k8s基础(6)—Kubernetes-存储

Kubernetes-存储概述

k8s的持久券简介

Kubernetes的持久卷（PersistentVolume, PV）和持久卷声明（PersistentVolumeClaim, PVC）为用户在Kubernetes中使用卷提供了抽象。PV是集群中的一块存储，PVC是对这部分存储的请求。

PV是集群中的一个资源，就像节点或者pod一样。PVC是对PV资源的请求，类似于Pod是对节点资源的请求。Pod可以请求特定的资源量，PVC可以请求特定的存储大小和访问模式（例如，可以被多个节点并发访问或者仅被单个节点访问）。

PV和PVC的关系类似于数据库中的表和视图，PV是存储，PVC是存储的视图。

解决方案：

1、创建一个PersistentVolume

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv0001
spec:
  capacity:
    storage: 5Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  storageClassName: slow
  nfs:
    path: /data/k8s/pv0001
    server: 172.17.0.2

2、创建一个PersistentVolumeClaim

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: myClaim
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 8Gi

在这个例子中，PersistentVolumeClaim请求8Gi的存储空间，Kubernetes将会找到一个符合条件的PersistentVolume，并将其分配给这个PersistentVolumeClaim。

注意：PersistentVolume的生命周期独立于PVC和使用它的Pod，PV的生命周期需要手动管理，包括创建、绑定、使用、删除和回收。

一、搭建NFS文件系统环境

1、环境准备

1.1、所有节点安装nfs-utils工具

#k8s集群上的所有机器都需要安装
yum install -y nfs-utils

2、主节点配置NFS

echo "/opt/nfs/data/ *(insecure,rw,sync,no_root_squash)" > /etc/exports
cat  /etc/exports
mkdir -p /opt/nfs/data/
systemctl enable rpcbind --now
systemctl enable nfs-server.service --now
#配置生效
exportfs -r

3、从节点上进程磁盘挂载数据写入测试

#检查远程机器哪些目录可以挂载
showmount -e  192.168.72.130

#在本机创建挂载的节点
mkdir -p /opt/nfs/data

#挂载主节点的/opt/nfs/data目录
mount -t nfs -o timeo=30 192.168.72.130:/opt/nfs/data /opt/nfs/data

#配置开机自动挂载
[root@node2 ~]# vim /etc/rc.d/rc.local
#开机自动挂载
mount -t nfs -o timeo=30 192.168.72.130:/opt/nfs/data /opt/nfs/data

 #在各个节点测试挂载共享盘是否能正常写入数据
[root@node1 data]# echo test > node1.txt
[root@node2 data]# echo test > node2.txt

二、原生方式数据挂载(不创建PV)

1、创建yaml配置绑定对应的共享盘目录

#先创建存放数据的共享目录
mkdir -p /opt/nfs/data/pv-nginx  #/opt/nfs/data为nfs挂载的目录

#创建Deployment项目
[root@master pv]# vim originalpv.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    run: pv-nginx
  name: pv-nginx
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: pv-nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: pv-nginx
    spec:
      containers:
        - image: nginx
          name: nginx
          volumeMounts:
          - name: nginx-html
            mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
        - name: nginx-html
          nfs:
            server: 192.168.72.130
            path: /opt/nfs/data/pv-nginx

#运行
kubectl apply -f originalpv.yaml

2、在挂载盘上写入数据进行测试

2.1、查看数据是否已经同步到pod里

可以看到修改之后的数据已经同步到了pod中

以上为原生方式挂载存储，这种方式挂载在容器删除时宿主机上共享盘里的数据不会被清除会残留大量的脏数据，在大规模的集群中会有大量的容器运行或者被销毁，如果采用这种方式进行挂载会造成大量磁盘空间被占，不利于运维的维护工作。

三、卷挂载

能对容量进行限制可以分配指定的空间，卷挂载之后容器销毁，挂载的数据会自动被销毁。

PV：持久卷

PVC：持久卷申明

1、创建PV池

静态供应

#nfs挂载目录下创建3个pv空间目录 
mkdir -p /opt/nfs/data/{pv01,pv02,pv03}

2、创建PV

如下创建了3个PV卷组

注意：

创建的PV名称要小写

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: p01-50m
spec:
  capacity:
    storage: 50M
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /opt/nfs/data/pv01
    server: 192.168.72.130

---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: p01-5gi
spec:
  capacity:
    storage: 5Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /opt/nfs/data/pv02
    server: 192.168.72.130
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: p01-10gi
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /opt/nfs/data/pv03
    server: 192.168.72.130

3、PVC创建与绑定

3.1、分别创建3个PVC为：10M，2G，8Ｇ

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nginx-pvc10mi
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 10Mi
  storageClassName: nfs
  
  ---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nginx-pvc2gi
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 2Gi
  storageClassName: nfs

---

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nginx-pvc8gi
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 8Gi
  storageClassName: nfs

3.2、删除已经创建PVC

#删除某个PVC
kubectl delete pvc nginx-pvc10mi

3.2.1、PV一直是Release状态处理步骤

PVC 只能和 Available 状态的 PV 进行绑定，当PV处于Release状态时不能绑定

步骤一：数据备份

#备份 
cp -rp /opt/nfs/data/pv01/* /opt/k8s/backup/pv01

将数据备份或迁移出来，然后修改 PV，删除 claimRef 对 PVC 的引用，这个时候 Kubernetes 的 PV 控制器 watch 到 PV 变化后，就会将 PV 修改为 Available 状态，Available 状态时PV可以被PVC绑定。

步骤二：删除 claimRef 对 PVC 的引用

#修改
[root@master pv]# kubectl edit pv p01-50m

#删除一下内容：
  claimRef:
    apiVersion: v1
    kind: PersistentVolumeClaim
    name: nginx-pvc10mi
    namespace: default
    resourceVersion: "451247"
    uid: 48bc084b-49eb-4864-901a-e1b9da4b75c8

步骤三：查看PV的状态是否正常

3.3、创建PVC时申请容量不能大于PV容量

四、创建Pod绑定PVC

1、一个完整的Pod数据同步到PV的创建过程

先创建PV，再创建PVC帮忙该PV，再创建Pod绑定该PVC

#步骤一：先创建一个名为p01-50m，storageClassName为nfs的PV
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: p01-50m
spec:
  capacity:
    storage: 50M
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /opt/nfs/data/pv01
    server: 192.168.72.130

---
#步骤二：创建PVC名称为nginx-pvc10mi，绑定storageClassName为nfs的PV
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nginx-pvc10mi
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 10Mi
  storageClassName: nfs

---
#步骤三：创建Pod引用上述创建的PVC:nginx-pvc10mi
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    run: nginx-pvc
  name: nginx-pvc
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-pvc
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-pvc
    spec:
      containers:
        - image: nginx
          name: nginx
          volumeMounts:
          - name: nginx-html
            mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
        - name: nginx-html
          persistentVolumeClaim:
            claimName: nginx-pvc10mi             #绑定上述创建的nginx-pvc10mi