kubernetes持久化存储volume

亦凉 2023-02-15 01:16 161阅读 0赞

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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

# 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 align="left">值</th> 
   <th align="left">行为</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left"><br></td> 
   <td align="left">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 align="left"><code>DirectoryOrCreate</code></td> 
   <td align="left">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 align="left"><code>Directory</code></td> 
   <td align="left">path指定的目标必需存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>FileOrCreate</code></td> 
   <td align="left">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 align="left"><code>File</code></td> 
   <td align="left">path指定的文件必需存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>Socket</code></td> 
   <td align="left">path指定的UNIX socket必需存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>CharDevice</code></td> 
   <td align="left">path指定的字符设备必需存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>BlockDevice</code></td> 
   <td align="left">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

#     #

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# 参考资料 #

1.《Volumes》地址：https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/volumes/
    2.《nfs》地址：https://github.com/kubernetes-incubator/external-storage/tree/master/nfs
    作者简介：
    季向远，北京神舟航天软件技术有限公司产品经理。本文版权归原作者所有。

[kubernetes]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106369123
[DevOps]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106435859
[kubernetes_-]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106346164
[kubernetes_-k8s]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106030727
[kubernetes_-kubectl]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106168939
[kubernetes_EFK]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/105852646
[Kubernetes_MySQL]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106089098
[Prometheus_Grafana_Alertmanager_-]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106294097
[k8s1.18_master_-]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106089099
[Kubernetes Pod_-livenessProbe_readinessProbe]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106394498
[kubernetes pod_-postStart_preStop]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106485489
[k8s]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/105828889
[-tomcat]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/105926564
[-tomcat_java_close_wait]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU0NjEwMTg4Mg%3D%3D&chksm=fb638c56cc140540a8015c902c5b38ae6fc9245ab09687e63084b0c3c4a10cb1fe8c4627efd4&idx=1&mid=2247484227&scene=21&sn=6900363f032604263553ed5f6b04b81f#wechat_redirect
[linux]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/105985731
[format_png]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9yQTJRUVZHa2Q4UUJJRkwwTkFIeFJ5dDVrR2ZBTDJYcjg4N2J1aWJkT1Y4dGlhTWlhdmljTDBDaWJkRHc5dnRpY3ZGSUo3UDlieTBiNDZqY1owVldRY3BwTnNjQS82NDA?x-oss-process=image/format,png
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