k8s pv与pvc理解与实践

参考文章: https://blog.csdn.net/qq_41337034/article/details/117220475

一、 pv/pvc简述

Pv是指PersistentVolume,中文含义是持久化存储卷是对底层的共享存储的一种抽象,Pv由管理员进行配置和创建,只要包含存储能力,访问模式,存储类型,回收策略,后端存储类型等主要信息。它和具体的底层存储技术实现有关,比如NFS,Hostpath等,Pvc是一种用户对存储的需求声明,声明中包括了存储大小,存储类型,以及k8s中选择器的属性等,另一个角度来看Pvc和Pod类型,Pod是消耗节点node资源,Pvc消耗的是Pv资源,Pod可以请求CPU和内存,而PVC可以请求特定的存储空间和访问模式。

二、 pv/pvc使用场景

在这里插入图片描述
存储工程师把存储系统上的总空间划分成一个个小的存储块 k8s集群的管理员将存储块和pv进行一一对应,用户通过pvc对存储进行申请。比如可以指定具体大小容量的存储,访问模式和存储类型,用户这样不用关系底层存储实现的细节,只需要直接申请使用pvc。

三、 创建并使用pv

PV支持多种不同类型的存储,如:NFS、hostpath、RBD、ISCSI,文中将使用NFS为例介绍如何创建pv。

  • 第一步,搭建一个NFS共享服务器,共享目录为/data/share
    搭建nfs服务器参考:https://blog.csdn.net/qq_50247813/article/details/127399198
    把共享目录换成/data/share(前提是目录已存在),允许你所在的网段可以访问。

  • 创建pv,并添加NFS共享服务器地址和目录

    # kubectl create -f pv.yaml
    # cat  pv.yaml	
    
    apiVersion: v1	
    kind: PersistentVolume			# 指定为PV类型
    metadata:				name: pv-share				# 指定PV的名称labels:						release: pv-share				# 指定PV的标签
    spec:		capacity:	storage: 1Gi				# 指定PV的容量accessModes:- ReadWriteOnce			# 指定PV的访问模式,简写为RWO,只支持挂载1一个Pod的读和写persistentVolumeReclaimPolicy: Delete		# 指定PV回收的策略nfs:								# 指定PV的存储类型,本文是以nfs为例path: /data/share				# 共享的地址server: 192.168.44.162		# 服务器地址
    

    note:

    accessModes支持多种访问模式
    1) ReadWriteOnce(RWO):读写权限,但是只支持挂载在1个Node
    2) ReadOnlyMany(ROX):只读权限,支持挂载在多个Node
    3) ReadWriteMany(RWX):读写权限,支持挂载在多个Node

persistentVolumeReclaimPolicy的策略,指的是如果PVC被注释放掉后,PV的处理,这里说的释放,指的是用户删除PVC后,与PVC对应的PV会被释放掉,PVC和PV是一一对应关系。

1) Retain(默认),PV的数据不会清理,会保留volume,如果需要清理,需要手动进行
2) Recycle,会将数据进行清理,即rm -rf /thevolume/*(只有NFS和HostPath支持),清理完后,PV会呈现available状态,支持再次的绑定PVC
3) Delete,删除存储资源,会删除PV及PV后端的存储资源,比如删除AWS EBS卷(只有AWS EBS, GCE PD, Azure Disk 和 Cinder 支持)

  • 查看pv

      # kubectl get pv
    
    NAME       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
    pv-share   1Gi        RWO            Delete           Available                                   6s
    

    观察可发现,pv创建好了后状态为Available,此时如果此pv刚好条件符合刚刚创建的pvc,则会自动绑定。

四、 创建pvc

#kubectl create -f pvc.yaml
#cat pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: pv-share
spec:resources:requests:storage: 1GivolumeMode: FilesystemaccessModes:- ReadWriteOnce	

1) PVC声明了accessModes访问类型为ReadWriteOnce,创建后,系统会自动去找能够支持ReadWriteOnce访问类型的PV,若无符合条件的PV,则不会进行绑定
2) PVC声明了storage的大小为1Gi,创建后,系统会自动取找能够支持此容量的PV,若无符合条件的PV,则不会进行绑定。

从这里来看,对于用户来说,即只需要声明访问类型、容量、另外还可以通过StorageClass声明具体的PV类型即可完成对持久化存储的申请,而不需要去维护和关注后端存储。

# kubectl get pvc
NAME       STATUS   VOLUME     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
pv-share   Bound    pv-share   1Gi        RWO                           15s

我发现pvc创建好了的状态的就是Bound,这是因为在创建并声明自己要什么样子的存储时。我们刚刚创建的pv刚好符合条件,则自动绑定。状态更新,此时pv的状态也应该发生了变更。

# kubectl get pv
NAME       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM              STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-share   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/pv-share                           92m

五、 pod使用pvc

# kubectl create -f  nginx-pod.yaml
# cat nginx-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginx
spec:containers:- name: nginximage: nginxports:- containerPort: 80name: "http-server"volumeMounts:- mountPath: "/usr/share/nginx/html"name: pv-storagevolumes:- name: pv-storagepersistentVolumeClaim:claimName: pv-share		# 挂在的是 pvc

查看pod详情(省略部分输出)

kubectl describe pod nginx
Volumes:pv-storage:Type:       PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)ClaimName:  pv-shareReadOnly:   falsedefault-token-2jswl:Type:        Secret (a volume populated by a Secret)SecretName:  default-token-2jswlOptional:    false
QoS Class:       BestEffort
Node-Selectors:  <none>
Tolerations:     node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300snode.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s

可以看出nginx pod已经绑定了pvc名称pv-share 的存储。

六、修改共享目录文件,访问测试

nfs服务器的共享地址是 /data/share

echo "success" >> index.html; chmod 777 index.html

现在就可以进入到pod容器内部查看文件了

kubectl exec -it nginx --  cat /usr/share/nginx/html/index.html
[root@k8s-master ~]# kubectl exec -it nginx --  cat /usr/share/nginx/html/index.html
success

七、 创建一个service,让集群外部可访问nginx

# kubectl expose pod nginx --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
# kubectl get svc nginx
NAME    TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
nginx   NodePort   10.107.90.132   <none>        80:32637/TCP   4m29s

在这里插入图片描述

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