k8s篇-应用持久化存储（PV和PVC）

一、Volume

一般来说，容器一旦被删除后，容器运行时内部产生的所有文件数据也会被清理掉，因此，Docker提供了 Volume 这种方式来将数据持久化存储。

可以说，Volume 是Pod与外部存储设备进行数据传递的通道，也是Pod内部容器间、Pod与Pod间、Pod与外部环境进行数据共享的方式。

实际上，这个 Volume 也只是宿主机上本地磁盘中的一个目录，也就是说，volume方式是将容器里面的数据都保存到宿主机上。除此之外，还能保存到外部存储上。

在k8s中，支持多种类型的Volume：本地存储（emptyDir / hostPath）、外部存储（如NFS）。

1、emptyDir

若pod使用了emptyDir类型的volume，则在创建pod时，emptyDir volume随着pod也会一同被创建出来。emptyDir volume 会在pod所在的node节点上生成一个空目录，而这个空目录的默认路径是在/var/lib/kubelet/pods/下。

emptyDir 类型相当于执行【docker run -v /CONTAINER/DIR】。

emptyDir Volume与Pod生命周期一致，只要Pod一直运行，该Volume就一直存在，而当Pod被删除时，该Volume也同时会删除，即Node上对应目录也会被删掉。

一个Volume可被Pod中的所有容器共享，且可被挂载到容器的指定路径下。

示例：

说明：创建一个Pod，Pod有两个容器，它们共享一个Volume，busybox容器负责往 Volume 中写数据，myapp容器则是从 Volume 读取数据

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-demo
spec:
  volumes:             # 定义emptyDir类型的Volume
  - name: myweb
    emptyDir: {}
  containers:
  - name: myapp
    image: ikubernetes/myapp:v1
    volumeMounts:
    - name: myweb
      mountPath: /usr/share/nginx/html/
  - name: busybox
    image: busybox:latest
    volumeMounts:             # 将名为myweb的volume挂载到容器里的/web目录下
    - name: myweb
      mountPath: /web
    command: [ "/bin/sh", "-c", "while true; do echo $(date) >> /web/index.html; done" ]

查看volume信息：

$ docker inspect 020799d427ae -f "{
  {.Mounts}}"
"Mounts": [
    {
        "Type": "bind",
        "Source": "/var/lib/kubelet/pods/bb66b0cd-979d-4356-92a9-492d420fc613/volumes/kubernetes.io~empty-dir/html",
        "Destination": "/usr/share/nginx/html",
        "Mode": "",
        "RW": true,
        "Propagation": "rprivate"
    },

尝试将pod删除，node上的volume目录也会被删除：

$ kubectl delete pod pod-demo
$ ls /var/lib/kubelet/pods/bb66b0cd-979d-4356-92a9-492d420fc613

2、hostPath

该类型是将Node上指定的文件或目录挂载到Pod中。当Pod被删除时，Node上对应的该Volume的文件或目录不会被删除，会保留下来，从这点来看，hostPath的持久性比emptyDir强。不过一旦node节点崩溃了，hostPath也就没法访问了。

hostPath 类型相当于执行【docker run -v /HOST/DIR:/CONTAINER/DIR】。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-demo2
spec:
  volumes:
  - name: myweb
    hostPath:
      path: /data/www/     # 指定node上的目录
      type: Directory
  containers:
  - name: myapp
    image: ikubernetes/myapp:v1
    volumeMounts:
    - name: myweb
      mountPath: /usr/share/nginx/html/     #要挂载到容器的哪个目录下

3、外部存储（以NFS为例）

除了将数据存放在本地node节点上，为了更安全，我们也可以将数据存储到外部的远程磁盘上，比如放到NFS服务器上，IP为192.168.100.172。

1）搭建NFS服务器

yum -y install nfs-utils
mkdir -p /data/testvol
echo "NFS Test Data" > /data/testvol/index.html
echo "/data/testvol 192.168.100.0/24(rw,no_root_squash)" >> /etc/exports
systemctl start nfs

2）创建NFS存储卷

# 在k8s集群的节点上，安装nfs-utils工具
$ yum -y install nfs-utils

# 验证是否能成功挂载
$ mount -t nfs 192.168.100.172:/data/testvol /mnt

# yaml文件如下：
$ cat vol-nfs-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: vol-nfs
spec:
  volumes:
  - name: myweb
    nfs:
      path: /data/testvol         # NFS共享目录        
      server: 192.168.100.172     # NFS服务器IP
  containers:
  - name: myapp
    image: ikubernetes/myapp:v1
    volumeMounts:
    - name: myweb
      mountPath: /usr/share/nginx/html/

二、PV与PVC

除了Volume之外，kubernetes 还提供了 Persistent Volume 的方法持久化数据。

它与普通Volume的区别是，普通Volume和Pod之间是一种静态绑定关系，也就是，在定义pod时，同时要将pod所使用的Volume一并定义好，Volume是Pod的附属品。volume会随着pod创建而被创建，我们无法单独创建一个Volume，因为它不是一个独立的K8S资源对象。

而Persistent Volume则是一个K8S资源对象，它是独立于Pod的，能单独创建。Persistent Volume 不与Pod发生直接关系，而是通过 Persistent Volume Claim(PVC) 来与Pod绑定关系。在定义Pod时，为Pod指定一个PVC，Pod在创建时会根据PVC要求，从现有集群的PV中，选择一个合适的PV绑定，或动态建立一个新的PV，再与其进行绑定。

Persistent Volume(PV)：用于定义各种存储资源的配置信息，一个PV对应一个volume，定义一个PV内容包括了存储类型、存储大小和访问模式等。

Persistent Volume Claim(PVC)：描述对PV的一个请求。请求信息包含存储大小、访问模式等。PVC只会选择符合自己要求的PV进行绑定，然后在定义pod时指定使用哪个PVC就可以了。

原理：

PVC和PV的设计，其实跟面