【容器应用系列教程】Kubernetes数据卷Volume管理

一、关于`Volume`

用于实现数据的持久化存储
Kubernetes支持多种类型的卷，例如EmptyDir、HostPath、nfs、glusterfs、ceph等

关于NFS搭建教程：https://www.wsjj.top/archives/62
关于glusterFS搭建教程：https://www.wsjj.top/archives/103
关于ceph搭建教程：https://www.wsjj.top/archives/105

二、EmptyDir临时卷

创建Pod时，Pod运行的node节点会创建临时卷，并将卷挂载到Pod指定的目录中
临时卷存放目录
- /var/lib/kubelet/pods/<pod id>/volumes/kubernetes.io~empty-dir/自定义的卷名称
Pod宕机销毁后，该临时卷中的数据会随之被删除

1.创建基于`EmptyDir`临时卷的`Pod`

[root@k8s-master wordpress]# vim vo-centos.yml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
    name: test1
    labels:
        app: test1
spec:
    replicas: 1
    selector:
         matchLabels:
             app: test1
    template:
       metadata:
           labels:
              app: test1
       spec:
           containers:
           - name: test1
             image: centos:7
             imagePullPolicy: IfNotPresent
             tty: true
             volumeMounts:
               - name: test1-volume	#要挂载到哪个数据卷上
                 mountPath: /data	#容器内部data目录
           volumes:
             - name: test1-volume	#创个数据卷名
               emptyDir: {}

[root@k8s-master wordpress]# kubectl create -f vo-centos.yml

测试读写数据

注意：创建Pod的时候没有指定命名空间，所以默认使用default

[root@k8s-master wordpress]# kubectl get pods
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
test1-77fbb8dbbc-cnp52   1/1     Running   0          3m36s

[root@k8s-master wordpress]# kubectl exec -it test1-77fbb8dbbc-cnp52 -- bash
[root@test1-77fbb8dbbc-cnp52 /]# touch /data/{1..10}.mp3
[root@test1-77fbb8dbbc-cnp52 /]# ls /data
1.mp3  10.mp3  2.mp3  3.mp3  4.mp3  5.mp3  6.mp3  7.mp3  8.mp3  9.mp3

查看`Pod`跑在哪个机器上

[root@k8s-master wordpress]# kubectl get pods -o wide
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP                NODE                   NOMINATED NODE   READINESS GATES
test1-77fbb8dbbc-cnp52   1/1     Running   0          5m58s   192.168.242.167   k8s-node02.linux.com   <none>           <none>

查看临时卷

前往node02操作
可以看到，这些是我们在容器内部创建的几个测试文件

[root@k8s-node02 ~]# ls /var/lib/kubelet/pods/0c1cbb4c-d6ce-4603-84c9-48c25c4aedc3/volumes/kubernetes.io~empty-dir/test1-volume/
10.mp3  1.mp3  2.mp3  3.mp3  4.mp3  5.mp3  6.mp3  7.mp3  8.mp3  9.mp3

删除`Pod`

[root@k8s-master wordpress]# kubectl delete -f vo-centos.yml
deployment.apps "test1" deleted

再次查看，发现数据自动被删掉了

[root@k8s-node02 ~]# ls /var/lib/kubelet/pods/0c1cbb4c-d6ce-4603-84c9-48c25c4aedc3/volumes/kubernetes.io~empty-dir/test1-volume/
ls: 无法访问/var/lib/kubelet/pods/0c1cbb4c-d6ce-4603-84c9-48c25c4aedc3/volumes/kubernetes.io~empty-dir/test1-volume/: 没有那个文件或目录

三、hostPath永久卷

创建Pod时，Pod运行的node节点会在本地创建目录，并该目录挂载到Pod中
Pod宕机后，宿主机对应目录中的文件不会消失

1.创建基于`hostPath`的`Pod`

[root@k8s-master wordpress]# vim vo-centos.yml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
    name: test2
    labels:
        app: test2
spec:
    replicas: 1
    selector:
         matchLabels:
             app: test2
    template:
       metadata:
           labels:
              app: test2
       spec:
           containers:
           - name: test2
             image: centos:7
             imagePullPolicy: IfNotPresent
             tty: true
             volumeMounts:
               - name: test2-volume
                 mountPath: /data	#挂载到容器内/data目录
           volumes:
             - name: test2-volume
               hostPath:
                 path: /test2	#指定物理机上的/test2为数据目录

kubernetes有一点和Docker不同，当Docker想要通过-v永久挂载的话，物理机必须存在被挂载的目录，但是kubernetes会自动创建不存在的目录

[root@k8s-master wordpress]# kubectl create -f vo-centos.yml

进入容器测试数据永久挂载

[root@k8s-master wordpress]# kubectl exec -it test2-645897fbd8-67plx -- bash
[root@test2-645897fbd8-67plx /]# touch /data/{1..20}.jpg
[root@test2-645897fbd8-67plx /]# ls /data
1.jpg   12.jpg  15.jpg  18.jpg  20.jpg  5.jpg  8.jpg
10.jpg  13.jpg  16.jpg  19.jpg  3.jpg   6.jpg  9.jpg
11.jpg  14.jpg  17.jpg  2.jpg   4.jpg   7.jpg

查看`Pod`跑在哪个`node`节点上

[root@k8s-master wordpress]# kubectl get pods -o wide
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP                NODE                   NOMINATED NODE   READINESS GATES
test2-645897fbd8-67plx   1/1     Running   0          86s   192.168.242.168   k8s-node02.linux.com   <none>           <none>

查看`node2`节点上的`test2`目录

[root@k8s-node02 ~]# ls /test2
10.jpg  12.jpg  14.jpg  16.jpg  18.jpg  1.jpg   2.jpg  4.jpg  6.jpg  8.jpg
11.jpg  13.jpg  15.jpg  17.jpg  19.jpg  20.jpg  3.jpg  5.jpg  7.jpg  9.jpg

删除`Pod`测试

[root@k8s-master wordpress]# kubectl delete -f vo-centos.yml 
deployment.apps "test2" deleted

可以看到`Pod`被删了，数据还在

[root@k8s-node02 ~]# ls /test2
10.jpg  12.jpg  14.jpg  16.jpg  18.jpg  1.jpg   2.jpg  4.jpg  6.jpg  8.jpg
11.jpg  13.jpg  15.jpg  17.jpg  19.jpg  20.jpg  3.jpg  5.jpg  7.jpg  9.jpg

四、基于NFS的网络卷

1.准备阶段

新开一台虚拟机作为NFS服务器
所有k8s-node节点安装NFS依赖，负责让node节点可以识别NFS文件系统

[root@k8s-node01 ~]# yum install -y nfs-utils
[root@k8s-node02 ~]# yum install -y nfs-utils

2.配置`NFS`服务器

过程省略
关于NFS安装配置教程：https://www.wsjj.top/archives/62

[root@k8s-master wordpress]# vim vo-centos.yml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
    name: test3
    labels:
        app: test3
spec:
    replicas: 1
    selector:
         matchLabels:
             app: test3
    template:
       metadata:
           labels:
              app: test3
       spec:
           containers:
           - name: test3
             image: centos:7
             imagePullPolicy: IfNotPresent
             tty: true
             volumeMounts:
               - name: test3-volume	#挂载自定义卷
                 mountPath: /data	#挂载到容器/data目录
           volumes:
             - name: test3-volume	#自定义卷名
               nfs:
                 server: "192.168.140.13"	#NFS服务器地址
                 path: /test3	#NFS共享的路径

[root@k8s-master wordpress]# kubectl create -f vo-centos.yml 
deployment.apps/test3 created

测试数据挂载

[root@k8s-master wordpress]# kubectl exec -it test3-68c44c86b7-25dp2 -- bash
[root@test3-68c44c86b7-25dp2 /]# touch /data/{1..5}.iso
[root@test3-68c44c86b7-25dp2 /]# ls /data
1.iso  2.iso  3.iso  4.iso  5.iso

查看`NFS`服务器上的共享目录

[root@k8s-nfs ~]# ls /test3
1.iso  2.iso  3.iso  4.iso  5.iso

可以看到，我们的数据被存到了远程NFS服务器身上

五、PV与PVC持久卷

1.`PV`和`PVC`的介绍

PV全称PersistentVolume
- 用于后端真实存储空间的映射
PVC全称PersistentVolumeClain
- Pod使用存储空间的申请
使用流程
- 创建PV标识真实的存储空间
- 创建PVC发送申请存储空间的请求，K8S集群会自动在PV、PVC间建立映射关系
  - 建立映射关系：
    - 依靠存储空间的大小
    - 依靠PV的访问模式
- 创建POD时绑定PVC，实现持久化

2.准备`NFS`服务器

过程省略
关于NFS安装配置教程：https://www.wsjj.top/archives/62

3.创建`PV`

[root@k8s-master wordpress]# vim pv1.yml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfs-pv1
spec:
  capacity:
    storage: 1.9G	#卷大小
  accessModes:	#指定访问模式
    - ReadWriteMany	#可以被多个节点以读写模式挂载
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle	#自动回收策略
  nfs:
    server: 192.168.140.13	#远程NFS服务器地址
    path: /data1	#NFS共享的目录

accessModes：用于指定PV的访问模式，共有三种
- ReadWriteOnce被单个节点以读写模式挂载
- ReadWriteMany被多个节点以读写模式挂载
- ReadOnlyMany被多个节点以只读模式挂载
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
- 指定回收模式是自动回收，当空间被释放时，K8S自动清理，然后可以继续被绑定使用

[root@k8s-master wordpress]# vim pv2.yml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfs-pv2
spec:
  capacity:
    storage: 4G
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  nfs:
    server: 192.168.140.13
    path: /data2

[root@k8s-master wordpress]# kubectl create -f pv1.yml 
persistentvolume/nfs-pv1 created
[root@k8s-master wordpress]# kubectl create -f pv2.yml 
persistentvolume/nfs-pv2 created

查看`PV`

[root@k8s-master wordpress]# kubectl get pv -n default
NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
nfs-pv1   1900M      RWX            Recycle          Available                                   6m55s
nfs-pv2   4G         RWX            Recycle          Available                                   91s

4.创建`PVC`

PVC会自动寻找和关联符合要求的PV

[root@k8s-master wordpress]# vim pvc.yml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: test-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany	#寻找符合多个节点以读写模式挂载条件的
  resources:
    requests:
      storage: 4G	#寻找容量4G

[root@k8s-master wordpress]# kubectl create -f pvc.yml 
persistentvolumeclaim/test-pvc created

查看`PVC`

可以看到STATUS为Bound绑定状态，这就说明PVC已经找到符合条件的PV，并且自动绑定好了

[root@k8s-master wordpress]# kubectl get pvc -n default
NAME       STATUS   VOLUME    CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
test-pvc   Bound    nfs-pv2   4G         RWX                           61s

再次查看`PV`

可以看到nfs-pv2的状态变成的Bound绑定状态

[root@k8s-master wordpress]# kubectl get pv -n default
NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM              STORAGECLASS   REASON   AGE
nfs-pv1   1900M      RWX            Recycle          Available                                              35m
nfs-pv2   4G         RWX            Recycle          Bound       default/test-pvc                           29m

5.创建`Pod`绑定`PVC`

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
    name: test4	#注意命名空间问题，我这里没有指定，使用默认的default，PV和PVC同样都在default命名空间内
    labels:
        app: test4
spec:
    replicas: 1
    selector:
         matchLabels:
             app: test4
    template:
       metadata:
           labels:
              app: test4
       spec:
           containers:
           - name: test4
             image: centos:7
             imagePullPolicy: IfNotPresent
             tty: true
             volumeMounts:
               - name: test4-volume
                 mountPath: /data
           volumes:
             - name: test4-volume
               persistentVolumeClaim:	#指定为PVC的方式
                    claimName: test-pvc	#刚刚创建的PVC的名字

[root@k8s-master wordpress]# kubectl create -f vo-centos.yml 
deployment.apps/test4 created

进入容器测试数据

[root@k8s-master wordpress]# kubectl exec -it test4-75b7f4458d-swjcs -- bash
[root@test4-75b7f4458d-swjcs /]# touch /data/{1..10}.pdf
[root@test4-75b7f4458d-swjcs /]# touch /data/{1..10}.mp4
[root@test4-75b7f4458d-swjcs /]# ls /data
1.mp4  10.mp4  2.mp4  3.mp4  4.mp4  5.mp4  6.mp4  7.mp4  8.mp4  9.mp4
1.pdf  10.pdf  2.pdf  3.pdf  4.pdf  5.pdf  6.pdf  7.pdf  8.pdf  9.pdf

查看`NFS`服务器上是否有数据

[root@k8s-nfs ~]# ls /data2
10.mp4  1.mp4  2.mp4  3.mp4  4.mp4  5.mp4  6.mp4  7.mp4  8.mp4  9.mp4
10.pdf  1.pdf  2.pdf  3.pdf  4.pdf  5.pdf  6.pdf  7.pdf  8.pdf  9.pdf

【容器应用系列教程】Kubernetes数据卷Volume管理

一、关于Volume

二、EmptyDir临时卷

1.创建基于EmptyDir临时卷的Pod

测试读写数据

查看Pod跑在哪个机器上

查看临时卷

删除Pod

再次查看，发现数据自动被删掉了

三、hostPath永久卷

1.创建基于hostPath的Pod

进入容器测试数据永久挂载

查看Pod跑在哪个node节点上

查看node2节点上的test2目录

删除Pod测试

可以看到Pod被删了，数据还在

四、基于NFS的网络卷

1.准备阶段

2.配置NFS服务器

测试数据挂载

查看NFS服务器上的共享目录

五、PV与PVC持久卷

1.PV和PVC的介绍

2.准备NFS服务器

3.创建PV

查看PV

4.创建PVC

查看PVC

再次查看PV

5.创建Pod绑定PVC

进入容器测试数据

查看NFS服务器上是否有数据

一、关于`Volume`

1.创建基于`EmptyDir`临时卷的`Pod`

查看`Pod`跑在哪个机器上

删除`Pod`

1.创建基于`hostPath`的`Pod`

查看`Pod`跑在哪个`node`节点上

查看`node2`节点上的`test2`目录

删除`Pod`测试

可以看到`Pod`被删了，数据还在

2.配置`NFS`服务器

查看`NFS`服务器上的共享目录

1.`PV`和`PVC`的介绍

2.准备`NFS`服务器

3.创建`PV`

查看`PV`

4.创建`PVC`

查看`PVC`

再次查看`PV`

5.创建`Pod`绑定`PVC`

查看`NFS`服务器上是否有数据