k8s學習-持久化存儲（Volumes、hostPath、emptyDir、PV、PVC）詳解與實戰

概念

Volumes

容器中的磁盤檔案是短暫的，容器崩潰後，再次重新開機，資料就丢失了。k8s通過volumes進行資料持久化和共享資料。volumes的本質就是一個目錄。volume有很多類型，有些已經棄用了，這裡提幾個還在用的。

ConfigMap && Secret

之前介紹過，可以檢視下面的文章：

k8s學習-ConfigMap（建立、使用、更新、删除等）k8s學習-Secret（建立、使用、更新、删除等）

hostPath

hostPath卷能将主機節點檔案系統上的檔案或目錄挂載到你的 Pod 中。

hostPath卷存在許多安全風險，最佳做法是盡可能避免使用hostPath。當必須使用hostPath 卷時，它的範圍應僅限于所需的檔案或目錄，并以隻讀方式挂載。

如果通過 AdmissionPolicy 限制hostPath 對特定目錄的通路，則必須要求 volumeMounts 使用 readOnly 挂載以使政策生效。

注意：使用hostPath時，别忘了指定Pod部署的節點。

模版

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-pd
spec:
  containers:
  - image: test-webserver
    name: test-container
    volumeMounts:
    - mountPath: /test-pd
      name: test-volume
  volumes:
  - name: test-volume
    hostPath:
      # 宿主上目錄位置
      path: /data
      # 此字段為可選
      type:

支援的 type 值如下：

取值	行為
空字元串（預設）用于向後相容，這意味着在安裝 hostPath 卷之前不會執行任何檢查。
`DirectoryOrCreate`	如果在給定路徑上什麼都不存在，那麼将根據需要建立空目錄，權限設定為 0755，具有與 kubelet 相同的組和屬主資訊。
`Directory`	在給定路徑上必須存在的目錄。
`FileOrCreate`	如果在給定路徑上什麼都不存在，那麼将在那裡根據需要建立空檔案，權限設定為 0644，具有與 kubelet 相同的組和所有權。
`File`	在給定路徑上必須存在的檔案。
`Socket`	在給定路徑上必須存在的 UNIX 套接字。
`CharDevice`	在給定路徑上必須存在的字元裝置。
`BlockDevice`	在給定路徑上必須存在的塊裝置。

emptyDir

當 Pod 分派到某個 Node 上時，emptyDir 卷會被建立，并且在 Pod 在該節點上運作期間，卷一直存在。就像其名稱表示的那樣，卷最初是空的。盡管 Pod 中的容器挂載 emptyDir 卷的路徑可能相同也可能不同，這些容器都可以讀寫 emptyDir 卷中相同的檔案。當 Pod 因為某些原因被從節點上删除時，emptyDir 卷中的資料也會被永久删除。

說明：容器崩潰并不會導緻 Pod 被從節點上移除，是以容器崩潰期間 emptyDir 卷中的資料是安全的。

emptyDir 的一些用途：

緩存空間，例如基于磁盤的歸并排序。
為耗時較長的計算任務提供檢查點，以便任務能方便地從崩潰前狀态恢複執行。
在Web伺服器容器服務資料時，儲存内容管理器容器擷取的檔案。

模版

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-pd
spec:
  containers:
  - image: test-webserver
    name: test-container
    volumeMounts:
    - mountPath: /cache
      name: cache-volume
  - image: test-webserver
    name: test-container2
    volumeMounts:
    - mountPath: /cache
      name: cache-volume
  volumes:
  - name: cache-volume
    emptyDir: {}

PV

PV就是持久卷（Persistent Volume），是叢集中的一塊存儲，可以由管理者事先制備，或者使用存儲類（Storage Class）來動态制備。與Volume不同的是，它們有獨立的生命周期，是一種k8s資源，在kubectl中可以縮寫為pv。

模版

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv0003
spec:
  capacity:
    storage: 5Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  storageClassName: slow
  mountOptions:
    - hard
    - nfsvers=4.1
  nfs:
    path: /tmp
    server:

persistentVolumeReclaimPolicy有以下三種：

Retain – 手動回收
Delete – 諸如 AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 或 OpenStack Cinder 卷這類關聯存儲資産也被删除
Recycle – 基本擦除 (rm -rf /thevolume/*)，已被廢棄，使用動态制備替代。

capacity: PV的容量

VolumeMode（卷模式）有兩種：

Filesystem：被 Pod 挂載到某個目錄
Block：這類卷以塊裝置的方式交給 Pod 使用，其上沒有任何檔案系統。

accessModes（通路模式）有以下幾種：

ReadWriteOnce：單節點讀寫模式挂載
ReadWriteMany：多節點讀寫模式挂載
ReadOnlyMany：多節點隻讀模式挂載

說明：Kubernetes 使用卷通路模式來比對 PersistentVolumeClaim 和 PersistentVolume。在某些場合下，卷通路模式也會限制 PersistentVolume 可以挂載的位置。

storageClassName：PVC和PV的保持一緻

每個卷會處于以下階段（Phase）之一：

Available（可用）-- 卷是一個空閑資源，尚未綁定到任何申領；
Bound（已綁定）-- 該卷已經綁定到某申領；
Released（已釋放）-- 所綁定的申領已被删除，但是資源尚未被叢集回收；
Failed（失敗）-- 卷的自動回收操作失敗。

PVC

PVC就是持久卷申領（PersistentVolumeClaim，PVC）表達的是使用者對存儲的請求。Pod 将 PVC 申領當做存儲卷來使用。叢集會檢視 PVC 申領，找到所綁定的卷，并為 Pod 挂載該卷。如果使用者删除被某 Pod 使用的 PVC 對象，該 PVC 申領不會被立即移除。 PVC 對象的移除會被推遲，直至其不再被任何 Pod 使用。

模版

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: myclaim
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  volumeMode: Filesystem
  resources:
    requests:
      storage: 8Gi
  storageClassName: slow
  selector:
    matchLabels:
      release: "stable"
    matchExpressions:
      - {key: environment, operator: In, values: [dev]}

selector說明：

matchLabels - 卷必須包含帶有此值的标簽
matchExpressions - 通過設定鍵（key）、值清單和操作符（operator）來構造的需求。合法的操作符有 In、NotIn、Exists 和 DoesNotExist。

實戰

volumes - hostPath

主控端的時區、時間和Pod中容器的不一緻

修改一下上面的模版，nginx-hostpath.yaml如下

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-hostpath
spec:
  nodeName: xxx-105-centos
  containers:
  - image: nginx:1.14.2
    name: nginx
    volumeMounts:
    - mountPath: /etc/timezone
      name: test-volume
  volumes:
  - name: test-volume
    hostPath:
      path: /etc/timezone
      type:

根據個人情況，替換node名，鏡像等

指令

kubectl create -f nginx-hostpath.yaml

結果

可以看到，檔案挂載成功了。

volumes - emptyDir

busybox-emptydir.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: busybox-emptydir
spec:
  containers:
  - image: busybox:latest
    name: busybox1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ['sh','-c','sleep 3600']
    volumeMounts:
    - mountPath: /home
      name: cache-volume
  - image: busybox:latest
    name: busybox2
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ['sh','-c','sleep 3600']
    volumeMounts:
    - mountPath: /home
      name: cache-volume
  volumes:
  - name: cache-volume
    emptyDir: {}

指令

kubectl create -f busybox-emptydir.yaml

kubectl exec -it busybox-emptydir -c busybox1 -- touch /home/lady_killer
kubectl exec -it busybox-emptydir -c busybox2 -- ls

結果

PV & PVC - hostPath

任務：

建立一個pv，名字為app-config，大小為2Gi，通路權限為ReadWriteMany，storageClassName為manual。Volume的類型為hostPath，路徑為/srv/app-config
建立一個名字為app-config-pvc的pvc，綁定上面的pv，大小為10Mi
建立一個Pod，名字為web-server，鏡像為nginx:1.14.2，并且挂載該PVC至/usr/share/nginx/html，挂載的權限為ReadWriteMany。

app-config.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: app-config
  labels:
    type: local
spec:
  storageClassName: manual
  capacity:
    storage: 2Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  hostPath:
    path: "/srv/app-config"

app-config-pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: app-config
spec:
  storageClassName: manual
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage:

web-server-pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: web-server
spec:
  volumes:
    - name: app-config
      persistentVolumeClaim:
        claimName: app-config
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:1.14.2
      volumeMounts:
        - mountPath: "/usr/share/nginx/html"
          name: app-config

指令

kubectl create -f app-config.yaml
kubectl create -f app-config-pvc.yaml
kubectl create -f web-server-pvc.yaml

結果

可以看到PV在建立PVC後，狀态由Available轉為Bound，說明PVC綁定成功。

注意項

綁定不上pv的可能情況：

PVC的空間申領大小大于PV的大小
PVC的StorageClassName與PV的不一緻
PVC的accessModes和PV的不一緻

挂在PVC的Pod處于Pending狀态：

PVC建立失敗
PVC和Pod不在同一個namespace

k8s學習-持久化存儲（Volumes、hostPath、emptyDir、PV、PVC）詳解與實戰

目錄

概念

Volumes

ConfigMap && Secret

hostPath

模版

emptyDir

模版

PV

模版

PVC

模版

實戰

volumes - hostPath

volumes - emptyDir

PV & PVC - hostPath

注意項

參考

繼續閱讀

Docker-compose 進行Doris自動化編排部署

win7 localhost 配置 nginx ssl自簽名證書步驟報錯相關連結

服裝資訊化數字化變革

使用kubeadm+calico部署kubernetes v1.25.3

（Nginx）03_Nginx原理與優化一、Nginx原理二、master-workers機制三、面試題：

（Nginx）02_Nginx配置執行個體一、Nginx的應用：反向代理實作一：二、反向代理執行個體二：三、Nginx的配置執行個體三–負載均衡：四、Nginx的配置執行個體四–動靜分離：Nginx在實際開發中的應用：

nginx配置示例

niginx的location的location詳細規則和優先級關系以及測試案例2.1比對文法2.2優先級判斷2.3練習3.1處理邏輯如何執行3.2功能測試3.3流程解析

Puppet自動化Nginx+Mongrel負載均衡配置

Ubuntu修改nginx将多個域名分别配置到伺服器不同端口

修改or隐藏nginx版本号

Nginx安全改動：隐藏Nginx版本号背景解決serve_tokens指令參考

版本号隐藏

Nginx服務優化（版本隐藏、版本号僞裝、逾時管理、程序管理、日志分割）Nginx服務優化未完待續

nginx location中斜線的位置的重要性