k8s存储之PV、PVC

news2024/10/7 4:24:14

在k8s集群中，资源存储会散落到各个工作节点上，这样对用资源调用很不方便，那么k8s是如何实现存储资源共享的呢，本文浅尝辄止的探讨一下，k8s是通过pv、pvc实现的。

一、PV、PVC的概念

1、持久卷(PV）

pv是PersistentVolume的缩写，pv是集群中的一块存储，可以由管理员事先制备，或者使用存储类（Storage Class）来动态制备。持久卷是集群资源，就像节点也是集群资源一样。PV 持久卷和普通的 Volume 一样，也是使用卷插件来实现的，拥有独立于任何使用 PV 的 Pod 的生命周期。

2、持久卷声明(PVC)

pvc是PersistentVolumeClaim的缩写，是用户对存储的请求，PVC 申领会耗用 PV 资源。pvc的访问模式有 ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany、ReadWriteOncePod。

二、PV、PVC的生命周期

1、制作PV

PV 卷的制备有两种方式,静态制备或动态制备。静太制作集群管理员创建若干 PV 卷,这些卷对集群用户可用，可供用户消费。动态制备，当没有提前制作好的pv卷供pvc匹配，集群可以尝试为该 PVC 申领动态制备一个存储卷。

2、绑定

用户创建一个带有特定存储容量和特定访问模式需求的 PersistentVolumeClaim 对象，控制平面中的控制回路监测新的 PVC 对象，寻找与之匹配的 PV 卷并将二者绑定到一起。。

3、使用

Pod 将 PVC 申领当做存储卷来使用。集群会检视 PVC 申领，找到所绑定的卷，并为 Pod 挂载该卷。对于支持多种访问模式的卷，用户要在 Pod 中以卷的形式使用申领时指定期望的访问模式。

4、回收策略

当用户不再使用其存储卷时，他们可以从 API 中将 PVC 对象删除，从而允许该资源被回收再利用。PersistentVolume 对象的回收策略告诉集群，当其被从申领中释放时如何处理该数据卷。目前，数据卷可以被 Retained（保留）、Recycled（回收）或 Deleted（删除）。

(1)保留（Retain）

回收策略 Retain 使得用户可以手动回收资源。当 PersistentVolumeClaim 对象被删除时，PersistentVolume 卷仍然存在，对应的数据卷被视为"已释放（released）"。由于卷上仍然存在之前用户的数据，该卷还不能用于其他申领。如果需要继续使用这一块的资源，需要手动手动删除所关联的存储数据。

(2)删除（Delete）

对于支持 Delete 回收策略的卷插件，删除动作会将 PersistentVolume 对象从 Kubernetes 中移除，同时也会从外部基础设施中移除所关联的存储资产。

(3)回收（Recycle）

目前已经废弃，推荐使用动态制作。

三、NFS服务搭建

1、文件存储技术分类

分布式的文件存储技术实现常用的有三种：

(1)块存储ISCSI

优点：速率块不可取代可以简单的方式实现数据的可用性
缺点：不可共享以及文件系统的约束

(2)文件存储 NFS

优点：实现了数据共享、构建资金较低
缺点：速率较慢

(3)对象存储 MFS

      优点：实现了数据共享、读写效率高、有更高的磁盘IO 网络 IO，存储量级更高
      缺点：造价高 难度实现大

本文使用nfs作为存储类型

2、NFS部署

(1)安装nfs-utils

yum install  -y nfs-utils  rpcbind

(2)配置挂载点

mkdir  -p  /home/data/nfs

vim  /etc/exports

/home/data/nfs  *(insecure,rw,sync,no_root_squash)

exports  -r

(3)启动nfs服务

systemctl start rpcbind

systemctl start nfs

systemctl  status nfs

(4)节点挂载

假如主节点的主机名为server200,那么从节点的安装步骤按照前三步执行。然后在各个节点执行挂载命令即可：

mount –t nfs server205:/home/data/nfs  /home/data/nfs

showmount -e  server205

四、PV、PVC创建与应用

1、编写pv.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: k8s-dep-pv
  namespace: wmy-dev
spec:
  capacity:
    storage: 256Mi
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /home/data/nfs/test
    server: server205

kubectl apply -f pv.yaml

2、编写pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: k8s-dep-pvc
  namespace: wmy-dev
spec:
  resources:
    #申请资源
    requests:
      storage: 256Mi
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  storageClassName: nfs

kubectl apply -f  pvc.yaml

3、应用PVC资源

安装一个nginx服务，将其根目录挂载到/home/data/nfs/test

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-nginx
  namespace: wmy-dev
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: my-nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-nginx
    spec:
      containers:
      - name: k8s-dep
        image: ningx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
          name: tcp
          protocol: TCP
        volumeMounts:
        - name: v-nfs
          # 容器内需要挂载的目录文件
          mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
        # 容器卷名称，按照规范命名即可，与挂载名称volumeMounts保持一致
      - name: v-nfs
        persistentVolumeClaim:
          claimName: k8s-dep-pvc