【K8S 存储卷】K8S的存储卷+PV/PVC

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一、K8S的存储卷

1、概念：

2、挂载的方式：

2.1、emptyDir：

2.2、hostPath：

2.3、NFS共享存储：

二、PV和PVC：

1、概念

2、请求方式

3、静态请求流程图：

4、PV和PVC的生命周期

5、PV的状态：

6、PV的读写挂载方式：

7、回收策略：

三、PV和PVC静态请求实验：

1、默认的Retain保留策略：

2、设置Recycle回收释放策略：

3、Delete回收策略

4、总结：

一、K8S的存储卷

1、概念：

存储卷：数据卷

容器内的目录和宿主机的目录进行挂载

容器在系统上的生命周期是短暂的，delete，K8S用控制器创建的pod，delete相当于重启，容器的状态也会恢复到最初的状态

一旦回到初始状态，所有后天编辑的文件都会消失

容器和节点之间创建一个可以持久化保存容器内文件的存储卷。即使容器被销毁，删除，重启，节点上的存储卷的数据依然存在，后续也可以继续使用。可以继续将容器内目录和宿主机挂载，保存的数据继续使用

2、挂载的方式：

2.1、emptyDir：

在容器内部共享存储卷。在K8S系统中，是一个pod中多个容器共享一个存储卷目录

emptyDir卷可以使pod中的容器在这个存储卷上读取和写入，这个emptyDir是不能挂载到节点的。随着pod的生命周期结束，emptyDir也会结束，数据不会保留

实验部署：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx

spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx1
        volumeMounts:
        - name: html
          mountPath: /usr/share/nginx/html
#第一个name，存储的名称，可以自定义，mountPath，定义容器内的挂载目录点，和节点或者其他容器共享目录
      - image: nginx:1.22
        name: nginx2
        volumeMounts:
        - name: html
          mountPath: /data
#引用上一个挂载点的名称，表示将和/usr/share/nginx/html这个目录进行挂载，由data目录和他挂载
        command: ["/bin/bash", "-c", "while true; do echo $(date) >> /data/index.html; sleep 2; done"]
      volumes:
      - name: html
        emptyDir: {}

#-c进入指定容器
kubectl exec -it nginx-c669845b5-grs7s -c nginx2 bash

emptyDir说白了就是容器内部共享，重启数据就没有了

2.2、hostPath：

将容器内的挂载点和节点上的目录进行挂载

hostPath可以实现数据的持久化。

node节点在他就在，node节点一旦被销毁，数据也将丢失

注意点：

污点设置为NoExecute驱逐时，会把pod驱逐，那么pod的hostPath的文件数据还在不在？

pod被驱逐，并不是node节点被销毁，所有的数据还保留在节点上

但是前提是基于控制器创建的pod

pod被驱逐，会在其他node节点重新部署，又会在其他节点生成一个新的存储卷。数据依然可以持久化

但是emptyDir的数据被驱逐，数据会丢失

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx

spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx1
        volumeMounts:
        - name: html
          mountPath: /usr/share/nginx/html
#第一个name，存储的名称，可以自定义，mountPath，定义容器内的挂载目录点，和节点或者其他容器共享目录
      - image: nginx:1.22
        name: nginx2
        volumeMounts:
        - name: html
          mountPath: /data
#引用上一个挂载点的名称，表示将和/usr/share/nginx/html这个目录进行挂载，由data目录和他挂载
        command: ["/bin/bash", "-c", "while true; do echo $(date) >> /data/index.html; sleep 2; done"]
      volumes:
      - name: html
        hostPath:
          path: /opt/test0
          type: DirectoryOrCreate

#-c查看不同容器的日志
kubectl logs nginx-dir-84469899f7-ww65t -c nginx2

2.3、NFS共享存储：

在63主机上，创建nfs共享目录：

去验证是否发布：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx

spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx1
        volumeMounts:
        - name: html
          mountPath: /usr/share/nginx/html
#第一个name，存储的名称，可以自定义，mountPath，定义容器内的挂载目录点，和节点或者其他容器共享目录
      - image: nginx:1.22
        name: nginx2
        volumeMounts:
        - name: html
          mountPath: /data
#引用上一个挂载点的名称，表示将和/usr/share/nginx/html这个目录进行挂载，由data目录和他挂载
        command: ["/bin/bash", "-c", "while true; do echo $(date) >> /data/index.html; sleep 2; done"]
      volumes:
      - name: html
        nfs:
          path: /data
          server: 20.0.0.63

这里的server可以是共享节点的IP地址也可以是主机名，主机名要和所有K8S节点做映射

映射之后，可以用主机名共享

所有pod内的目录都和节点上的nfs共享目录形成数据卷，所有的数据文件都保存在共享目录中。增删改查对所有pod都生效

集中、方便管理

一般用hostPath和nfs，推荐用nfs

二、PV和PVC：

1、概念

PV：全称Persistent Volume持久化存储卷，描述和定义一个存储卷，PV是由运维人员来定的。

PVC：Persistent Volume Claim持久化存储的请求。PVC实际上是用来描述或者声明我希望使用什么样的PV来进行存储

PVC和PV是一一对应的关系（描述、存储（大小））

PVC来请求PV，nfs提供存储

PVC和PV都是虚拟化的概念，是K8S的抽象的虚拟的存储资源

2、请求方式

PV和PVC的请求方式有两种：静态和动态请求

PVC和PV之间的静态请求，一旦有成百个PVC，工总量太大，所有还有动态PVC

3、静态请求流程图：

PV是集群中的存储资源，PVC请求存储资源，也是对存储资源的一个检索（检查索引），选择一个最合适PV来存储资源

4、PV和PVC的生命周期

PV和PVC之间有生命周期管理：

Provisioning（配置）—PVC请求request—检索（找一个合适的PV）—PVC和PV binding（绑定）—使用—pod被删除—PV的releasing（释放，供下一个PVC使用）—recycling（回收）

配置：配置静态、动态

绑定：就是把PV分配给PVC

使用：就是pod通过PVC使用存储策略----NFS

释放：pod解除和Volume的关系，删除PVC

回收：保留PV，让下一次PVC使用

5、PV的状态：

Available：可用，而且没有被任何PVC绑定

Bound：绑定，表示PV已经绑定到了PVC，绑定就代表使用

Released：释放，PVC已经被删除了，但是PV的存储资源还没有被集群回收

Failed：表示PV资源回收失败，而且PV为不可用状态

6、PV的读写挂载方式：

ReadWriteOnce：RWO，在yaml配置文件中是全称，表示存储PV是可读可写，但是只能被单个pod挂载。

ReadOnlyMany：ROX，存储的PV可以以制度的方式被多个pod挂载

ReadWriteMany：RWX，存储可以支持读写的方式被多个pod共享

nfs：以上三种读写挂载方式都能支持

hostPath：只支持ReadWriteOnce方式

磁盘类型：

SCSI：不支持ReadWriteMany

ISCSI：不支持ReadWriteMany

查看节点的磁盘类型：

#查看iscsi设备

iscsiadm -m session -P 3

iscsiadm查看服务器是否有iscsi设备

-m session 指定操作的会话模块，管理iscsi的会话

-P 3 显示详细信息的级别，级别3就是显示详细信息

#查看scsi设备

lsscsi

7、回收策略：

整个集群回收PV资源的方式：

Retain：保留，pod和挂载点的数据不会被删除

Recycle：回收，PV上的数据被删除挂载点的数据也被删除

Delete：删除，解绑时会自动删除PV上的数据（本地硬盘不能使用，只有云平台才能使用：AWS、EBS、GCE），支持动态卷的可以使用，PV不再可用（云平台自己处理）

补充：当pod运行之后，通过PVC请求到了PV，除非pod被销毁，否则无法删除PVC

只有挂载点先解除，才能删除PVC

三、PV和PVC静态请求实验：

1、默认的Retain保留策略：

pv文件：

vim pv.yaml

                                                                                                                                                                          

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv001
  labels:
    name: pv001
spec:
  nfs:
    path: /data/v1
    server: 20.0.0.66
  accessModes:
    - ReadWriteMany
    - ReadWriteOnce
  capacity:
    storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv002
  labels:
    name: pv002
spec:
  nfs:
    path: /data/v2
    server: 20.0.0.66
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  capacity:
    storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv003
  labels:
    name: pv003
spec:
  nfs:
    path: /data/v3
    server: 20.0.0.66
  accessModes:
    - ReadWriteMany
    - ReadWriteOnce
  capacity:
    storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv004
  labels:
    name: pv004
spec:
  nfs:
    path: /data/v4
    server: 20.0.0.66
  accessModes:
    - ReadWriteMany
    - ReadWriteOnce
  capacity:
    storage: 4Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv005
  labels:
    name: pv005
spec:
  nfs:
    path: /data/v5
    server: 20.0.0.66
  accessModes:
    - ReadWriteMany
    - ReadWriteOnce
    - ReadOnlyMany
  capacity:
storage: 5Gi

PVC声明式文件：

vim pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mypvc
spec:
  accessModes: ["ReadWriteMany"]
#pvc期望请求的PV的读写挂载类型是什么
  resources:
    requests:
      storage: 2Gi
#PVC期望请求PV的存储大小是2G。上面合起来的意思：期望读写模式：ReadWriteMany 并且大小是2G

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx

spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx
        volumeMounts:
        - name: html
          mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
      - name: html
        persistentVolumeClaim:
          claimName: mypvc

PVC—请求用哪个PV存储—PV和物理存储做映射（挂载）—物理设备提供存储

nfs共享目录查看文件

取消挂载：

要取消挂载，要先删除pod，再删pvc。想回到最后状态，最后修改pv配置文件

#先删除pod
kubectl delete deployment nginx

#删除PVC请求
kubectl delete pvc mypvc

#kubectl get pv

#修改pv配置文件
kubectl edit pv pv003

#查看pv状态

kubectl get pv

取消挂载之后，nfs共享目录的数据也会被删除

2、设置Recycle回收释放策略：

kubectl apply -f pv.yaml

删除pod，再删pvc请求

不用修改edit

kubectl delete deployments.apps nginx
kubectl delete pvc mypvc
kubectl get pv

3、Delete回收策略

Delete不支持本地，只支持云平台

取消挂载：

先删pod，再删pvc。想回到最初状态，最后修改pvc配置文件

kubectl delete deployments.apps nginx
kubectl delete pvc mypvc
kubectl edit pv pv003

4、总结：

K8S中存储卷的模式：

emptyDir：容器内的存储卷，随着pod被销毁，emptyDir也会被销毁，数据不保留

hostPath：和节点目录的存储卷，可以实现持久化存储。数据在每个节点上都有，不方便集中管理

nfs：用的最多的模式，共享目录存储卷，既可以实现持久化，数据集中在一个目录，方便管理

PV和PVC：

PVC请求—PV的存储资源—硬盘空间（NFS）

NFS支持PVC的所有挂载方式和读写模式，最好用

hostPath：仅支持ReadWriteOnce模式

PVC是以检索的方式找到匹配的PV资源，

检索内容： 挂载方式和读写模式

检索PV能提供的存储资源的大小

谁合适选谁

保留：默认，可以不写

回收：自动回收，节点上的数据会被删除

删除：PV会变成Failed模式，不可用，数据也会被删除

静态比较麻烦，如何能自动的匹配PV资源呢？——动态PVC

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