目录
1.PVC 和 PV
1.1 PV
1.2 PVC
1.3 StorageClass
1.4 PV和PVC的生命周期
2.实战演练
2.1 创建静态pv
2.2 创建动态pv
3.总结
1.PVC 和 PV
1.1 PV
PV 全称叫做 Persistent Volume,持久化存储卷。它是用来描述或者说用来定义一个存储卷的,这个通常都是由运维工程师来定义。
1.2 PVC
PVC 的全称是 Persistent Volume Claim,是持久化存储的请求。它是用来描述希望使用什么样的或者说是满足什么条件的 PV 存储。
PVC 的使用逻辑:在 Pod 中定义一个存储卷(该存储卷类型为 PVC),定义的时候直接指定大小,PVC 必须与对应的 PV 建立关系,PVC 会根据配置的定义去 PV 申请,而 PV 是由存储空间创建出来的。PV 和 PVC 是 Kubernetes 抽象出来的一种存储资源。
1.3 StorageClass
上面介绍的PV和PVC模式是需要运维人员先创建好PV,然后开发人员定义好PVC进行一对一的Bond,但是如果PVC请求成千上万,那么就需要创建成千上万的PV,对于运维人员来说维护成本很高,Kubernetes提供一种自动创建PV的机制,叫StorageClass,它的作用就是创建PV的模板。
创建 StorageClass 需要定义 PV 的属性,比如存储类型、大小等;另外创建这种 PV 需要用到的存储插件,比如 Ceph 等。 有了这两部分信息,Kubernetes 就能够根据用户提交的 PVC,找到对应的 StorageClass,然后 Kubernetes 就会调用 StorageClass 声明的存储插件,自动创建需要的 PV 并进行绑定。
PV是集群中的资源。 PVC是对这些资源的请求,也是对资源的索引检查。
1.4 PV和PVC的生命周期
PV和PVC之间的相互作用遵循这个生命周期:
Provisioning(配置)---> Binding(绑定)---> Using(使用)---> Releasing(释放) ---> Recycling(回收)
●Provisioning,即 PV 的创建,可以直接创建 PV(静态方式),也可以使用 StorageClass 动态创建
●Binding,将 PV 分配给 PVC
●Using,Pod 通过 PVC 使用该 Volume,并可以通过准入控制StorageProtection(1.9及以前版本为PVCProtection) 阻止删除正在使用的 PVC
●Releasing,Pod 释放 Volume 并删除 PVC
●Recycling,回收 PV,可以保留 PV 以便下次使用,也可以直接从云存储中删除
根据这 5 个阶段,PV 的状态有以下 4 种:
●Available(可用):表示可用状态,还未被任何 PVC 绑定
●Bound(已绑定):表示 PV 已经绑定到 PVC
●Released(已释放):表示 PVC 被删掉,但是资源尚未被集群回收
●Failed(失败):表示如果 PV 或 PVC 遇到无法解决的问题,例如配额不足、配置错误或者绑定过程中的异常情况,可能会进入 Failed 状态
一个PV从创建到销毁的具体流程如下:
1、一个PV创建完后状态会变成Available,等待被PVC绑定。
2、一旦被PVC邦定,PV的状态会变成Bound,就可以被定义了相应PVC的Pod使用。
3、Pod使用完后会释放PV,PV的状态变成Released。
4、变成Released的PV会根据定义的回收策略做相应的回收工作。有三种回收策略,Retain、Delete和Recycle。Retain就是保留现场,K8S集群什么也不做,等待用户手动去处理PV里的数据,处理完后,再手动删除PV。Delete策略,K8S会自动删除该PV及里面的数据。Recycle方式,K8S会将PV里的数据删除,然后把PV的状态变成Available,又可以被新的PVC绑定使用。
2.实战演练
2.1 创建静态pv
根据下图创建pv、pvc及配置nfs
配置nfs
192.168.9.116服务器配置nfs,
mkdir -p /data/volumes/v{1..5}
vim /etc/exports
/data/volumes/v1 192.168.9.0/24(rw,sync,no_root_squash)
/data/volumes/v2 192.168.9.0/24(rw,sync,no_root_squash)
/data/volumes/v3 192.168.9.0/24(rw,sync,no_root_squash)
/data/volumes/v4 192.168.9.0/24(rw,sync,no_root_squash)
/data/volumes/v5 192.168.9.0/24(rw,sync,no_root_squash)
exportfs -arv
创建pv
vim demo1-pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata: #由于 PV 是集群级别的资源,即 PV 可以跨 namespace 使用,所以 PV 的 metadata 中不用配置 namespace
name: pv001
spec:
capacity: 定义存储能力,一般用于设置存储空间
storage: 1Gi 指定大小
accessModes: 定义访问模式
- ReadWriteOnce
- ReadWriteMany
#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 回收策略
#storageClassName: slow 自定义存储类名称,此配置用于绑定具有相同类别的PVC和PV
nfs: 定义存储类型
path: /data/volumes/v1 定义挂载卷路径
server: 192.168.9.116 定义服务器名称
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv002
spec:
capacity:
storage: 2Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: slow
nfs:
path: /data/volumes/v2
server: 192.168.9.116
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv003
spec:
capacity:
storage: 2Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
- ReadWriteMany
#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: slow
nfs:
path: /data/volumes/v3
server: 192.168.9.116
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv004
spec:
capacity:
storage: 4Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
- ReadWriteMany
#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: slow
nfs:
path: /data/volumes/v4
server: 192.168.9.116
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv005
spec:
capacity:
storage: 5Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
- ReadWriteMany
#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: slow
nfs:
path: /data/volumes/v5
server: 192.168.9.116
---
kubectl apply -f demo1-pv.yaml
创建pvc
vim demo2-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: mypvc001
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
resources:
requests:
storage: 2Gi
#storageClassName: slow
kubectl apply -f demo2-pvc.yaml
kubectl apply -f demo2-pvc.yaml #再以同样的文件创建pvc
kubectl get pv,pvc
#可以发现即使条件再匹配,也不会与原先处于released状态的pv匹配
vim demo1-pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata: #由于 PV 是集群级别的资源,即 PV 可以跨 namespace 使用,所以 PV 的 metadata 中不用配置 namespace
name: pv001
spec:
capacity: 定义存储能力,一般用于设置存储空间
storage: 1Gi 指定大小
accessModes: 定义访问模式
- ReadWriteOnce
- ReadWriteMany
#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 回收策略
#storageClassName: slow 自定义存储类名称,此配置用于绑定具有相同类别的PVC和PV
nfs: 定义存储类型
path: /data/volumes/v1 定义挂载卷路径
server: 192.168.9.116 定义服务器名称
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv002
spec:
capacity:
storage: 2Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: slow
nfs:
path: /data/volumes/v2
server: 192.168.9.116
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv003
spec:
capacity:
storage: 2Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
- ReadWriteMany
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle #当设置指定访问策略为 Recycle
#storageClassName: slow
nfs:
path: /data/volumes/v3
server: 192.168.9.116
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv004
spec:
capacity:
storage: 4Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
- ReadWriteMany
#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: slow
nfs:
path: /data/volumes/v4
server: 192.168.9.116
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv005
spec:
capacity:
storage: 5Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
- ReadWriteMany
#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: slow
nfs:
path: /data/volumes/v5
server: 192.168.9.116
---
kubectl apply -f demo1-pv.yaml
kubectl apply -f demo2-pvc.yaml
kubectl get pv,pvc
结合pod,将pv、pvc一起运行
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv001
spec:
capacity:
storage: 1Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
- ReadWriteMany
#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: slow
nfs:
path: /data/volumes/v1
server: 192.168.9.116
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv002
spec:
capacity:
storage: 2Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: slow
nfs:
path: /data/volumes/v2
server: 192.168.9.116
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv003
spec:
capacity:
storage: 2Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
- ReadWriteMany
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: slow
nfs:
path: /data/volumes/v3
server: 192.168.9.116
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv004
spec:
capacity:
storage: 4Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
- ReadWriteMany
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: slow
nfs:
path: /data/volumes/v4
server: 192.168.9.116
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv005
spec:
capacity:
storage: 5Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
- ReadWriteMany
#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: tan
nfs:
path: /data/volumes/v5
server: 192.168.9.116
---
kubectl apply -f demo1-pv.yaml
vim demo2-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: mypvc001
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
resources:
requests:
storage: 2Gi
#storageClassName: tan
kubectl apply -f demo2-pvc.yaml
vim demo3-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
run: demo3
name: demo3-pod
spec:
volumes:
- name: tan-vol
persistentVolumeClaim:
claimName: mypvc001 #创建的pvc名称
containers:
- image: soscscs/myapp:v1
name: demo
ports:
- containerPort: 80
resources: {}
volumeMounts:
- name: tan-vol
mountPath: /mnt/
dnsPolicy: ClusterFirst
restartPolicy: Always
status: {}
kubectl apply -f demo3-pod.yaml
kubectl delete pod demo3-pod
2.2 创建动态pv
上传nfs-client-provisioner.tar 、nfs-client.zip压缩包到master节点
上传nfs-client-provisioner.tar到两个node节点
创建 Service Account,用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限,设置 nfs-client 对 PV,PVC,StorageClass 等的规则
master节点
kubectl apply -f nfs-client-rbac.yaml
kubectl get serviceaccounts
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
- --feature-gates=RemoveSelfLink=false #添加这一行
由于 1.20 版本禁用了 selfLink,所以 k8s 1.20+ 版本通过 nfs provisioner 动态生成 PV 会报错,需要添加
cd /etc/kubernetes/manifests
mv kube-apiserver.yaml /tmp/ #进行重启操作
mv /tmp/kube-apiserver.yaml ./
nfs服务器
vim /etc/exports
/opt/nfs 192.168.9.0/24(rw,sync,no_root_squash)
exportfs -avr
两个node节点检查
#创建 NFS Provisioner
master节点
cd /root/day9/pv
vim nfs-client-provisioner.yaml
kubectl apply -f nfs-client-provisioner.yaml
创建 StorageClass,负责建立 PVC 并调用 NFS provisioner 进行预定的工作,并让 PV 与 PVC 建立关联
vim nfs-client-storageclass.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: nfs-client-storageclass
provisioner: nfs-tan #要与 nfs-client-provisioner.yaml中设置的一致
parameters:
archiveOnDelete: "true" #做数据备份
kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml
创建 PVC 和 Pod 测试
vim demo2-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: mypvc003
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
resources:
requests:
storage: 2Gi
storageClassName: nfs-client-storageclass
测试不备份:
vim nfs-client-storageclass.yaml
kubectl delete -f nfs-client-storageclass.yaml && kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml
kubectl get pv,pvc
vim pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
labels:
run: demo3
name: dem3-pod
spec:
volumes:
- name: scj-vol
persistentVolumeClaim:
claimName: mypvc003
containers:
- image: soscscs/myapp:v1
name: myapp
ports:
- containerPort: 80
resources: {}
volumeMounts:
- name: scj-vol
mountPath: /mnt
dnsPolicy: ClusterFirst
restartPolicy: Always
status: {}
kubectl apply -f pod.yaml
kubectl exec -it dem3-pod -- sh
cd /mnt
echo '123456' > tan.txt
kubectl delete pod dem3-pod
kubectl delete pvc mypvc003 #删除查看是否备份
3.总结
存储资源有什么?
pv、pvc
创建PV的方式:
静态PV创建:手动根据PV资源对象的配置文件创建PV资源
动态PV创建:根据PVC的配置通过引用StorageClass(简称SC)资源触发存储卷插件动态的创建PV资源