K8S實戰（十六）| 持久化存儲卷

前言

PV 用來定義持久化存儲卷，可將外部存儲如 NFS/GFS/CFS 等定義為一個 K8S 內部對象，是一個服務提供者。

PVC 會尋找合適的 PV 進行綁定，綁定成功后，PVC 就可以提供給 pod 使用。

更新歷史

• 20200710 - 初稿 - 左程立
• 原文地址 - https://blog.zuolinux.com/2020/07/10/storage-pv-pvc.html

定義 PV/PVC

定義一個 PV

[root@master01 ~]# cat pv.yaml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
 name: nfs1-pv
spec:
 storageClassName: manual
 capacity:
   storage: 1Gi
 accessModes: 
   - ReadWriteMany
 nfs:
   server: 192.168.10.17
   path: "/data/nfs"

定義一個 PVC

[root@master01 ~]# cat pvc.yaml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
 name: nfs1-pvc
spec:
 accessModes:
   - ReadWriteMany
 storageClassName: manual
 resources:
   requests:
     storage: 1Gi

# kubectl get pv
NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS     CLAIM              STORAGECLASS   REASON   AGE
nfs1-pv   1Gi        RWX            Retain           Released   default/nfs1-pvc   manual                  118s
# kubectl get pvc
NAME       STATUS    VOLUME   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
nfs1-pvc   Pending                                      manual         14s

PVC 會查找 storageClassName 名稱一致的 PV，然后在這些 PV 中查找滿足 spec.resources.requests.storage 條件的 PV，找到后就綁定 PVC 到該 PV 上。

如果沒有符合條件的 PV，PVC 會處於 pending 狀態。K8S 的一個名叫 PersistentVolumeController 的控制器會不斷檢查是否有 pending 的 PVC，以及是否有符合條件的 PV 出現，一旦有符合條件的 PV 出現，即將 pending 中的 PVC 與 PV 綁定，然后 PVC 狀態變為 Bound。

Pod 中使用 PVC/PV

創建 Pod

[root@master01 ~]# cat pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
    - name: web
      image: nginx
      volumeMounts:
        - name: nfs
          mountPath: "/usr/share/nginx/html"
  volumes:
    - name: nfs
      persistentVolumeClaim:
        claimName: nfs1-pvc

spec.volumes.persistentVolumeClaim 指定了卷使用哪個 PVC
spec.containers.volumeMounts 指定了掛載哪個卷（name）到容器哪個目錄（mountPath）中

在容器掛載目錄中寫入一個 index.html 文件

kubectl exec -it mypod -- touch /usr/share/nginx/html/index.html

在遠程 NFS 上可以看到新建的文件

[root@work03 ~]# ls /data/nfs/
index.html

說明掛載成功了。

在 Pod 運行的 node，即 work01 上

# df -h | grep nfs
192.168.10.107:/data/nfs   15G  6.7G  6.8G  50% /var/lib/kubelet/pods/6adcbab7-63cd-4c4e-8db7-7234b9b49999/volumes/kubernetes.io~nfs/nfs1-pv

運行 df 可以看到，K8S 把 NFS 目錄 mount 到了宿主機的 /var/lib/kubelet/pods/{pod id}/volumes/kubernetes.io~nfs/{PV名稱} ，這個本地目錄中，然后在容器中掛載該目錄。

結束語

PVC 不關心后端存儲提供者是 NFS 還是 GFS，具體使用哪種類型的存儲由 PV 來定義，PVC 只和隱藏了存儲實現細節的 PV 對接。

本方式為靜態分配，如果有一千個 Pod，每個 Pod 有一個 PVC，那么管理員需要人工開設一千個 PV，隨着集群規模的擴大，將導致無法有效管理。

K8S 提供了一種可以動態分配的工作機制，可以自動創建 PV，該機制依賴一個叫做 StorageClass 的 API 對象。

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