Kubernetes通过Kuboard基于NFS的PersistentVolume

秒速五厘米 2023-06-26 10:42 5阅读 0赞

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## 概述 ##

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与管理计算资源相比，管理存储资源是一个完全不同的问题。为了更好的管理存储，Kubernetes 引入了 PersistentVolume 和 PersistentVolumeClaim 两个概念，将存储管理抽象成如何提供存储以及如何使用存储两个关注点。

PersistentVolume（PV 存储卷）是集群中的一块存储空间，由集群管理员管理、或者由 Storage Class（存储类）自动管理。PV（存储卷）和 node（节点）一样，是集群中的资源（kubernetes 集群由存储资源和计算资源组成）。PersistentVolumeClaim（存储卷声明）是一种类型的 Volume（数据卷），PersistentVolumeClaim（存储卷声明）引用的 PersistentVolume（存储卷）有自己的生命周期，该生命周期独立于任何使用它的容器组。PersistentVolume（存储卷）描述了如何提供存储的细节信息（NFS、cephfs等存储的具体参数）。

PersistentVolumeClaim（PVC 存储卷声明）代表用户使用存储的请求。Pod 容器组消耗 node 计算资源，PVC 存储卷声明消耗 PersistentVolume 存储资源。Pod 容器组可以请求特定数量的计算资源（CPU / 内存）；PersistentVolumeClaim 可以请求特定大小/特定访问模式（只能被单节点读写/可被多节点只读/可被多节点读写）的存储资源。

根据应用程序的特点不同，其所需要的存储资源也存在不同的要求，例如读写性能等。集群管理员必须能够提供关于 PersistentVolume（存储卷）的更多选择，无需用户关心存储卷背后的实现细节。为了解决这个问题，Kubernetes 引入了 StorageClass（存储类）的概念

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## 存储卷和存储卷声明的关系 ##

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存储卷和存储卷声明的关系如下图所示：

PersistentVolume 是集群中的存储资源，通常由集群管理员创建和管理  
StorageClass 用于对 PersistentVolume 进行分类，如果正确配置，StorageClass 也可以根据 PersistentVolumeClaim 的请求动态创建 Persistent Volume  
PersistentVolumeClaim 是使用该资源的请求，通常由应用程序提出请求，并指定对应的 StorageClass 和需求的空间大小  
PersistentVolumeClaim 可以做为数据卷的一种，被挂载到容器组/容器中使用  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 存储卷声明的管理过程 ##

PersistantVolume 和 PersistantVolumeClaim 的管理过程描述如下：

下图主要描述的是 PV 和 PVC 的管理过程，因为绘制空间的问题，将挂载点与Pod关联了，实际结构应该如上图所示：

Pod 中添加数据卷，数据卷关联PVC  
Pod 中包含容器，容器挂载数据卷

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

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## 实际操作如下 ##

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1.部署NFS服务器  
在NFS主机上部署NFS

yum install -y nfs-utils   #安装NFS
    vim /etc/exports           #创建 exports 文件，文件内容如下
    /nfs/data/ *(insecure,rw,sync,no_root_squash)
    #以下命令为启动NFS服务过程
    mkdir  -p /nfs/data/ 
    systemctl enable rpcbind
    systemctl enable nfs-server
    
    systemctl start rpcbind
    systemctl start nfs-server
    exportfs -r

2.在集群机器内验证NFS服务器是否成功搭建

showmount -e    192.168.2.42      # ip替换为你的NFS机器ip

![在这里插入图片描述][20191231132618112.png]  
3.登陆到Kuboard管理界面创建命名空间  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
2.创建存储类StorageClass  
返回到Kuboard首页  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
这里解释两点  
**1.回收策略 Reclaim Policy**  
由 StorageClass 动态创建的 PersistentVolume 将使用 StorageClass 中定义的回收策略。可选项有：  
**回收后删除 Delete  
回收后保留 Retain**  
同一 StorageClass 中，手动创建的 PersistentVolume，将使用创建时手动指定的回收策略。

**2.存储卷绑定模式 Volume Binding Mode**  
StorageClass 根据存储卷绑定模式的选项，确定何时执行 存储卷与存储卷声明的绑定、何时执行动态存储卷提供（动态创建存储卷）。可选项有：  
**即刻绑定 Immediate**  
存储卷声明创建后，立刻动态创建存储卷并将其绑定到存储卷声明。  
**首次使用时绑定 WaitForFirstConsumer**  
直到存储卷声明第一次被容器组使用时，才创建存储卷，并将其绑定到存储卷声明。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
3.创建PV/PVC  
进入到刚刚创建的命名空间test内  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
其读写模式对应于yaml文件下accessModes  
ReadWriteOnce – PV 能以 read-write 模式 mount 到单个节点。  
ReadOnlyMany – PV 能以 read-only 模式 mount 到多个节点。  
ReadWriteMany – PV 能以 read-write 模式 mount 到多个节点。

可以看到![在这里插入图片描述][20191231134232697.png]  
pv/pvc均已创建,对应nfs目录下也已经创建文件夹  
![在这里插入图片描述][20191231134303929.png]  
4.创建项目并挂载PV  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]  
基本信息随便填了一个,反正只是做一下示例

**添加数据卷 Volume**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]  
**添加挂载点**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]  
![在这里插入图片描述][20191231134910357.png]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]  
以上保存创建即可

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## 5.测试 ##

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可以发现刚刚创建的目录已经生成,因为容器未对PV进行操作,里面为空  
![在这里插入图片描述][2019123113523497.png]  
进入容器内bash  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]  
可以看到,挂载的PV已经显示  
![在这里插入图片描述][20191231135357869.png]  
我们进入文件夹创建个文件  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]  
对应的NFS目录下也已经生成  
![在这里插入图片描述][20191231135534395.png]

删除容器在观察PV是否正常挂载  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]

删除后会自动重启容器,重新进入容器bash查看  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]

以上概念类的内容转自kuboard官网,官网中对整个PV的讲解不是很详细,故做补充,若有错误,请指正

https://kuboard.cn/learning/k8s-intermediate/persistent/volume.html#%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%8D%B7%E6%A6%82%E8%BF%B0

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191231132004461.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/2019123113211835.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20191231132618112.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191231132618112.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191231132853159.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191231132925721.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191231133155550.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191231133548476.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191231133705294.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODc1MTUxMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
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