kubernetes 的pv/pvc存储

kubernetes系列

• 一： kubernetes的PV/PVC存储

一： kubernetes的PV/PVC存储

1.1 pv

PersistentVolume （PV）
是由管理员设置的存储，它是群集的一部分。就像节点是集群中的资源一样，PV 也是集群中的资源。 PV 是
Volume 之类的卷插件，但具有独立于使用 PV 的 Pod 的生命周期。此 API 对象包含存储实现的细节，即 NFS、
iSCSI 或特定于云供应商的存储系统

1.2 pvc

PersistentVolumeClaim （PVC）
是用户存储的请求。它与 Pod 相似。Pod 消耗节点资源，PVC 消耗 PV 资源。Pod 可以请求特定级别的资源
（CPU 和内存）。声明可以请求特定的大小和访问模式（例如，可以以读/写一次或 只读多次模式挂载）

1.3 静态 pv

集群管理员创建一些 PV。它们带有可供群集用户使用的实际存储的细节。它们存在于 Kubernetes API 中，可用
于消费

1.4 动态

当管理员创建的静态 PV 都不匹配用户的  PersistentVolumeClaim 时，集群可能会尝试动态地为 PVC 创建卷。此
配置基于  StorageClasses ：PVC 必须请求 [存储类]，并且管理员必须创建并配置该类才能进行动态创建。声明该
类为  "" 可以有效地禁用其动态配置
要启用基于存储级别的动态存储配置，集群管理员需要启用 API server 上的  DefaultStorageClass [准入控制器]
。例如，通过确保  DefaultStorageClass 位于 API server 组件的  --admission-control 标志，使用逗号分隔的
有序值列表中，可以完成此操作

1.5 绑定

master 中的控制环路监视新的 PVC，寻找匹配的 PV（如果可能），并将它们绑定在一起。如果为新的 PVC 动态
调配 PV，则该环路将始终将该 PV 绑定到 PVC。否则，用户总会得到他们所请求的存储，但是容量可能超出要求
的数量。一旦 PV 和 PVC 绑定后， PersistentVolumeClaim 绑定是排他性的，不管它们是如何绑定的。 PVC 跟
PV 绑定是一对一的映射

二 持久化卷声明的保护

PVC 保护的目的是确保由 pod 正在使用的 PVC 不会从系统中移除，因为如果被移除的话可能会导致数据丢失
当启用PVC 保护 alpha 功能时，如果用户删除了一个 pod 正在使用的 PVC，则该 PVC 不会被立即删除。PVC 的
删除将被推迟，直到 PVC 不再被任何 pod 使用

2.1 持久化卷类型

PersistentVolume 类型以插件形式实现。Kubernetes 目前支持以下插件类型：
GCEPersistentDisk AWSElasticBlockStore AzureFile AzureDisk FC (Fibre Channel)
FlexVolume Flocker NFS iSCSI RBD (Ceph Block Device) CephFS
Cinder (OpenStack block storage) Glusterfs VsphereVolume Quobyte Volumes
HostPath VMware Photon Portworx Volumes ScaleIO Volumes StorageOS

2.2 持久卷演示代码

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: 172.17.0.2

2.3 PV 访问模式

PersistentVolume 可以以资源提供者支持的任何方式挂载到主机上。如下表所示，供应商具有不同的功能，每个
PV 的访问模式都将被设置为该卷支持的特定模式。例如，NFS 可以支持多个读/写客户端，但特定的 NFS PV 可能
以只读方式导出到服务器上。每个 PV 都有一套自己的用来描述特定功能的访问模式

ReadWriteOnce——该卷可以被单个节点以读/写模式挂载
ReadOnlyMany——该卷可以被多个节点以只读模式挂载
ReadWriteMany——该卷可以被多个节点以读/写模式挂载在命
在命令行中，访问模式缩写为：
RWO - ReadWriteOnce
ROX - ReadOnlyMany
RWX - ReadWriteMany

2.4 回收策略

Retain（保留）——手动回收
Recycle（回收）——基本擦除（ rm -rf /thevolume/* ）
Delete（删除）——关联的存储资产（例如 AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 和 OpenStack Cinder 卷）
将被删除
当前，只有 NFS 和 HostPath 支持回收策略。AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 和 Cinder 卷支持删除策略

2.5 状态

卷可以处于以下的某种状态：
Available（可用）——一块空闲资源还没有被任何声明绑定
Bound（已绑定）——卷已经被声明绑定
Released（已释放）——声明被删除，但是资源还未被集群重新声明
Failed（失败）——该卷的自动回收失败
命令行会显示绑定到 PV 的 PVC 的名称

2.6 持久化nfs 部署 配置

login node04.flyfish 配置nfs 服务
----
yum install -y nfs* nfs-utils rpcbind
mkdir /nfs
chmod 777 /nfs
chown nfsnobody /nfs
cat /etc/exports
/nfs *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs

k8s 所有节点安装nfs 客户端的挂载包
login : node01.flyfish
yum install rpcbind nfs-utils 
mkdir /test
showmount -e 192.168.100.14 
mount -t nfs 192.168.100.14:/nfs /test

配置pv
vim pv.yaml 
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfspv1
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: nfs
  nfs:
   path: /nfs
   server: 192.168.100.14
---
kubectl apply -f pv.yaml
kubectl get pv 

多创建几个nfs pv 
----
login: node04.flyfish
mkdir /nfs1 /nfs2 /nfs3
chmod 777 /nfs1 /nfs2 /nfs3
vim /etc/exportfs
---
/nfs     *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
/nfs1    *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
/nfs2    *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
/nfs3    *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
---
service rpcbind restart 
service nfs restart 
exportfs -V 

vim pv1.yaml
------
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfspv2
spec:
  capacity:
    storage: 20Gi
  accessModes:
    - ReadOnlyMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: nfs
  nfs:
   path: /nfs1
   server: 192.168.100.14
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfspv3
spec:
  capacity:
    storage: 5Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: slow
  nfs:
   path: /nfs2
   server: 192.168.100.14
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfspv4
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: nfs
  nfs:
   path: /nfs3
   server: 192.168.100.14
-----
kubectl apply -f pv1.yaml
kubectl get pv 

创建PVC 应用
------
vim pvc.yaml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  serviceName: "nginx"
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: wangyanglinux/myapp:v1
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
          - name: www
            mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: www
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "nfs"
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi
---
kubectl apply -f pvc.yaml
---------
kubectl get pod 
kubectl get pv 
kubectl get pvc

以上可以看出 这个 pvc 的pod 并没用创建 成功  要求的 副本数是3个 只创建了一个 pod， 因为 如果要在 创建pod 必须满足  accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]  与 storageClassName: "nfs"  这两个条件 ，但是 所创建的 pv 只有 nfsv1 同时满足 这样的条件 所以 就 只能创建 一个 pod 
kubectl get pod  
kubectl describe pod web-1

如果想 创建成功 必须给 改变pv的类型 与控制权限
首先删掉nfspv3 与nfspv4
kubectl delete pv nfspv3
kubectl delete pv nfspv4

vim pv2.yaml
------
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfspv3
spec:
  capacity:
    storage: 30Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: nfs
  nfs:
   path: /nfs2
   server: 192.168.100.14
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfspv4
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: nfs
  nfs:
   path: /nfs3
   server: 192.168.100.14
------
kubectl apply -f pv2.yaml
kubectl get pv 

kubectl get pod 

kubectl get pv 
kubectl get pvc 

kubectl describe pv nfspv1
kubectl describe pv nfspv2
kubectl descirbe pv nfspv3
kubectl descirbe pv nfspv4

kubectl get pv 
kubectl get pod -o wide  

login node04.flyfish
cd /nfs
echo aaaaa > index.html
cd /nfs2 
echo bbbb >> index.html
cd /nfs3 
echo "web2 web2" >> index.html 

curl 10.244.1.6
curl 10.244.2.8
curl 10.244.2.7

kubectl delete pod web-0

三 关于 StatefulSet

3.1 StatfulSet的理解

3.1匹配 Pod name ( 网络标识 ) 的模式为：$(statefulset名称)-$(序号)，比如上面的示例：web-0，web-1，
web-2
3.2 StatefulSet 为每个 Pod 副本创建了一个 DNS 域名，这个域名的格式为： $(podname).(headless server
name)，也就意味着服务间是通过Pod域名来通信而非 Pod IP，因为当Pod所在Node发生故障时， Pod 会
被飘移到其它 Node 上，Pod IP 会发生变化，但是 Pod 域名不会有变化
3.3 StatefulSet 使用 Headless 服务来控制 Pod 的域名，这个域名的 FQDN 为：$(service
name).$(namespace).svc.cluster.local，其中，“cluster.local” 指的是集群的域名
3.4 根据 volumeClaimTemplates，为每个 Pod 创建一个 pvc，pvc 的命名规则匹配模式：
(volumeClaimTemplates.name)-(pod_name)，比如上面的 volumeMounts.name=www， Pod
name=web-[0-2]，因此创建出来的 PVC 是 www-web-0、www-web-1、www-web-2
3.5删除 Pod 不会删除其 pvc，手动删除 pvc 将自动释放 pv

3.2 statfulset

有序部署：部署StatefulSet时，如果有多个Pod副本，它们会被顺序地创建（从0到N-1）并且，在下一个Pod运行之前所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态。
有序删除：当Pod被删除时，它们被终止的顺序是从N-1到0。
有序扩展：当对Pod执行扩展操作时，与部署一样，它前面的Pod必须都处于Running和Ready状态。

有序删除：

3.3 StatefulSet使用场景：

1.稳定的持久化存储，即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据，基于 PVC 来实现。
2.稳定的网络标识符，即 Pod 重新调度后其 PodName 和 HostName 不变。
有序部署，有序扩展，基于 init containers 来实现。
3.有序收缩。

3.4 statefulset 整体删除步骤

先删除 pod 
kubectl delete pod --all 
在删除svc 
kubectl delete svc --all
在删除deployment
kubectl delete deploy --all
在删除statefulset 
kubectl delete statefulset --all
在删除 pvc 
kubectl delete pvc --all 
删除 pv 
kubectl delete pv --all
然后 在删掉 nfs挂载里面的文件