K8s:数据存储

在前面已经提到,容器的生命周期可能很短,会被频繁地创建和销毁。那么容器在销毁时,保存在容器中的数据也会被清除。为了持久化保存容器的数据,kubernetes引入了Volume的概念。

Volume是Pod中能够被多个容器访问的共享目录,它被定义在Pod上,然后被一个Pod里的多个容器挂载到具体的文件目录下,kubernetes通过Volume实现同一个Pod中不同容器之间的数据共享以及数据的持久化存储。Volume的生命容器不与Pod中单个容器的生命周期相关,当容器终止或者重启时,Volume中的数据也不会丢失。

基本存储

EmptyDir

一种临时存储,pod创建的时候会在node节点上为容器申请一个临时的目录,跟随容器的生命周期,如容器删除,emptyDir定义的临时存储空间也会随之删除,容器发生意外crash则不受影响,同时如果容器发生了迁移,其上的数据也会丢失,emptyDir一般用于测试,或者缓存场景。注意:一个容器崩溃了不会导致数据的丢失,因为容器的崩溃并不移除pod.

资源文件:

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: volume-emptydir
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:  # 将logs-volume挂在到nginx容器中,对应的目录为 /var/log/nginx
    - name: logs-volume
      mountPath: /var/log/nginx
  - name: busybox
    image: busybox:1.30
    command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"] # 初始命令,动态读取指定文件中内容
    volumeMounts:  # 将logs-volume 挂在到busybox容器中,对应的目录为 /logs
    - name: logs-volume
      mountPath: /logs
  volumes: # 声明volume, name为logs-volume,类型为emptyDir
  - name: logs-volume
    emptyDir: {}
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关于type的值的一点说明:
DirectoryOrCreate 目录存在就使用,不存在就先创建后使用
Directory 目录必须存在
FileOrCreate 文件存在就使用,不存在就先创建后使用
File 文件必须存在
Socket unix套接字必须存在
CharDevice 字符设备必须存在
BlockDevice 块设备必须存在
HostPath

HostPath就是将Node主机中一个实际目录挂在到Pod中,以供容器使用,这样的设计就可以保证Pod销毁了,但是数据依据可以存在于Node主机上。

NFS

NFS是一个网络文件存储系统,可以搭建一台NFS服务器,然后将Pod中的存储直接连接到NFS系统上,这样的话,无论Pod在节点上怎么转移,只要Node跟NFS的对接没问题,数据就可以成功访问。

PV与PVC

  • PV(Persistent Volume)是持久化卷的意思,是对底层的共享存储的一种抽象。一般情况下PV由kubernetes管理员进行创建和配置,它与底层具体的共享存储技术有关,并通过插件完成与共享存储的对接。
  • PVC(Persistent Volume Claim)是持久卷声明的意思,是用户对于存储需求的一种声明。换句话说,PVC其实就是用户向kubernetes系统发出的一种资源需求申请。
PV

PV是存储资源的抽象,下面是资源清单文件:

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apiVersion: v1  
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv2
spec:
nfs: # 存储类型,与底层真正存储对应
capacity: # 存储能力,目前只支持存储空间的设置
storage: 2Gi
accessModes: # 访问模式
storageClassName: # 存储类别
persistentVolumeReclaimPolicy: # 回收策略

PV 的关键配置参数说明:

  • 存储类型

    底层实际存储的类型,kubernetes支持多种存储类型,每种存储类型的配置都有所差异

  • 存储能力(capacity)

    目前只支持存储空间的设置( storage=1Gi ),不过未来可能会加入IOPS、吞吐量等指标的配置

  • 访问模式(accessModes)

    用于描述用户应用对存储资源的访问权限,访问权限包括下面几种方式:

    • ReadWriteOnce(RWO):读写权限,但是只能被单个节点挂载
    • ReadOnlyMany(ROX): 只读权限,可以被多个节点挂载
    • ReadWriteMany(RWX):读写权限,可以被多个节点挂载
  • 回收策略(persistentVolumeReclaimPolicy)

    当PV不再被使用了之后,对其的处理方式。目前支持三种策略:

    • Retain (保留) 保留数据,需要管理员手工清理数据
    • Recycle(回收) 清除 PV 中的数据,效果相当于执行 rm -rf /thevolume/*
    • Delete (删除) 与 PV 相连的后端存储完成 volume 的删除操作,当然这常见于云服务商的存储服务
  • 存储类别

    PV可以通过storageClassName参数指定一个存储类别

    • 具有特定类别的PV只能与请求了该类别的PVC进行绑定
    • 未设定类别的PV则只能与不请求任何类别的PVC进行绑定
  • 状态(status)

    一个 PV 的生命周期中,可能会处于4中不同的阶段:

    • Available(可用): 表示可用状态,还未被任何 PVC 绑定
    • Bound(已绑定): 表示 PV 已经被 PVC 绑定
    • Released(已释放): 表示 PVC 被删除,但是资源还未被集群重新声明
    • Failed(失败): 表示该 PV 的自动回收失败
PVC

PVC是资源的申请,用来声明对存储空间、访问模式、存储类别需求信息。下面是资源清单文件:

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apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc
namespace: dev
spec:
accessModes: # 访问模式
selector: # 采用标签对PV选择
storageClassName: # 存储类别
resources: # 请求空间
requests:
storage: 5Gi

PVC 的关键配置参数说明:

  • 访问模式(accessModes)

    用于描述用户应用对存储资源的访问权限

  • 选择条件(selector)

    通过Label Selector的设置,可使PVC对于系统中己存在的PV进行筛选

  • 存储类别(storageClassName)

    PVC在定义时可以设定需要的后端存储的类别,只有设置了该class的pv才能被系统选出

  • 资源请求(Resources )

    描述对存储资源的请求

生命周期

PV和PVC之间的相互作用遵循这个生命周期:Provisioning ——-> Binding ——–>Using——>Releasing——>Recycling

  • 资源供应:管理员手动创建底层存储和PV
  • 资源绑定:用户创建PVC,k8s负责根据PVC的声明去寻找PV,并绑定
  • 资源使用:用户可在pod中像volume一样使用pvc
  • 资源释放:用户删除pvc来释放pv
  • 资源回收:k8s根据pv设置的回收策略进行资源的回收
验证

k8s使用NFS共享存储有两种方式:

1.手动方式静态创建所需要的PV和PVC。
2.通过创建PVC动态地创建对应PV,无需手动创建PV。

唐胡璐 wechat
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