k8s之挂载NFS到POD中

news2024/9/27 9:30:19

写在前面

在k8s之挂载本地磁盘到POD中 一文中我们看了如何将POD中的数据写到本地磁盘中,这种方式要求POD只能在指定的Node上,一旦POD更换Node,数据依然会丢失,所以本文看下如何通过将数据写到NFS中来解决这个问题。下面我们就开始吧!

1:NFS

1.1:什么是NFS

NFS全称network file system,是一种允许我们像使用本地磁盘一样,使用远端某机器的磁盘的一种技术,采用cs架构,所以其本质上可以看做是一种数据存储解决方案。

1.2:安装server

1.2.1:安装服务器

sudo apt -y install nfs-kernel-server

1.2.2:创建服务器写文件目录

mkdir -p /tmp/nfs

注意,这里的目录仅仅用于测试,生产环境还是要使用专门的目录来做,例如创建专门的data目录,并挂载一块专门的盘。

1.2.3:配置访问规则

编辑/etc/exports文件添加如下内容:

/tmp/nfs 192.168.64.132(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash,insecure)

这里的IP地址注意改成你自己的,也支持配置多条,或者配置网段,根据具体情况设置即可。配置完毕后还需要将修改通知到nfs server,通过如下命令:

sudo exportfs -ra
sudo exportfs -v

1.2.4:启动服务

sudo systemctl start  nfs-server
sudo systemctl enable nfs-server
sudo systemctl status nfs-server

其中sudo systemctl status nfs-server如果输出如下信息则说明启动成功了:

dongyunqi@mongodaddy:/tmp/nfs/1g-pv$ sudo systemctl status nfs-server
......
1月 19 13:01:59 mongodaddy systemd[1]: Starting NFS server and services...
1月 19 13:02:00 mongodaddy systemd[1]: Finished NFS server and services.

我们也可以通过如下命令查看nfs server配置的挂载信息:

dongyunqi@mongodaddy:/tmp/nfs/1g-pv$ showmount -e 127.0.0.1
Export list for 127.0.0.1:
/tmp/nfs 192.168.64.132

/tmp/nfs 192.168.64.132意思是允许IP地址192.168.64.132的机器挂载到nfs server的/tmp/nfs目录。

1.3:安装client

执行如下命令:

sudo apt -y install nfs-common
dongyunqi@mongomongo:~/nfslocal$ showmount -e 192.168.64.131 # 注意这里的IP是nfs server的地址
Export list for 192.168.64.131:
/tmp/nfs 192.168.64.132

然后通过如下命令挂载目录:

sudo mount -t nfs 192.168.64.131:/tmp/nfs /home/dongyunqi/nfslocal

这样当我们在本地/home/dongyunqi/nfslocal目录中创建的文件就会同步到nfs server,即192.168.64.131的/tmp/nfs目录。如下测试:

在nfs client /home/dongyunqi/nfslocal操作:
    dongyunqi@mongomongo:~/nfslocal$ pwd
    /home/dongyunqi/nfslocal
    dongyunqi@mongomongo:~/nfslocal$ sudo tee /home/dongyunqi/nfslocal/ntf-pod.yml <<-'EOF'
    > apiVersion: v1
    > EOF
    [sudo] password for dongyunqi: 
    apiVersion: v1
在nfs server查看:
    dongyunqi@mongodaddy:/tmp/nfs$ pwd 
    /tmp/nfs
    dongyunqi@mongodaddy:/tmp/nfs$ cat ntf-pod.yml 
    apiVersion: v1

到这里nfs就安装成功了,接下来看下如何在POD中使用。

2:在POD中使用NFS

2.1:定义PV

首先我们来定义代表NFS的PV,yaml如下:

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ cat ntf-1g.yml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfs-1g-pv

spec:
  storageClassName: nfs
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  capacity:
    storage: 1Gi

  nfs:
    path: /tmp/nfs/1g-pv
    server: 192.168.64.131

这里accessModes设置为ReadWriteMany,因为NFS是基于网络来存储数据的,所以可以被多个POD读写多次,path: /tmp/nfs/1g-pv代表nfs server要写入的目录是/tmp/nfs/1g-pv,因为C端不能直接操作S端来创建目录,所以该目录一定要提前创建好,server是nfs server的IP地址,apply:

kubectl apply -f nfs-static-pv.yml

在这里插入图片描述

2.2:定义PVC

定义PVC来使用PV,yaml如下:

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ cat ntf-pvc.yml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nfs-static-pvc

spec:
  storageClassName: nfs
  accessModes:
    - ReadWriteMany

  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

这里从storage class为nfs的PV中申请1g的空间,这样就会找到我们已经定义的PVnfs-1g-pv,apply,pvc使用pv后二者就会绑定在一起了,如下:

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get pv
NAME        CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                    STORAGECLASS   REASON   AGE
nfs-1g-pv   1Gi        RWX            Retain           Bound    default/nfs-static-pvc   nfs                     40h
dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get pvc
NAME             STATUS   VOLUME      CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
nfs-static-pvc   Bound    nfs-1g-pv   1Gi        RWX            nfs            40h

2.2:在POD中使用

yaml如下:

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ cat ntf-pod.yml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nfs-static-pod

spec:
  volumes:
  - name: nfs-pvc-vol
    persistentVolumeClaim:
      claimName: nfs-static-pvc

  containers:
    - name: nfs-pvc-test
      image: nginx:alpine
      ports:
      - containerPort: 80

      volumeMounts:
        - name: nfs-pvc-vol
          mountPath: /tmp

首先将PVC定义为volume卷,然后挂载到容器中的/tmp目录,这样在POD中的/tmp目录创建的文件就会同步到nfs server的/tmp/nfs/1g-pv目录了,apply后进入到容器中测试如下:

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get pod
NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nfs-static-pod   1/1     Running   0          40h
dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl exec -it nfs-static-pod -- sh
/tmp # cd /tmp/
/tmp # touch hello.txt
/tmp # echo "hello from pod" > hello.txt 
/tmp # cat hello.txt 
hello from pod

到这里在POD中使用NFS就分享完了,最后再看下pv,pvc,pod,nfs server之间的关系图:

在这里插入图片描述

以上的PV我们都是手动定义的,接下来继续看下如何使用自动的方式来创建PV。

3:NFS provisoner

3.1:定义动态存储卷

这种方式我们叫做是动态存储卷,那么之前手动定义PV的方式我们就可以叫做是静态存储卷。

一种存储设备对应一种provisoner,想要使用某种存储介质,只需要创建其对应的相关资源即可,比如我们这里的NFS对应的provisoner的项目就在这里 ,我们需要其中的三个yaml文件,rbac.yaml、class.yaml 和 deployment.yaml,如下是我本地修改后的:
rbac.yaml

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace: kube-system
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: nfs-client-provisioner-runner
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["nodes"]
    verbs: ["get", "list", "watch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumes"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumeclaims"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "update"]
  - apiGroups: ["storage.k8s.io"]
    resources: ["storageclasses"]
    verbs: ["get", "list", "watch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["events"]
    verbs: ["create", "update", "patch"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: run-nfs-client-provisioner
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nfs-client-provisioner
    # replace with namespace where provisioner is deployed
    namespace: kube-system
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: nfs-client-provisioner-runner
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace: kube-system
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["endpoints"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch"]
---
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace: kube-system
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nfs-client-provisioner
    # replace with namespace where provisioner is deployed
    namespace: kube-system
roleRef:
  kind: Role
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner

class.yaml

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-client
provisioner: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner # or choose another name, must match deployment's env PROVISIONER_NAME'
parameters:
  archiveOnDelete: "false"

deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  labels:
    app: nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace:  kube-system
spec:
  replicas: 1
  strategy:
    type: Recreate
  selector:
    matchLabels:
      app: nfs-client-provisioner
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      serviceAccountName: nfs-client-provisioner
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: chronolaw/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.2
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner
            - name: NFS_SERVER
              value: 192.168.64.131
            - name: NFS_PATH
              value: /tmp/nfs
      volumes:
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 192.168.64.131
            path: /tmp/nfs

分别apply后查看:

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get deploy -n kube-system
NAME                     READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
coredns                  2/2     2            2           5d1h
nfs-client-provisioner   1/1     1            1           5h38m=]
dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get pod -n kube-system -l app=nfs-client-provisioner
NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nfs-client-provisioner-6b7bd59ccf-76xmb   1/1     Running   0          5h39m

这样PV定义好了,接下来就需要定义storage class对动态PV进行分类了。

3.2:storage class

比较简单,yaml如下:

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ cat dynamic_class.yml 
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-client-retained

provisioner: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner
parameters:
  onDelete: "retain"

这里不仅仅定义了class的名称还通过参数进行了相关的设置。

3.3:定义PVC

接下来就能定义PVC来使用动态PV了,yaml如下:

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ cat  dynamic_pvc.yml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nfs-dyn-10m-pvc

spec:
  storageClassName: nfs-client
  accessModes:
    - ReadWriteMany

  resources:
    requests:
      storage: 10Mi

这里从storage class为nfs-client的PV中查找大小满足10M的存储设备,apply后会和自动创建的PV进行绑定,如下:

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get pv
NAME                                       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS        CLAIM                     STORAGECLASS   REASON   AGE
pvc-d45bca08-34a6-4c32-9382-6abac724c842   10Mi       RWX            Delete           Bound         default/nfs-dyn-10m-pvc   nfs-client              15h
dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get pvc
NAME              STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
nfs-dyn-10m-pvc   Bound    pvc-d45bca08-34a6-4c32-9382-6abac724c842   10Mi       RWX            nfs-client     15h

可以看到PV已经自动创建了,名字是pvc-d45bca08-34a6-4c32-9382-6abac724c842,但不知道为什么前缀是pvc而不是pv,我想可能是手误吧!不过这都不重要。

3.4:在POD中使用

yaml如下:

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ cat dynamic_pod.yml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nfs-dyn-pod

spec:
  volumes:
  - name: nfs-dyn-10m-vol
    persistentVolumeClaim:
      claimName: nfs-dyn-10m-pvc

  containers:
    - name: nfs-dyn-test
      image: nginx:alpine
      ports:
      - containerPort: 80

      volumeMounts:
        - name: nfs-dyn-10m-vol
          mountPath: /tmp

这里我们将NFS共享目录挂载到POD的/tmp目录,apply后将会在NFS server创建共享目录,如下:

dongyunqi@mongodaddy:/tmp/nfs/default-nfs-dyn-10m-pvc-pvc-d45bca08-34a6-4c32-9382-6abac724c842$ pwd
/tmp/nfs/default-nfs-dyn-10m-pvc-pvc-d45bca08-34a6-4c32-9382-6abac724c842

此时我们在POD的/tmp目录创建文件的话将会自动同步到该NFS共享目录:

操作POD:
    dongyunqi@mongodaddy:~$ kubectl get pod
    NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    nfs-dyn-pod   1/1     Running   0          15h
    dongyunqi@mongodaddy:~$ kubectl exec -it nfs-dyn-pod -- sh
    / # cd /tmp/
    /tmp # pwd
    /tmp
    /tmp # touch hello.txt
    /tmp # echo "helloooooo" > hello.txt 
    /tmp #
共享目录查看:
    dongyunqi@mongodaddy:~$ cat /tmp/nfs/default-nfs-dyn-10m-pvc-pvc-d45bca08-34a6-4c32-9382-6abac724c842/hello.txt 
    helloooooo

写在后面

小结

本文分析了如何挂载NFS server到POD中,并一起看了如何使用provisoner来实现自动创建PV的工作,减少手工重复劳动。希望本文能够帮助到你。

参考文章列表

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