一、Kubernetes 如何管理存儲資源：
理解volume
1）
Kubernetes 如何通過 Volume 為集群中的容器提供存儲；
2）實踐幾種常用的 Volume 類型並理解它們各自的應用場景；
3） Kubernetes 如何通過 Persistent Volume 和 Persistent Volume Claim
分離集群管理員與集群用戶的職責，
4）實踐 Volume 的靜
態供給和動態供給。
Volume
本節我們討論 Kubernetes 的存儲模型 Volume，學習如何將各種持久化存儲映射到容器。
我們經常會說：
容器和 Pod 是短暫的。
其含義是它們的生命周期可能很短，會被頻繁地銷毀和創建。
容器銷毀時，保存在容器內部文件系統中的數據都會被清除。
為了持久化保存容器的數據，可以使用 Kubernetes Volume。
Volume 的生命周期獨立於容器，Pod 中的容器可能被銷毀和重建，但 Volume 會被保留。
本質上，Kubernetes Volume 是一個目錄，這一點與 Docker Volume 類似。
當 Volume 被 mount 到 Pod，Pod 中的所有容器都可以訪問這個 Volume。Kubernetes Volume 也支持多種 backend 類型，包括 emptyDir、hostPath、GCE Persistent Disk、AWS Elastic Block Store、NFS、Ceph 等。
Volume 提供了對各種 backend 的抽象，容器在使用 Volume 讀寫數據的時候不需要關心數據到底是存放在本地節點的文件系統中呢還是雲硬盤上。對它來說
，所有類型的 Volume 都只是一個目錄。
二、kubernetes Volume種類：
emptyDir
emptyDir 是最基礎的 Volume 類型。正如其名字所示，
一個 emptyDir Volume 是 Host 上的一個空目錄。
emptyDir Volume 對於容器來說是持久的，對於 Pod 則不是。
當 Pod 從節點刪除時，Volume 的內容也會被刪除。但如果只是容器被銷毀而 Pod 還在，則 Volume 不受影響。
也就是說：emptyDir Volume 的生命周期與 Pod 一致。 Pod 中的所有容器都可以共享 Volume，它們可以指定各自的 mount 路徑。下面通過例子來實踐 emptyDir，配置文件如下：
這里我們模擬了一個 producer-consumer 場景。
Pod 有兩個容器 producer和 consumer，它們共享一個 Volume。producer 負責往 Volume 中寫數據，consumer 則是從 Volume 讀取數據。
① 文件最底部 volumes 定義了一個 emptyDir 類型的 Volume shared-volume。
② producer 容器將 shared-volume mount 到 /producer_dir 目錄。
③ producer 通過 echo 將數據寫到文件 hello 里。
④ consumer 容器將 shared-volume mount 到 /consumer_dir 目錄。
⑤ consumer 通過 cat 從文件 hello 讀數據。
emptyDir 是 Host 上創建的臨時目錄，其
優點是能夠方便地為 Pod 中的容器提供共享存儲，不需要額外的配置。但它不具備持久性，如果 Pod 不存在了，emptyDir 也就沒有了。根據這個特性，emptyDir 特別
適合 Pod 中的容器需要臨時共享存儲空間的場景，比如前面的生產者消費者用例。
hostPath Volume
hostPath Volume 的
作用是將 Docker Host 文件系統中已經存在的目錄 mount 給 Pod 的容器。大部分應用都不會使用 hostPath Volume，因為這
實際上增加了 Pod 與節點的耦合，限制了 Pod 的使用（缺點）。不過那些需要訪問 Kubernetes 或 Docker 內部數據（配置文件和二進制庫）的應用則需要使用 hostPath。
看下面是 Volume 的相關部分：
這里定義了三個 hostPath volume k8s、certs 和 pki，分別對應 Host 目錄 /etc/kubernetes、/etc/ssl/certs 和 /etc/pki。
如果 Pod 被銷毀了，hostPath 對應的目錄也還會被保留，從這點看，hostPath 的持久性比 emptyDir 強。不過一旦 Host 崩潰，hostPath 也就沒法訪問了。
外部 Storage Provider
如果 Kubernetes 部署在諸如 AWS、GCE、Azure 等公有雲上，可以直接使用雲硬盤作為 Volume，下面是 AWS Elastic Block Store 的例子：
要在 Pod 中使用 ESB volume，必須先在 AWS 中創建，然后通過 volume-id 引用。其他雲硬盤的使用方法可參考各公有雲廠商的官方文檔。
Kubernetes Volume 也可以使用主流的分布式存，比如 Ceph、GlusterFS 等，下面是 Ceph 的例子：
Ceph 文件系統的 /some/path/in/side/cephfs 目錄被 mount 到容器路徑 /test-ceph。
相對於 emptyDir 和 hostPath，這些 Volume 類型的最大特點就是不依賴 Kubernetes。Volume 的底層基礎設施由
獨立的存儲系統管理，與 Kubernetes 集群是分離
的。數據被持久化后，即使整個 Kubernetes 崩潰也不會受損。
當然，運維這樣的存儲系統通常不是項簡單的工作，特別是對可靠性、高可用和擴展性有較高要求時。
Volume 提供了非常好的數據持久化方案，不過在可管理性上還有不足。
PV & PVC
Volume 提供了非常好的數據持久化方案，不過在可管理性上還有不足。
拿前面 AWS EBS 的例子來說，要使用 Volume，Pod 必須事先知道如下信息：
-
當前 Volume 來自 AWS EBS。
-
EBS Volume 已經 提前創建，並且知道 確切的 volume-id。
Pod 通常是由應用的開發人員維護，而
Volume 則通常是由存儲系統的管理員維護。開發人員要獲得上面的信息：
-
要么詢問管理員。
-
要么自己就是管理員。
這樣就帶來一個管理上的問題：應用開發人員和系統管理員的職責耦合在一起了。如果系統規模較小或者對於開發環境這樣的情況還可以接受。但當集群規模變大，特別是對於生成環境，考慮到效率和安全性，這就成了必須要解決的問題。
Kubernetes 給出的解決方案是
PersistentVolume 和 PersistentVolumeClaim。
PersistentVolume (PV) 是外部存儲系統中的一塊存儲空間，由管理員創建和維護。與 Volume 一樣，
PV 具有持久性，生命周期獨立於 Pod。
PersistentVolumeClaim
(PVC) 是對 PV 的申請 (Claim)。
PVC 通常由普通用戶創建和維護。需要為 Pod 分配存儲資源時，
用戶可以創建一個 PVC，指明存儲資源的容
量大小和訪問模式（比如只讀）等信息，Kubernetes 會查找並提供滿足條件的 PV。
有了 PersistentVolumeClaim，用戶只需要告訴 Kubernetes 需要什么樣的存儲資源，而不必關心真正的空間從哪里分配，如何訪問等底層細節信息。這些 Storage
Provider 的底層信息交給管理員來處理，只有管理員才應該關心創建 PersistentVolume 的細節信息。