K8S之存储卷

一、emptyDir

emptyDir：可实现Pod中的容器之间共享目录数据，但emptyDir存储卷没有持久化数据的能力，存储卷会随着Pod生命周期结束而一起删除

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二、hostPath

hostPath：将Node节点上的目录/文件挂载到Pod容器的指定目录中，有持久化数据的能力，但只能在单个Node节点上持久化数据，不能实现跨Node节点的Pod共享数据

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三、nfs

nfs：使用NFS服务将存储卷挂载到Pod容器的指定目录中，有持久化数据的能力，且也能实现跨Node节点的Pod共享数据

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四、PV PVC

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1.PV

PV：K8S在指定存储设备空间中逻辑划分创建的可持久化的存储资源对象

1.1创建PV的方式

手动根据配置文件创建的静态PV
通过StorageClass调用存储卷插件创建的动态PV

1.2PV的四种状态

PV状态	说明
Available（可用）	表示可用状态，PV 被创建出来了，还未被 PVC 绑定
Bound（已绑定）	表示 PV 已经被 PVC 绑定，PV 与 PVC 是一对一的绑定关系
Released（已释放）	表示 PVC 被删除，但是 PV 资源还未被回收
Failed（失败）	表示 PV 自动回收失败

2.PVC

PVC：是对PV资源对象的请求和绑定，也是Pod能挂载使用的一种存储卷类型

3.创建静态的PV PVC

3.1创建步骤

创建使用 静态PV
1）准备好存储设备和共享目录
2）手动创建PV资源，配置 存储卷类型 访问模式（RWO RWX ROX RWOP） 存储空间大小  回收策略（Retain Recycle Delete）等
3）创建PVC资源，配置请求PV资源的访问模式（必要条件，必须是PV能支持的访问模式） 存储空间大小（默认就近选择大于等于指定大小的PV）来绑定PV
4）创建Pod和Pod控制器资源挂载PVC存储卷，配置存储卷类型为 persistentVolumeClaim ，并在容器配置中定义存储卷挂载点目录

3.2创建过程

1.部署nfs服务器
通过vim /etc/exports  
/opt/data/ 192.168.111.0/24(rw,no_root_squash,sync)
通过exportfs -arv 在线发布

2.准备pv的yaml文件
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume            ##类型为pv
metadata:
  name: pv01                      ##pv名称
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi                  ##pv存储卷大小
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:                    ##访问模式
    - ReadWriteOnce
    - ReadWriteMany
  #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  #storageClassName: slow
  nfs:                             ##pv持久卷的类型
    path: /opt/pv/v1               ##   挂载路径
    server: 192.168.111.40         ##    nfs服务器类型

3.准备pvc的yaml文件
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim       ##类型为pvc
metadata:
  name: mypvc-1                   ##pvc名称
spec:
  accessModes:                    ##访问模式
    - ReadWriteOnce
  volumeMode: Filesystem
  resources:
    requests:                     ##请求资源量
      storage: 2Gi
  #storageClassName: slow

4.准备pod的yaml文件，挂载pvc存储卷
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod-1
spec:
  containers:
    - name: mypod-1
      image: nginx
      volumeMounts:                    ##pod的容器内存储卷挂载路径
      - mountPath: "/var/www/html"
        name: mypd
  volumes:
    - name: mypd
      persistentVolumeClaim:
        claimName: mypvc-1              ##指定pvc的存储卷名称

4.创建动态PV PVC

4.1创建步骤

创建使用 动态PV
1）准备好存储设备和共享目录
2）如果是外置存储卷插件，需要先创建serviceaccount账户（Pod使用的账户）和做RBAC授权（创建角色授予相关资源对象的操作权限，再将账户和角色进行绑定），使serviceaccount账户具有对PV PVC StorageClass等资源的操作权限
3）创建外置存储卷插件provisioner的Pod，配置中使用serviceaccount账户作为Pod的用户，并设置相关环境变量参数
4）创建StorageClass（SC）资源，配置中引用存储卷插件的插件名称（PROVISIONER_NAME）
---------------- 以上操作是一劳永逸的，以后只需要创建PVC时设置StorageClass就可以自动调用存储卷插件动态生成PV资源 ----------------
5）创建PVC资源，配置中设置 StorageClass资源名称 访问模式 存储空间大小。创建PVC资源会自动创建相关的PV资源。
6）创建Pod资源挂载PVC存储卷，配置存储卷类型为 persistentVolumeClaim ，并在容器配置中定义存储卷挂载点目录

4.2创建过程

1.部署nfs服务器
通过vim /etc/exports  
/opt/data/ 192.168.111.0/24(rw,no_root_squash,sync)
通过exportfs -arv 在线发布

2.准备serviceaccount账户（Pod使用的账户）和做RBAC授权
vim nfs-client-rbac.yaml
#创建 Service Account 账户，用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
---
#创建集群角色
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: nfs-client-provisioner-clusterrole
rules:
  - 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: ["list", "watch", "create", "update", "patch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["endpoints"]
    verbs: ["create", "delete", "get", "list", "watch", "patch", "update"]
---
#集群角色绑定
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: nfs-client-provisioner-clusterrolebinding
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: nfs-client-provisioner
  namespace: default
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: nfs-client-provisioner-clusterrole
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io


kubectl apply -f nfs-client-rbac.yaml


3.使用 Deployment 来创建 NFS Provisioner
NFS Provisioner(即 nfs-client)，有两个功能：一个是在 NFS 共享目录下创建挂载点(volume)，另一个则是将 PV 与 NFS 的挂载点建立关联。

#由于 1.20 版本启用了 selfLink，所以 k8s 1.20+ 版本通过 nfs provisioner 动态生成pv会报错，解决方法如下：
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
spec:
  containers:
  - command:
    - kube-apiserver
    - --feature-gates=RemoveSelfLink=false       #添加这一行
    - --advertise-address=192.168.80.20
......

kubectl apply -f /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
kubectl delete pods kube-apiserver -n kube-system 
kubectl get pods -n kube-system | grep apiserver

#创建 NFS Provisioner
vim nfs-client-provisioner.yaml
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nfs-client-provisioner
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      serviceAccountName: nfs-client-provisioner   	  #指定Service Account账户
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner:latest
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: nfs-storage       #配置provisioner的Name，确保该名称与StorageClass资源中的provisioner名称保持一致
            - name: NFS_SERVER
              value: stor01           #配置绑定的nfs服务器
            - name: NFS_PATH
              value: /opt/k8s          #配置绑定的nfs服务器目录
      volumes:              #申明nfs数据卷
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: stor01
            path: /opt/k8s
	
	
kubectl apply -f nfs-client-provisioner.yaml 

kubectl get pod
NAME                                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nfs-client-provisioner-cd6ff67-sp8qd   1/1     Running   0          14s

4.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-storage     #这里的名称要和provisioner配置文件中的环境变量PROVISIONER_NAME保持一致
parameters:
  archiveOnDelete: "false"   #false表示在删除PVC时不会对数据目录进行打包存档，即删除数据；为ture时就会自动对数据目录进行打包存档，存档文件以archived开头
  
  
kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml

kubectl get storageclass
NAME                      PROVISIONER   RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
nfs-client-storageclass   nfs-storage   Delete          Immediate           false                  43s

5.创建pvc资源
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: test-nfs-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  storageClassName: nfs-client-storageclass
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
      
6.创建pod挂载pvc存储卷
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-storageclass-pod
spec:
  containers:
  - name: dongtaipvc
    image: nginx:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    volumeMounts:
    - name: nfs-pvc
      mountPath: /mnt
  restartPolicy: Never
  volumes:
  - name: nfs-pvc
    persistentVolumeClaim:
      claimName: test-nfs-pvc
piVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-storageclass-pod
spec:
  containers:
  - name: dongtaipvc
    image: nginx:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    volumeMounts:
    - name: nfs-pvc
      mountPath: /mnt
  restartPolicy: Never
  volumes:
  - name: nfs-pvc

im:
claimName: test-nfs-pvc
piVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-storageclass-pod
spec:
containers:

name: dongtaipvc
image: nginx:latest
imagePullPolicy: IfNotPresent
volumeMounts:
- name: nfs-pvc
  mountPath: /mnt
  restartPolicy: Never
  volumes:
name: nfs-pvc

在这里插入图片描述