Kubernetes-存储卷Volume

àì夳堔傛蜴生んèń 2023-03-03 12:25 42阅读 0赞

# Kubernetes-存储卷Volume #

1、存储卷概述

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

# 2、存储卷类型和示例 #

当前Kubernetes支持如下所列这些存储卷类型，并以hostPath、nfs和persistentVolumeClaim类型的存储卷为例，介绍如何定义存储卷，以及如何在Pod中被使用。

*  awsElasticBlockStore
 *  azureDisk
 *  azureFile
 *  cephfs
 *  configMap
 *  csi
 *  downwardAPI
 *  emptyDir
 *  fc (fibre channel)
 *  flocker
 *  gcePersistentDisk
 *  gitRepo
 *  glusterfs
 *  hostPath
 *  iscsi
 *  local
 *  nfs
 *  persistentVolumeClaim
 *  projected
 *  portworxVolume
 *  quobyte
 *  rbd
 *  scaleIO
 *  secret
 *  storageos
 *  vsphereVolume

## 2.1 hostPath ##

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。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>值</th> 
   <th>行为</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>空字符串（默认）是用于向后兼容，这意味着在挂接主机路径存储卷之前不执行任何检查。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>DirectoryOrCreate</code></td> 
   <td>如果path指定目录不存在，则会在宿主机上创建一个新的目录，并设置目录权限为0755，此目录与kubelet拥有一样的组和拥有者。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>Directory</code></td> 
   <td>path指定的目标必需存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>FileOrCreate</code></td> 
   <td>如果path指定的文件不存在，则会在宿主机上创建一个空的文件，设置权限为0644，此文件与kubelet拥有一样的组和拥有者。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>File</code></td> 
   <td>path指定的文件必需存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>Socket</code></td> 
   <td>path指定的UNIX socket必需存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>CharDevice</code></td> 
   <td>path指定的字符设备必需存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>BlockDevice</code></td> 
   <td>在path给定路径上必须存在块设备。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

下面是使用hostPath作为存储卷的YAML文件，此YAML文件定义了一个名称为test-pd的Pod资源。它通过hostPath类型的存储卷，将Pod宿主机上的/data挂接到容器中的/teset-pd目录。

apiVersion: v1
    
    kind: Pod
    
    metadata:
    
    name: test-pd
    
    spec:
    
    containers:
    
    - image: k8s.gcr.io/test-webserver
    
    name: test-container
    
    # 指定在容器中挂接路径
    
    volumeMounts:
    
    - mountPath: /test-pd
    
    name: test-volume
    
    # 指定所提供的存储卷
    
    volumes:
    
    - name: test-volume
    
    hostPath:
    
    # 宿主机上的目录
    
    path: /data
    
    # this field is optional
    
    type: Directory

## 2.2 NFS ##

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。

下面是一个redis部署的YAML配置文件，redis在容器中的持久化数据保存在/data目录下；存储卷使用nfs，nfs的服务地址为：192.168.8.150，存储路径为：/k8s-nfs/redis/data。容器通过*volumeMounts.name*的值确定所使用的存储卷。

apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
    
    kind: Deployment
    
    metadata:
    
    name: redis
    
    spec:
    
    selector:
    
    matchLabels:
    
    app: redis
    
    revisionHistoryLimit: 2
    
    template:
    
    metadata:
    
    labels:
    
    app: redis
    
    spec:
    
    containers:
    
    # 应用的镜像
    
    - image: redis
    
    name: redis
    
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    
    # 应用的内部端口
    
    ports:
    
    - containerPort: 6379
    
    name: redis6379
    
    env:
    
    - name: ALLOW_EMPTY_PASSWORD
    
    value: "yes"
    
    - name: REDIS_PASSWORD
    
    value: "redis"
    
    # 持久化挂接位置，在docker中
    
    volumeMounts:
    
    - name: redis-persistent-storage
    
    mountPath: /data
    
    volumes:
    
    # 宿主机上的目录
    
    - name: redis-persistent-storage
    
    nfs:
    
    path: /k8s-nfs/redis/data
    
    server: 192.168.8.150

## 2.3 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。

此处定义名为busybox-deployment的部署YAML配置文件，使用的镜像为busybox。基于busybox镜像的容器需要对/mnt目录下的数据进行持久化，在YAML文件指定使用名称为nfs的PersistenVolumeClaim对容器的数据进行持久化。

# This mounts the nfs volume claim into /mnt and continuously
    
    # overwrites /mnt/index.html with the time and hostname of the pod.
    
    apiVersion: v1
    
    kind: Deployment
    
    metadata:
    
    name: busybox-deployment
    
    spec:
    
    replicas: 2
    
    selector:
    
    name: busybox-deployment
    
    template:
    
    metadata:
    
    labels:
    
    name: busybox-deployment
    
    spec:
    
    containers:
    
    - image: busybox
    
    command:
    
    - sh
    
    - -c
    
    - 'while true; do date > /mnt/index.html; hostname >> /mnt/index.html; sleep $(($RANDOM % 5 + 5)); done'
    
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    
    name: busybox
    
    volumeMounts:
    
    # name must match the volume name below
    
    - name: nfs
    
    mountPath: "/mnt"
    
    volumes:
    
    - name: nfs
    
    persistentVolumeClaim:
    
    claimName: nfs-pvc