前文我們聊到了k8s中給Pod添加存儲卷相關話題，回顧請參考：https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/14180752.html；今天我們來聊一下持久存儲卷相關話題；
volume的基礎使用，需要我們用戶手動來向不同類型存儲接口傳遞不同的參數，從而實現把外部存儲映射到k8s上的一個volume對象，使得pod才能正常的掛載對應的存儲卷，對應pod里的容器才能正常使用；這種使用方式的前提是用戶必須了解對應的存儲系統，了解對應類型的存儲接口，以及相關參數；這使得用戶在k8s上使用存儲卷變得有些復雜；為了簡化這一過程，在k8s上使用pv和pvc資源來把對應底層存儲接口給隱藏了，用戶使用存儲卷不再關心底層存儲系統接口；不管底層是那種類型的存儲，用戶只需面對一個pvc接口即可；
PV、PVC和K8s集群以及pod的關系
提示：用戶在創建pod時使用存儲卷只需要關心對應名稱空間的pvc對象；而對應pv是需要集群管理管理員定義；后端存儲是專門的存儲管理員負責管理；pv是k8s上的一種標准資源，全稱叫做PersistentVolume翻譯成中文就是持久存儲卷；它主要作用是把后端存儲中的某個邏輯單元，映射為k8s上的pv資源；pv是集群級別的資源；任意名稱空間都可以直接關聯某一個pv；關聯pv的過程我們叫做綁定pv；而對應名稱空間關聯某一pv需要使用pvc資源來定義；pvc全稱PersistentVolumeClaim的縮寫，意思就是持久存儲卷申請；在一個名稱空間下創建一個pvc就是把對應名稱空間同集群上的某一pv做綁定；一旦一個名稱空間綁定了一個pv后，對應的pv就會從available狀態轉變成bond狀態，其他名稱空間將不能再使用，只有對應pv是available狀態才能正常的被其他名稱空間關聯綁定；簡單講pvc和pv的關系是一一對應的，一個pv只能對應一個pvc；至於同一名稱空間下的多個pod是否能夠同時使用一個PVC取決pv是否允許多路讀寫，對應pv是否支持多路讀寫取決后端存儲系統；不同類型的存儲系統，對應訪問模式也有所不同。訪問模式有三種，單路讀寫(ReadWriteOnce簡稱RWO)，多路讀寫(ReadWriteMany簡稱RWX)，多路只讀(ReadOnlyMany簡稱ROX)；
示例：pv資源創建
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[root@master01 ~]
# cat pv-v1-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: nfs-pv-v1
labels:
storsystem: nfs-v1
rel: stable
spec:
capacity:
storage: 1Gi
volumeMode: Filesystem
accessModes: [
"ReadWriteOnce"
,
"ReadWriteMany"
,
"ReadOnlyMany"
]
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
mountOptions:
- hard
- nfsvers=4.1
nfs:
path:
/data/v1
server: 192.168.0.99
[root@master01 ~]
#
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提示：pv是k8s的標准資源，其群組版本為v1,類型為PersistentVolume；spec.capacity.storage字段用來描述pv的存儲容量；volumeMode用來描述對應存儲系統提供的存儲卷類型接口，一般存儲卷類型接口有兩種，分別是文件系統接口和塊設備接口；accessModes用來描述pv的訪問模式；presistentVolumeReclaimPolicy字段用來描述存儲卷回收策略，持久卷回收策略有3中，一種是Delete，表示當pvc刪除以后，對應pv也隨之刪除；第二種是Recycle,表示當pvc刪除以后，對應pv的數據也隨之被刪除；第三種是Retain表示當pvc被刪除以后，pv原封動，即pv也在，對應數據也在；mountOptions字段用來指定掛載選項；nfs表示后端存儲為nfs，對於不同類型的存儲，對應的要傳遞的參數各不相同，對於nfs這種類型的存儲，我們只需要指定其nfs服務器地址以及對應共享出來的文件路徑；以上配置就表示把nfs上的/data/v1目錄映射到k8s上的pv，對應pv的名稱為nfs-pv-v1；這里需要注意一點，在創建pv時，對應后端存儲應該提前准備好；
應用配置清單
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[root@master01 ~]
# kubectl apply -f pv-v1-demo.yaml
persistentvolume
/nfs-pv-v1
created
[root@master01 ~]
# kubectl get pv
NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE
nfs-pv-v1 1Gi RWO,ROX,RWX Retain Available 4s
[root@master01 ~]
# kubectl describe pv nfs-pv-v1
Name: nfs-pv-v1
Labels: rel=stable
storsystem=nfs-v1
Annotations: <none>
Finalizers: [kubernetes.io
/pv-protection
]
StorageClass:
Status: Available
Claim:
Reclaim Policy: Retain
Access Modes: RWO,ROX,RWX
VolumeMode: Filesystem
Capacity: 1Gi
Node Affinity: <none>
Message:
Source:
Type: NFS (an NFS
mount
that lasts the lifetime of a pod)
Server: 192.168.0.99
Path:
/data/v1
ReadOnly:
false
Events: <none>
[root@master01 ~]
#
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提示：在pv的詳細信息中能夠看到，當前pv的狀態為available，pv對應后端的存儲是nfs，對應存儲的ip地址為192.168.0.99，當前pv對應后端存儲的邏輯單元就是/data/v1；
示例：創建pvc
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[root@master01 ~]
# cat pvc-v1-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc-nfs-pv-v1
namespace: default
labels:
storsystem: nfs-v1
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
volumeMode: Filesystem
resources:
requests:
storage: 500Mi
selector:
matchLabels:
storsystem: nfs-v1
rel: stable
[root@master01 ~]
#
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提示：pvc也是k8s上的標准資源，對應的群組版本為v1,類型為PersistentVolumeClaim；其中spec.accessModes字段是用來指定其pvc的訪問模式，一般這個模式是被pv的accessModes包含，也就說pvc的訪問模式必須是pv的子集，即等於小於pv的訪問模式；resources用來描述對應pvc的存儲空間限制，requests用來描述對應pvc最小容量限制，limits用來描述最大容量限制；selector用來定義標簽選擇器，主要作用過濾符合對應標簽的pv；如果不定義標簽選擇器，它會在所有available狀態的pv中，通過其容量大小限制以及訪問模式去匹配一個最佳的pv進行關聯；
應用配置清單
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[root@master01 ~]
# kubectl apply -f pvc-v1-demo.yaml
persistentvolumeclaim
/pvc-nfs-pv-v1
created
[root@master01 ~]
# kubectl get pvc
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE
pvc-nfs-pv-v1 Bound nfs-pv-v1 1Gi RWO,ROX,RWX 8s
[root@master01 ~]
# kubectl describe pvc pvc-nfs-pv-v1
Name: pvc-nfs-pv-v1
Namespace: default
StorageClass:
Status: Bound
Volume: nfs-pv-v1
Labels: storsystem=nfs-v1
Annotations: pv.kubernetes.io
/bind-completed
:
yes
pv.kubernetes.io
/bound-by-controller
:
yes
Finalizers: [kubernetes.io
/pvc-protection
]
Capacity: 1Gi
Access Modes: RWO,ROX,RWX
VolumeMode: Filesystem
Used By: <none>
Events: <none>
[root@master01 ~]
# kubectl get pv
NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE
nfs-pv-v1 1Gi RWO,ROX,RWX Retain Bound default
/pvc-nfs-pv-v1
19m
[root@master01 ~]
#
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提示：這里顯示pvc的大小是pvc最大容量顯示，默認不限制最大容量就是其pv的最大容量；從上面的顯示可以看到對應pv被pvc綁定以后，其狀態就變成了bound；
示例：創建pod關聯pvc，並在其pod容器里掛載pvc
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[root@master01 ~]
# cat redis-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: redis-demo
labels:
app: redis
spec:
containers:
- name: redis
image: redis:alpine
volumeMounts:
- mountPath:
/data
name: redis-data
volumes:
- name: redis-data
persistentVolumeClaim:
claimName: pvc-nfs-pv-v1
[root@master01 ~]
#
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提示：在pod里關聯pvc，只需要指定后端存儲類型為persistentVolumeClaim，然后指定對應的pvc名稱；
應用資源清單
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[root@master01 ~]
# kubectl apply -f redis-demo.yaml
pod
/redis-demo
created
[root@master01 ~]
# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
redis-demo 0
/1
ContainerCreating 0 7s
[root@master01 ~]
# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
redis-demo 1
/1
Running 0 27s
[root@master01 ~]
# kubectl describe pod redis-demo
Name: redis-demo
Namespace: default
Priority: 0
Node: node03.k8s.org
/192
.168.0.46
Start Time: Fri, 25 Dec 2020 21:55:41 +0800
Labels: app=redis
Annotations: <none>
Status: Running
IP: 10.244.3.105
IPs:
IP: 10.244.3.105
Containers:
redis:
Container ID: docker:
//8e8965f52fd0144f8d6ce68185209114163a42f8437d7d845d431614f3d6dd05
Image: redis:alpine
Image ID: docker-pullable:
//redis
@sha256:68d4030e07912c418332ba6fdab4ac69f0293d9b1daaed4f1f77bdeb0a5eb048
Port: <none>
Host Port: <none>
State: Running
Started: Fri, 25 Dec 2020 21:55:48 +0800
Ready: True
Restart Count: 0
Environment: <none>
Mounts:
/data
from redis-data (rw)
/var/run/secrets/kubernetes
.io
/serviceaccount
from default-token-xvd4c (ro)
Conditions:
Type Status
Initialized True
Ready True
ContainersReady True
PodScheduled True
Volumes:
redis-data:
Type: PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim
in
the same namespace)
ClaimName: pvc-nfs-pv-v1
ReadOnly:
false
default-token-xvd4c:
Type: Secret (a volume populated by a Secret)
SecretName: default-token-xvd4c
Optional:
false
QoS Class: BestEffort
Node-Selectors: <none>
Tolerations: node.kubernetes.io
/not-ready
:NoExecute
op
=Exists
for
300s
node.kubernetes.io
/unreachable
:NoExecute
op
=Exists
for
300s
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal Scheduled 37s default-scheduler Successfully assigned default
/redis-demo
to node03.k8s.org
Normal Pulling 36s kubelet Pulling image
"redis:alpine"
Normal Pulled 30s kubelet Successfully pulled image
"redis:alpine"
in
5.284107704s
Normal Created 30s kubelet Created container redis
Normal Started 30s kubelet Started container redis
[root@master01 ~]
#
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提示：可以看到對應pod已經正常運行起來；從詳細信息中可以看到對應pod使用的volumes類型為PersistentVolumeClaim，對應名稱為pvc-nfs-pv-v1；對應容器以讀寫方式掛載了對應存儲卷；
測試：在redis-demo上產生數據，看看是否能夠正常保存到nfs服務器上？
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[root@master01 ~]
# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
redis-demo 1
/1
Running 0 5m28s
[root@master01 ~]
# kubectl exec -it redis-demo -- /bin/sh
/data
# redis-cli
127.0.0.1:6379>
set
mykey
"this is test key "
OK
127.0.0.1:6379> get mykey
"this is test key "
127.0.0.1:6379> BGSAVE
Background saving started
127.0.0.1:6379>
exit
/data
# ls
dump.rdb
/data
#
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在nfs服務器上查看對應目錄下是否有dump.rdb文件產生？
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[root@docker_registry ~]
# ll /data/v1
total 4
-rw-r--r-- 1 polkitd qiuhom 122 Dec 25 22:02 dump.rdb
[root@docker_registry ~]
#
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提示：可以看到，redis上產生的快照文件在nfs服務器上有對應的文件存在；
測試：刪除pod，看看對應文件是否還在？
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[root@master01 ~]
# kubectl delete -f redis-demo.yaml
pod
"redis-demo"
deleted
[root@master01 ~]
# kubectl get pods
No resources found
in
default namespace.
[root@master01 ~]
# ssh 192.168.0.99
The authenticity of host
'192.168.0.99 (192.168.0.99)'
can't be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:hQoossQnTJMXB0+DxJdTt6DMHuPFLDd5084tHyJ7920.
ECDSA key fingerprint is MD5:ef:61:b6:ee:76:46:9d:0e:38:b6:b5:
dd
:11:66:23:26.
Are you sure you want to
continue
connecting (
yes
/no
)?
yes
Warning: Permanently added
'192.168.0.99'
(ECDSA) to the list of known hosts.
root@192.168.0.99's password:
Last login: Fri Dec 25 20:13:05 2020 from 192.168.0.232
[root@docker_registry ~]
# ll /data/v1
total 4
-rw-r--r-- 1 polkitd qiuhom 122 Dec 25 22:05 dump.rdb
[root@docker_registry ~]
# exit
logout
Connection to 192.168.0.99 closed.
[root@master01 ~]
#
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提示：可以看到刪除了pod對應快照文件在nfs服務器還是存在；
綁定節點，重新新建pod，看看對應是否能夠自動應用快照中的數據？
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[root@master01 ~]
# cat redis-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: redis-demo
labels:
app: redis
spec:
nodeName: node01.k8s.org
containers:
- name: redis
image: redis:alpine
volumeMounts:
- mountPath:
/data
name: redis-data
volumes:
- name: redis-data
persistentVolumeClaim:
claimName: pvc-nfs-pv-v1
[root@master01 ~]
# kubectl apply -f redis-demo.yaml
pod
/redis-demo
created
[root@master01 ~]
# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
redis-demo 0
/1
ContainerCreating 0 8s <none> node01.k8s.org <none> <none>
[root@master01 ~]
# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
redis-demo 1
/1
Running 0 21s 10.244.1.88 node01.k8s.org <none> <none>
[root@master01 ~]
#
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提示：可以看到新建的pod被調度到node01上了；
進入對應pod，看看是否應用了其快照文件中的數據？對應key是否能夠被應用到內存？
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[root@master01 ~]
# kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
redis-demo 1
/1
Running 0 2m39s
[root@master01 ~]
# kubectl exec -it redis-demo -- /bin/sh
/data
# redis-cli
127.0.0.1:6379> get mykey
"this is test key "
127.0.0.1:6379>
exit
/data
# ls
dump.rdb
/data
# exit
[root@master01 ~]
#
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提示：可以看到新建的pod能夠正常讀取到nfs上的快照文件並應用到內存中；
刪除pvc，看看對應pv是否被刪除？
提示：可以看到在沒有刪除pod的情況下，對應刪除操作被阻塞了；
查看pvc狀態
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[root@master01 ~]
# kubectl delete pvc pvc-nfs-pv-v1
persistentvolumeclaim
"pvc-nfs-pv-v1"
deleted
^C
[root@master01 ~]
# kubectl get pvc
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE
pvc-nfs-pv-v1 Terminating nfs-pv-v1 1Gi RWO,ROX,RWX 34m
[root@master01 ~]
# kubectl get pvc
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE
pvc-nfs-pv-v1 Terminating nfs-pv-v1 1Gi RWO,ROX,RWX 34m
[root@master01 ~]
# kubectl get pvc
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE
pvc-nfs-pv-v1 Terminating nfs-pv-v1 1Gi RWO,ROX,RWX 34m
[root@master01 ~]
# kubectl get pv
NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE
nfs-pv-v1 1Gi RWO,ROX,RWX Retain Bound default
/pvc-nfs-pv-v1
52m
[root@master01 ~]
#
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提示：可以看到現在pvc的狀態變成了terminating，但對應pvc還在並沒有被刪除；對應pv還處於綁定狀態；
刪除pod，看看對應pvc是否會被刪除呢？
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[root@master01 ~]
# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
redis-demo 1
/1
Running 0 14m
[root@master01 ~]
# kubectl delete pod redis-demo
pod
"redis-demo"
deleted
[root@master01 ~]
# kubectl get pvc
No resources found
in
default namespace.
[root@master01 ~]
# kubectl get pv
NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE
nfs-pv-v1 1Gi RWO,ROX,RWX Retain Released default
/pvc-nfs-pv-v1
54m
[root@master01 ~]
#
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提示：可以看到刪除對應pod以后，pvc就立即刪除了；對應pvc被刪除以后，對應pv的狀態就從bound狀態轉變為Released狀態，表示等待回收；我們在資源清單中使用的是Retain回收策略，pv和pvc都是我們人工手動回收；
刪除pv，看看對應數據是否會被刪除？
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[root@master01 ~]
# kubectl get pv
NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE
nfs-pv-v1 1Gi RWO,ROX,RWX Retain Released default
/pvc-nfs-pv-v1
57m
[root@master01 ~]
# kubectl delete pv nfs-pv-v1
persistentvolume
"nfs-pv-v1"
deleted
[root@master01 ~]
# kubectl get pv
No resources found
[root@master01 ~]
# ssh 192.168.0.99
root@192.168.0.99's password:
Last login: Fri Dec 25 22:05:53 2020 from 192.168.0.41
[root@docker_registry ~]
# ll /data/v1
total 4
-rw-r--r-- 1 polkitd qiuhom 122 Dec 25 22:24 dump.rdb
[root@docker_registry ~]
# exit
logout
Connection to 192.168.0.99 closed.
[root@master01 ~]
#
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提示：可以看到刪除了pv，對應快照文件並沒有清除；
以上就是pv和pvc資源的用法，下面我們再來說一下sc資源
SC是StorageClass的縮寫，表示存儲類；這種資源主要用來對pv資源的自動供給提供接口；所謂自動供給是指用戶無需手動創建pv，而是在創建pvc時對應pv會由persistentVolume-controller自動創建並完成pv和pvc的綁定；使用sc資源的前提是對應后端存儲必須支持restfull類型接口的管理接口，並且pvc必須指定對應存儲類名稱來引用SC；簡單講SC資源就是用來為后端存儲提供自動創建pv並關聯對應pvc的接口；如下圖
提示：使用sc動態創建pv，對應pvc必須也是屬於對應的sc；上圖主要描述了用戶在創建pvc時，引用對應的sc以后，對應sc會調用底層存儲系統的管理接口，創建對應的pv並關聯至對應pvc；
示例：創建sc資源
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apiVersion: storage.k8s.io
/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: slow
provisioner: kubernetes.io
/glusterfs
parameters:
resturl:
"http://127.0.0.1:8081"
clusterid:
"630372ccdc720a92c681fb928f27b53f"
restauthenabled:
"true"
restuser:
"admin"
secretNamespace:
"default"
secretName:
"heketi-secret"
gidMin:
"40000"
gidMax:
"50000"
volumetype:
"replicate:3"
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提示：上述是官方文檔中的一個示例，在創建sc資源時，對應群組是storage.k8s.io/v1，類型為StorageClass；provisioner字段用於描述對應供給接口名稱；parameters用來定義向對應存儲管理接口要傳遞的參數；
在pvc資源中引用SC資源對象
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apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: foo-pvc
namespace: foo
spec:
storageClassName:
"slow"
volumeName: foo-pv
...
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提示：在創建pvc時用storageClassName字段來指定對應的SC名稱即可；