k8s pv与pvc理解与实践

参考文章： https://blog.csdn.net/qq_41337034/article/details/117220475

一、 pv/pvc简述

Pv是指PersistentVolume，中文含义是持久化存储卷是对底层的共享存储的一种抽象，Pv由管理员进行配置和创建，只要包含存储能力，访问模式，存储类型，回收策略，后端存储类型等主要信息。它和具体的底层存储技术实现有关，比如NFS，Hostpath等，Pvc是一种用户对存储的需求声明，声明中包括了存储大小，存储类型，以及k8s中选择器的属性等，另一个角度来看Pvc和Pod类型，Pod是消耗节点node资源，Pvc消耗的是Pv资源，Pod可以请求CPU和内存，而PVC可以请求特定的存储空间和访问模式。

二、 pv/pvc使用场景

存储工程师把存储系统上的总空间划分成一个个小的存储块 k8s集群的管理员将存储块和pv进行一一对应，用户通过pvc对存储进行申请。比如可以指定具体大小容量的存储，访问模式和存储类型，用户这样不用关系底层存储实现的细节，只需要直接申请使用pvc。

三、 创建并使用pv

PV支持多种不同类型的存储，如：NFS、hostpath、RBD、ISCSI，文中将使用NFS为例介绍如何创建pv。

• 第一步，搭建一个NFS共享服务器，共享目录为/data/share
  搭建nfs服务器参考：https://blog.csdn.net/qq_50247813/article/details/127399198
  把共享目录换成/data/share（前提是目录已存在），允许你所在的网段可以访问。

• 创建pv，并添加NFS共享服务器地址和目录

  # kubectl create -f pv.yaml
  # cat  pv.yaml	
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  apiVersion: v1	
  kind: PersistentVolume			# 指定为PV类型
  metadata:				
   name: pv-share				# 指定PV的名称
   labels:						
    release: pv-share				# 指定PV的标签
  spec:		
   capacity:	
    storage: 1Gi				# 指定PV的容量
   accessModes:
    - ReadWriteOnce			# 指定PV的访问模式，简写为RWO，只支持挂载1一个Pod的读和写
   persistentVolumeReclaimPolicy: Delete		# 指定PV回收的策略
   nfs:								# 指定PV的存储类型，本文是以nfs为例
    path: /data/share				# 共享的地址
    server: 192.168.44.162		# 服务器地址
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  note：

  accessModes支持多种访问模式
  1） ReadWriteOnce（RWO）：读写权限，但是只支持挂载在1个Node
  2） ReadOnlyMany（ROX）：只读权限，支持挂载在多个Node
  3） ReadWriteMany（RWX）：读写权限，支持挂载在多个Node

persistentVolumeReclaimPolicy的策略，指的是如果PVC被注释放掉后，PV的处理，这里说的释放，指的是用户删除PVC后，与PVC对应的PV会被释放掉，PVC和PV是一一对应关系。

1） Retain（默认），PV的数据不会清理，会保留volume，如果需要清理，需要手动进行
2） Recycle，会将数据进行清理，即rm -rf /thevolume/*（只有NFS和HostPath支持），清理完后，PV会呈现available状态，支持再次的绑定PVC
3） Delete，删除存储资源，会删除PV及PV后端的存储资源，比如删除AWS EBS卷（只有AWS EBS, GCE PD, Azure Disk 和 Cinder 支持）

• 查看pv

    # kubectl get pv
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  NAME       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
  pv-share   1Gi        RWO            Delete           Available                                   6s
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  观察可发现，pv创建好了后状态为Available，此时如果此pv刚好条件符合刚刚创建的pvc，则会自动绑定。

四、 创建pvc

#kubectl create -f pvc.yaml
#cat pvc.yaml
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apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
 name: pv-share
spec:
 resources:
  requests:
   storage: 1Gi
 volumeMode: Filesystem
 accessModes:
  - ReadWriteOnce	
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1） PVC声明了accessModes访问类型为ReadWriteOnce，创建后，系统会自动去找能够支持ReadWriteOnce访问类型的PV，若无符合条件的PV，则不会进行绑定
2） PVC声明了storage的大小为1Gi，创建后，系统会自动取找能够支持此容量的PV，若无符合条件的PV，则不会进行绑定。

从这里来看，对于用户来说，即只需要声明访问类型、容量、另外还可以通过StorageClass声明具体的PV类型即可完成对持久化存储的申请，而不需要去维护和关注后端存储。

# kubectl get pvc
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NAME       STATUS   VOLUME     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
pv-share   Bound    pv-share   1Gi        RWO                           15s
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我发现pvc创建好了的状态的就是Bound，这是因为在创建并声明自己要什么样子的存储时。我们刚刚创建的pv刚好符合条件，则自动绑定。状态更新，此时pv的状态也应该发生了变更。

# kubectl get pv
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NAME       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM              STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-share   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/pv-share                           92m
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五、 pod使用pvc

# kubectl create -f  nginx-pod.yaml
# cat nginx-pod.yaml
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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
 name: nginx
spec:
 containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    ports:
     - containerPort: 80
       name: "http-server"
    volumeMounts:
     - mountPath: "/usr/share/nginx/html"
       name: pv-storage
 volumes:
  - name: pv-storage
    persistentVolumeClaim:
     claimName: pv-share		# 挂在的是 pvc
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查看pod详情（省略部分输出）

kubectl describe pod nginx
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Volumes:
  pv-storage:
    Type:       PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)
    ClaimName:  pv-share
    ReadOnly:   false
  default-token-2jswl:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:  default-token-2jswl
    Optional:    false
QoS Class:       BestEffort
Node-Selectors:  <none>
Tolerations:     node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
                 node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
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可以看出nginx pod已经绑定了pvc名称pv-share 的存储。

六、修改共享目录文件，访问测试

nfs服务器的共享地址是 /data/share

echo "success" >> index.html; chmod 777 index.html
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现在就可以进入到pod容器内部查看文件了

kubectl exec -it nginx --  cat /usr/share/nginx/html/index.html
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[root@k8s-master ~]# kubectl exec -it nginx --  cat /usr/share/nginx/html/index.html
success
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七、 创建一个service，让集群外部可访问nginx

# kubectl expose pod nginx --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
# kubectl get svc nginx
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NAME    TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
nginx   NodePort   10.107.90.132   <none>        80:32637/TCP   4m29s
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