kubetnetes 之存储 PV PVC

爱被打了一巴掌 2022-06-07 00:44 192阅读 0赞

**概述**

k8s最初用于管理无状态的服务，单随着越来越多的应用迁移的k8s平台，管理存储资源成为一个非常重要的功能。

k8s使用两种资源管理存储：  
PersistentVolume（一些简称PV）：由管理员添加的的一个存储的描述，是一个全局资源，包含存储的类型，存储的大小和访问模式等。它的生命周期独立于Pod，例如当使用它的Pod销毁时对PV没有影响。  
PersistentVolumeClaim（一些简称PVC）：是Namespace里的资源，描述对PV的一个请求。请求信息包含存储大小，访问模式等。

**PV 和 PVC生命周期**

PV是k8s集群里的存储，PVC会使用PV，它们的生命周期概况如下：

**Provisioning**

PV可以通过两种方式提供：  
Static：管理员在集群里创建PV资源，每个PV包含详细的真实存储的信息供PVC使用。  
Dynamic：当集群里没有PV符合PVC请求时，集群会尝试动态生成PV。前提是管理员提供过StorageClass资源并且PVC里有StorageClass的描述。

**Binding**

当集群中新添加一个PVC时，k8s里的PVController（下一篇文章介绍）会试图查找最合适（存储大小和访问模式）的PV并建立绑定关系。 最合适的意思是PVC一定满足PV的要求，单也可能比PVC要求的要多，例如PVC请求5G存储，但当前最小的PV是10G，那么这个PV也会被分配给PVC。 注意一个PV只能绑定给一个PVC。

**Using**

Pods把PVC当做Volume（类似于Docker的Volume）使用，下面会有例子介绍怎样在Pod中使用PVC。K8s会解析Pod，PV和PVC的联系，把PV中的存储挂载到Pod中。

**Releasing**

当用户使用完PVC可以把它删除，绑定在其上的PV会变成“released”并准备被回收。

**Reclaiming**

有三种回收策略：  
\* Retained：PV会保持原有数据并允许用户手动回收数据。  
\* Recycled：删除数据（rm -rf /thevolume/\*）并允许PV被绑定到其它PVC。  
\* Deleted： 删除数据并删除PV。

**PV**

PV在k8s中被实现成插件，可以非常方便的扩展新的存储类型。已经被支持的类型包含所有主流的存储方案：  
\* GCEPersistentDisk  
\* AWSElasticBlockStore  
\* AzureFile  
\* AzureDisk  
\* FC (Fibre Channel)  
\* Flocker  
\* NFS  
\* iSCSI  
\* RBD (Ceph Block Device)  
\* CephFS  
\* Cinder (OpenStack block storage)  
\* Glusterfs  
\* VsphereVolume  
\* Quobyte Volumes  
\* HostPath (single node testing only – local storage is not supported in any way and WILL NOT WORK in a multi-node cluster)  
\* VMware Photon

**PV 资源描述**

每个PV里包含一个spec和status  
apiVersion: v1  
kind: PersistentVolume  
metadata:  
name: pv0003  
spec:  
capacity:  
storage: 5Gi  
accessModes:  
\- ReadWriteOnce  
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle  
nfs:  
path: /tmp  
server: 172.17.0.2

**Capacity**

通过capacity给PV设置特定的大小。

**Access Modes**

k8s不会真正检查存储的访问模式或根据访问模式做访问限制，只是对真实存储的描述，最终的控制权在真实的存储端。目前支持三种访问模式：  
\* ReadWriteOnce – PV以 read-write 挂载到一个节点  
\* ReadOnlyMany – PV以read-only方式挂载到多个节点  
\* ReadWriteMany – PV以read-write方式挂载到多个节点

**Reclaim**

当前支持的回收策略:  
\* Retain – 允许用户手动回收  
\* Recycle – 删除PV上的数据 (“rm -rf /thevolume/\*”)  
\* Delete – 删除PV

**Phase**

Available – PV可以被使用  
Bound – PV被绑定到PVC  
Released – 被绑定的PVC被删除，可以被Reclaim  
Failed – 自动回收失败

**PVC资源描述**

每个PVC里包含一个spec和status，访问模式和请求的大小类似于PV。  
kind: PersistentVolumeClaim  
apiVersion: v1  
metadata:  
name: myclaim  
spec:  
accessModes:  
\- ReadWriteOnce  
resources:  
requests:  
storage: 8Gi

**Phase**

*  Pending – 等待可用的PV
 *  Bound – PV被绑定到PVC
 *  Lost – 找不到绑定的PV

**实例**

运行实例

通过命令行添加如下三个资源：  
**1. 添加PV**

apiVersion: v1
    kind: PersistentVolume
    metadata:
    name: pv
    spec:
    capacity:
    storage: 5Gi
    accessModes:
    - ReadWriteOnce
    - ReadWriteMany
    - ReadOnlyMany
    nfs:
    path: /var/nfsshare/v1
    server: 172.16.51.58
    persistentVolumeReclaimPolicy: Delete

**2. 添加PVC**

apiVersion: v1
    kind: PersistentVolumeClaim
    metadata:
    name: myclaim
    namespace: test
    spec:
    accessModes:
    - ReadWriteOnce
    resources:
    requests:
      storage: 5Gi

**3. 添加Pod**

kind: Pod
    apiVersion: v1
    metadata:
    name: mypod
    spec:
    containers:
    - name: myfrontend
      image: dockerfile/nginx
      volumeMounts:
      - mountPath: "/var/www/html"
        name: mypd
    volumes:
    - name: mypd
      persistentVolumeClaim:
        claimName: myclaim

查看PV和PVC资源状态

当实例正常运行以后查看各个资源的状态  
**1. PV 状态变成Bound**

...
    status:
    phase: Bound

**2. PVC 状态变成Bound**

...
    volumeName: pv3
    status:
    accessModes:
    - ReadWriteOnce
    - ReadWriteMany
    - ReadOnlyMany
    capacity:
    storage: 5Gi
    phase: Bound