1、认识存储卷
1.1 背景
默认情况下容器中的磁盘文件是非持久化的，容器中的磁盘的生命周期是短暂的，这就带来了一系列的问题：第一，当一个容器损坏之后，kubelet 会重启这个容器，但是文件会丢失-这个容器会是一个全新的状态；第二，当很多容器在同一Pod中运行的时候，很多时候需要数据文件的共享。Kubernete Volume解决了这个问题。
1.2 介绍
Docker有一个Volumes的概念，虽然这个Volume有点宽松和管理性比较小。在Docker中，一个 Volume 是一个简单的所在主机的一个目录或者其它容器中的。生命周期是没有办法管理，直到最近才有 local-disk-backed 磁盘。Docker现在提供了磁盘驱动，但是功能非常有限（例如Docker1.7只能挂在一个磁盘每个容器，并且无法传递参数）
从另外一个方面讲，Kubernetes volume，拥有明确的生命周期，与所在的Pod的生命周期相同。因此，Kubernetes volume独立与任何容器，与Pod相关，所以数据在重启的过程中还会保留，当然，如果这个Pod被删除了，那么这些数据也会被删除。更重要的是，Kubernetes volume 支持多种类型，任何容器都可以使用多个Kubernetes volume。
它的核心，一个 volume 就是一个目录，可能包含一些数据，这些数据对pod中的所有容器都是可用的，这个目录怎么使用，什么类型，由什么组成都是由特殊的volume 类型决定的。
要使用Volume，pod需要指定Volume的类型和内容（spec.volumes字段），和映射到容器的位置（spec.containers.volumeMounts字段）。
容器中的进程可以看成由Docker镜像和卷组成的文件系统视图。Docker镜像位于文件系统层次结构的根目录下，任何卷都安装在图像中的指定路径上。卷无法装入其他卷或具有到其他卷的硬链接。Pod中的每个容器必须独立指定每个卷的安装位置。
1.3 存储卷常用类型
- 非持久性存储
- emptyDir
- hostPath
- 网络连接性存储
- SAN：iSCSI
- NFS：nfs，cfs
- 分布式存储
- glusterfs、rbd、cephfs
- 云端存储
- EBS、Azure Disk、阿里云、gitRepo
| 1 | $ kubectl explain pod.spec.volumes 查询k8s支持的所有类型存储卷 |
2、emptyDir存储卷
2.1 emptyDir介绍
使用emptyDir，当Pod分配到上时，将会创建emptyDir，并且只要Node上的Pod一直运行，Volume就会一直存。当Pod（不管任何原因）从Node上被删除时，emptyDir也同时会删除，存储的数据也将永久删除。
常用于作为临时目录、或缓存使用。
2.2 演示：创建emptyDir存储卷
（1）编写yaml文件，并创建
先创建一个名为html的存储卷；再由2个pod都挂载此存储卷；
pod1基于此存储卷作为nginx的主目录；pod2向此存储卷目录写入东西；
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 | [root@master volumes] # vim vol-emptyDir-demo.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: pod-vol-demo namespace: default labels: app: myapp tier: frontend annotations: along.com /created-by : "cluster admin" spec: volumes: - name: html emptyDir: {} containers: - name: myapp image: ikubernetes /myapp :v1 imagePullPolicy: IfNotPresent ports: - name: http containerPort: 80 volumeMounts: - name: html mountPath: /usr/share/nginx/html/ - name: busybox image: busybox:latest imagePullPolicy: IfNotPresent volumeMounts: - name: html mountPath: /data/ command : - "/bin/sh" - "-c" - "while true; do echo $(date) >> /data/index.html; sleep 2; done" [root@master volumes] # kubectl apply -f vol-emptyDir-demo.yaml pod /pod-vol-demo created |
（2）验证
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | ---pod创建成功 [root@master ~] # kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE pod-vol-demo 2 /2 Running 0 13s 10.244.1.106 node1 ---访问业务，输出是pod2的输入 [root@master ~] # curl 10.244.1.106 Tue Jan 29 07:19:13 UTC 2019 Tue Jan 29 07:19:15 UTC 2019 Tue Jan 29 07:19:17 UTC 2019 Tue Jan 29 07:19:19 UTC 2019 Tue Jan 29 07:19:21 UTC 2019 Tue Jan 29 07:19:23 UTC 2019 Tue Jan 29 07:19:25 UTC 2019 Tue Jan 29 07:19:27 UTC 2019 Tue Jan 29 07:19:29 UTC 2019 |
3、hostPath存储卷
3.1 emptyDir介绍
hostPath允许挂载Node（宿主机）上的文件系统到Pod里面去。如果Pod需要使用Node上的文件，可以使用hostPath。
3.2 hostPath类型
| 值 | 行为 |
|---|---|
| 空 | 空字符串（默认）用于向后兼容，这意味着在安装hostPath卷之前不会执行任何检查。 |
DirectoryOrCreate | 如果给定路径中不存在任何内容，则将根据需要创建一个空目录，权限设置为0755，与Kubelet具有相同的组和所有权。 |
Directory | 目录必须存在于给定路径中 |
FileOrCreate | 如果给定路径中不存在任何内容，则会根据需要创建一个空文件，权限设置为0644，与Kubelet具有相同的组和所有权。 |
File | 文件必须存在于给定路径中 |
Socket | UNIX套接字必须存在于给定路径中 |
CharDevice | 字符设备必须存在于给定路径中 |
BlockDevice | 块设备必须存在于给定路径中 |
3.2 演示：创建hostPath存储卷
（1）编写yaml文件，并创建
创建存储卷，使用DirectoryOrCreate类型，node节点不存在会自动创建
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | [root@master volumes] # vim vol-hostpath-demo.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: vol-hostpath namespace: default spec: volumes: - name: html hostPath: path: /data/pod/volume1/ type : DirectoryOrCreate containers: - name: myapp image: ikubernetes /myapp :v1 volumeMounts: - name: html mountPath: /usr/share/nginx/html/ [root@master volumes] # kubectl apply -f vol-hostpath-demo.yaml pod /vol-hostpath created |
（2）查询验证
| 1 2 3 4 5 6 | [root@master volumes] # kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE vol-hostpath 1 /1 Running 0 3s 10.244.1.111 node1 ---在node1上查询是否生产目录 [root@node1 ~] # ll -d /data/pod/volume1/index.html -rw-r--r-- 1 root root 17 Sep 21 14:44 /data/pod/volume1/index .html |
（3）验证存储卷功能
| 1 2 3 4 5 | ---在node1上生成文件 [root@node1 ~] # echo "node01.along.com" > /data/pod/volume1/index.html ---访问pod内服务，显示成功 [root@master volumes] # curl 10.244.1.111 node01.along.com |
（4）就算pod被删除再重建，只要node还在，存储卷就还在
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 | [root@master volumes] # kubectl delete -f vol-hostpath-demo.yaml pod "vol-hostpath" deleted [root@master volumes] # kubectl apply -f vol-hostpath-demo.yaml pod /vol-hostpath created [root@master volumes] # kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE vol-hostpath 1 /1 Running 0 3s 10.244.1.112 node1 [root@master volumes] # curl 10.244.1.112 node01.along.com |
4、共享存储NFS存储卷
4.1 NFS存储卷介绍
NFS 是Network File System的缩写，即网络文件系统。Kubernetes中通过简单地配置就可以挂载NFS到Pod中，而NFS中的数据是可以永久保存的，同时NFS支持同时写操作。Pod被删除时，Volume被卸载，内容被保留。这就意味着NFS能够允许我们提前对数据进行处理，而且这些数据可以在Pod之间相互传递。
4.2 演示：创建NFS存储卷
4.2.1 在一台服务器搭建NFS
（1）事前准备
① 修改k8s集群服务的hosts文件，使之能解析nfs服务器
| 1 2 3 4 5 | [root@master volumes] # vim /etc/hosts 192.168.130.103 master 192.168.130.104 node1 192.168.130.105 node2 192.168.130.106 nfs |
② 在k8s集群服务器，安装nfs-utils 工具
| 1 | $ yum -y install nfs-utils |
（2）在106服务器上提供nfs服务
| 1 2 3 4 5 6 7 | [root@nfs ~] # yum -y install nfs-utils [root@nfs ~] # mkdir /data/volumes -p [root@nfs ~] # vim /data/volumes/index.html <h1>NFS stor< /h1 > [root@nfs ~] # vim /etc/exports /data/volumes 192.168.130.0 /24 (rw,no_root_squash) [root@nfs ~] # systemctl start nfs |
4.2.1 创建NFS存储卷
（1）编写yaml文件，并创建
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | [root@master volumes] # vim vol-nfs-demo.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: vol-nfs namespace: default spec: volumes: - name: html nfs: path: /data/volumes server: nfs containers: - name: myapp image: ikubernetes /myapp :v1 volumeMounts: - name: html mountPath: /usr/share/nginx/html/ [root@master volumes] # kubectl apply -f vol-nfs-demo.yaml pod /vol-nfs created |
（2）验证，访问服务成功
| 1 2 3 4 5 | [root@master ~] # kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE vol-nfs 1 /1 Running 0 9s 10.244.1.115 node1 [root@master ~] # curl 10.244.1.115 <h1>NFS stor< /h1 > |
删除pod，再创建，也还存在数据。
5、一些不常用的存储卷
5.1 gitRepo
（1）介绍
gitRepo volume将git代码下拉到指定的容器路径中
（2）示例
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: server spec: volumes: - name: git-volume gitRepo: repository: "git@github.com:alonghub/my-git-repository.git" revision: "22f1d8406d464b0c0874075539c1f2e96c253775" containers: - name: myapp image: ikubernetes /myapp :v1 imagePullPolicy: IfNotPresent ports: - name: http containerPort: 80 volumeMounts: - name: git-volume mountPath: /usr/share/nginx/html/ |
5.2 glusterfs
glusterfs，允许将Glusterfs（一个开源网络文件系统）Volume安装到pod中。不同于emptyDir，Pod被删除时，Volume只是被卸载，内容被保留。味着glusterfs能够允许我们提前对数据进行处理，而且这些数据可以在Pod之间“切换”。
注意：：必须先运行自己的GlusterFS安装，然后才能使用它。
有关更多详细信息，请参阅。
5.3 RBD
RBD允许Rados Block Device格式的磁盘挂载到Pod中，同样的，当pod被删除的时候，rbd也仅仅是被卸载，内容保留，rbd能够允许我们提前对数据进行处理，而且这些数据可以在Pod之间“切换”。
有关更多详细信息，请参阅。
5.4 cephfs
cephfs Volume可以将已经存在的CephFS Volume挂载到pod中，与emptyDir特点不同，pod被删除的时，cephfs仅被被卸载，内容保留。cephfs能够允许我们提前对数据进行处理，而且这些数据可以在Pod之间“切换”。
提示：可以使用自己的Ceph服务器运行导出，然后在使用cephfs。
有关更多详细信息，请参阅