myapp image: ikubernetes/myapp:v1 imagePullPolicy: IfNotPresent ports: - name: http containerPort: 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: busybox image: busybox:latest imagePullPolicy: IfNotPresent volumeMounts: - 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.yaml kubectl 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- 1
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（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- 1
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- 1
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（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- 1
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（3）创建 Pod 资源
vim pod-hostpath.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: pod-hostpath namespace: default spec: containers: - name: myapp image: 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false readOnly: 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: DirectoryOrCreate kubectl apply -f pod-hostpath.yaml- 1
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（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 node02curl 10.244.2.19 node02.exo.com - 1
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（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 node02curl 10.244.2.20 node02.exo.com - 1
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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 stor01 vim /etc/exports /data/volumes 192.168.174.0/24(rw,no_root_squash) systemctl start rpcbind systemctl start nfs showmount -e Export list for stor01: /data/volumes 192.168.174.0/24- 1
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2.master节点操作
vim pod-nfs-vol.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: pod-vol-nfs namespace: default spec: containers: - name: myapp image: ikubernetes/myapp:v1 volumeMounts: - name: html mountPath: /usr/share/nginx/html volumes: - name: html nfs: path: /data/volumes server: stor01 kubectl apply -f pod-nfs-vol.yaml kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE pod-vol-nfs 1/1 Running 0 21s 10.244.2.15 node02- 1
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3.在nfs服务器上创建index.html
cd /data/volumes vim index.htmlnfs stor01
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4.master节点操作
curl 10.244.2.15nfs stor01
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.yaml nas gfs ceph san- 1
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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 -arv showmount -e- 1
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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: pv001 labels: name: pv001 spec: nfs: path: /data/volumes/v1 server: stor01 accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"] capacity: storage: 1Gi --- apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: pv002 labels: name: pv002 spec: nfs: path: /data/volumes/v2 server: stor01 accessModes: ["ReadWriteOnce"] capacity: storage: 2Gi --- apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: pv003 labels: name: pv003 spec: nfs: path: /data/volumes/v3 server: stor01 accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"] capacity: storage: 2Gi --- apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: pv004 labels: name: pv004 spec: nfs: path: /data/volumes/v4 server: stor01 accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"] capacity: storage: 4Gi --- apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: pv005 labels: name: pv005 spec: nfs: path: /data/volumes/v5 server: stor01 accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"] capacity: storage: 5Gi kubectl apply -f pv-demo.yaml kubectl get pv- 1
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（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: mypvc namespace: default spec: accessModes: ["ReadWriteMany"] resources: requests: storage: 2Gi --- apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: pod-vol-pvc namespace: default spec: containers: - name: myapp image: ikubernetes/myapp:v1 volumeMounts: - name: html mountPath: /usr/share/nginx/html volumes: - name: html persistentVolumeClaim: claimName: mypvc kubectl apply -f pod-vol-pvc.yaml kubectl get pv- 1
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（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.html kubectl get pods -o wide pod-vol-pvc 1/1 Running 0 3m 10.244.1.10 k8s-node01 curl 10.244.1.10 bkpp is real- 1
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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- 1
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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: ServiceAccount name: nfs-client-provisioner namespace: default roleRef: kind: ClusterRole name: nfs-client-provisioner-clusterrole apiGroup: rbac.authorization.k8s.io kubectl apply -f nfs-client-rbac.yaml- 1
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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- 1
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5.创建 NFS Provisioner
vim nfs-client-provisioner.yaml kind: Deployment apiVersion: apps/v1 metadata: name: nfs-client-provisioner spec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: nfs-client-provisioner strategy: type: Recreate template: metadata: labels: app: nfs-client-provisioner spec: serviceAccountName: nfs-client-provisioner #指定Service Account账户 containers: - name: nfs-client-provisioner image: quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner:latest imagePullPolicy: IfNotPresent volumeMounts: - name: nfs-client-root mountPath: /persistentvolumes env: - name: PROVISIONER_NAME value: 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_SERVER value: stor01 #配置绑定的nfs服务器 - name: NFS_PATH value: /opt/k8s #配置绑定的nfs服务器目录 volumes: #申明nfs数据卷 - name: nfs-client-root nfs: server: stor01 path: /opt/k8s kubectl apply -f nfs-client-provisioner.yaml kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE nfs-client-provisioner-5d7df8dcc8-zxd4h 1/1 Running 0 14s- 1
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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.yaml kubectl get storageclass NAME PROVISIONER RECLAIMPOLICY VOLUMEBINDINGMODE ALLOWVOLUMEEXPANSION AGE nfs-client-storageclass nfs-storage Delete Immediate false 43s- 1
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7.创建 PVC 和 Pod 测试
vim test-pvc-pod.yaml apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: test-nfs-pvc spec: accessModes: - ReadWriteMany storageClassName: nfs-client-storageclass #关联StorageClass对象 resources: requests: storage: 1Gi --- apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: test-storageclass-pod spec: containers: - name: busybox image: busybox:latest imagePullPolicy: IfNotPresent command: - "/bin/sh" - "-c" args: - "sleep 3600" volumeMounts: - name: nfs-pvc mountPath: /mnt restartPolicy: Never volumes: - name: nfs-pvc persistentVolumeClaim: claimName: test-nfs-pvc kubectl apply -f test-pvc-pod.yaml- 1
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（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- 1
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（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/- 1
（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- 1
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（4）发现 NFS 服务器上存在，说明验证成功
cat /opt/k8s/test.txt- 1
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
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- 原文地址：https://blog.csdn.net/Riky12/article/details/133145069