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【Kubernetes】k8s集群存储卷(pvc存储卷)

【Kubernetes】k8s集群存储卷(pvc存储卷)

目录

一、PVC存储卷

1.PV

2.PVC

3.StorageClass

4.PV和PVC的生命周期

二、案例

1.创建静态pv

1.1.配置nfs

1.2.创建pv

1.3.创建pvc

1.4.结合pod,将pv、pvc一起运行

2.创建动态pv

2.1.上传

2.2.创建 Service Account,用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限,设置 nfs-client 对 PV,PVC,StorageClass 等的规则

2.3.创建 StorageClass,负责建立 PVC 并调用 NFS provisioner 进行预定的工作,并让 PV 与 PVC 建立关联

2.4.创建 PVC 和 Pod 测试

2.5.测试不备份

三、总结


一、PVC存储卷

1.PV

PV 全称叫做 Persistent Volume,持久化存储卷。它是用来描述或者说用来定义一个存储卷的,这

个通常都是由运维工程师来定义

2.PVC

PVC 的全称是 Persistent Volume Claim,是持久化存储的请求。它是用来描述希望使用什么样的

或者说是满足什么条件的 PV 存储。

PVC 的使用逻辑:在 Pod 中定义一个存储卷(该存储卷类型为 PVC),定义的时候直接指定大

小,PVC 必须与对应的 PV 建立关系,PVC 会根据配置的定义去 PV 申请,而 PV 是由存储空间

创建出来的。PV 和 PVC 是 Kubernetes 抽象出来的一种存储资源。

3.StorageClass

上面介绍的PV和PVC模式是需要运维人员先创建好PV,然后开发人员定义好PVC进行一对一的

Bond,但是如果PVC请求成千上万,那么就需要创建成千上万的PV,对于运维人员来说维护成本

很高,Kubernetes提供一种自动创建PV的机制,叫StorageClass,它的作用就是创建PV的模板。

创建 StorageClass 需要定义 PV 的属性,比如存储类型、大小等;另外创建这种 PV 需要用到的

存储插件,比如 Ceph 等。 有了这两部分信息,Kubernetes 就能够根据用户提交的 PVC,找到对

应的 StorageClass,然后 Kubernetes 就会调用 StorageClass 声明的存储插件,自动创建需要的

PV 并进行绑定

PV是集群中的资源。 PVC是对这些资源的请求,也是对资源的索引检查。

4.PV和PVC的生命周期

PV和PVC之间的相互作用遵循这个生命周期

Provisioning(配置)---> Binding(绑定)---> Using(使用)---> Releasing(释放) --->

Recycling(回收)

Provisioning,即 PV 的创建,可以直接创建 PV(静态方式),也可以使用 StorageClass 动态创建
Binding,将 PV 分配给 PVC
Using,Pod 通过 PVC 使用该 Volume,并可以通过准入控制StorageProtection(1.9及以前版本为PVCProtection) 阻止删除正在使用的 PVC
Releasing,Pod 释放 Volume 并删除 PVC
Recycling,回收 PV,可以保留 PV 以便下次使用,也可以直接从云存储中删除
根据这 5 个阶段,PV 的状态有以下 4 种

Available(可用):表示可用状态,还未被任何 PVC 绑定
Bound(已绑定):表示 PV 已经绑定到 PVC
Released(已释放):表示 PVC 被删掉,但是资源尚未被集群回收
Failed(失败):表示如果 PV 或 PVC 遇到无法解决的问题,例如配额不足、配置错误或者绑定过程中的异常情况,可能会进入 Failed 状态
一个PV从创建到销毁的具体流程如下:

一个PV创建完后状态会变成Available,等待被PVC绑定。
一旦被PVC邦定,PV的状态会变成Bound,就可以被定义了相应PVC的Pod使用。
Pod使用完后会释放PV,PV的状态变成Released。
变成Released的PV会根据定义的回收策略做相应的回收工作。有三种回收策略,Retain、Delete和Recycle。Retain就是保留现场,K8S集群什么也不做,等待用户手动去处理PV里的数据,处理完后,再手动删除PV。Delete策略,K8S会自动删除该PV及里面的数据。Recycle方式,K8S会将PV里的数据删除,然后把PV的状态变成Available,又可以被新的PVC绑定使用

二、案例

1.创建静态pv

1.1.配置nfs

192.168.10.121服务器配置nfs

  1. mkdir -p /data/volumes/v{1..5}
  2. vim /etc/exports
  3. /data/volumes/v1 192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_squash)
  4. /data/volumes/v2 192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_squash)
  5. /data/volumes/v3 192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_squash)
  6. /data/volumes/v4 192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_squash)
  7. /data/volumes/v5 192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_squash)
  8. exportfs -arv

1.2.创建pv

  1. vim demo1-pv.yaml
  2. apiVersion: v1
  3. kind: PersistentVolume
  4. metadata: #由于 PV 是集群级别的资源,即 PV 可以跨 namespace 使用,所以 PV 的 metadata 中不用配置 namespace
  5. name: pv001
  6. spec:
  7. capacity: 定义存储能力,一般用于设置存储空间
  8. storage: 1Gi 指定大小
  9. accessModes: 定义访问模式
  10. - ReadWriteOnce
  11. - ReadWriteMany
  12. #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 回收策略
  13. #storageClassName: slow 自定义存储类名称,此配置用于绑定具有相同类别的PVC和PV
  14. nfs: 定义存储类型
  15. path: /data/volumes/v1 定义挂载卷路径
  16. server: 192.168.10.121 定义服务器名称
  17. ---
  18. apiVersion: v1
  19. kind: PersistentVolume
  20. metadata:
  21. name: pv002
  22. spec:
  23. capacity:
  24. storage: 2Gi
  25. accessModes:
  26. - ReadWriteOnce
  27. #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  28. #storageClassName: slow
  29. nfs:
  30. path: /data/volumes/v2
  31. server: 192.168.10.121
  32. ---
  33. apiVersion: v1
  34. kind: PersistentVolume
  35. metadata:
  36. name: pv003
  37. spec:
  38. capacity:
  39. storage: 2Gi
  40. accessModes:
  41. - ReadWriteOnce
  42. - ReadWriteMany
  43. #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  44. #storageClassName: slow
  45. nfs:
  46. path: /data/volumes/v3
  47. server: 192.168.10.121
  48. ---
  49. apiVersion: v1
  50. kind: PersistentVolume
  51. metadata:
  52. name: pv004
  53. spec:
  54. capacity:
  55. storage: 4Gi
  56. accessModes:
  57. - ReadWriteOnce
  58. - ReadWriteMany
  59. #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  60. #storageClassName: slow
  61. nfs:
  62. path: /data/volumes/v4
  63. server: 192.168.10.121
  64. ---
  65. apiVersion: v1
  66. kind: PersistentVolume
  67. metadata:
  68. name: pv005
  69. spec:
  70. capacity:
  71. storage: 5Gi
  72. accessModes:
  73. - ReadWriteOnce
  74. - ReadWriteMany
  75. #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  76. #storageClassName: slow
  77. nfs:
  78. path: /data/volumes/v5
  79. server: 192.168.10.121
  80. ---
  81. kubectl apply -f demo1-pv.yaml

1.3.创建pvc

  1. vim demo2-pvc.yaml
  2. apiVersion: v1
  3. kind: PersistentVolumeClaim
  4. metadata:
  5. name: mypvc001
  6. spec:
  7. accessModes:
  8. - ReadWriteMany
  9. resources:
  10. requests:
  11. storage: 2Gi
  12. #storageClassName: slow
  13. kubectl apply -f demo2-pvc.yaml
  1. kubectl apply -f demo2-pvc.yaml #再以同样的文件创建pvc
  2. kubectl get pv,pvc
  3. #可以发现即使条件再匹配,也不会与原先处于released状态的pv匹配
  1. vim demo1-pv.yaml
  2. apiVersion: v1
  3. kind: PersistentVolume
  4. metadata: #由于 PV 是集群级别的资源,即 PV 可以跨 namespace 使用,所以 PV 的 metadata 中不用配置 namespace
  5. name: pv001
  6. spec:
  7. capacity: 定义存储能力,一般用于设置存储空间
  8. storage: 1Gi 指定大小
  9. accessModes: 定义访问模式
  10. - ReadWriteOnce
  11. - ReadWriteMany
  12. #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 回收策略
  13. #storageClassName: slow 自定义存储类名称,此配置用于绑定具有相同类别的PVC和PV
  14. nfs: 定义存储类型
  15. path: /data/volumes/v1 定义挂载卷路径
  16. server: 192.168.10.121 定义服务器名称
  17. ---
  18. apiVersion: v1
  19. kind: PersistentVolume
  20. metadata:
  21. name: pv002
  22. spec:
  23. capacity:
  24. storage: 2Gi
  25. accessModes:
  26. - ReadWriteOnce
  27. #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  28. #storageClassName: slow
  29. nfs:
  30. path: /data/volumes/v2
  31. server: 192.168.10.121
  32. ---
  33. apiVersion: v1
  34. kind: PersistentVolume
  35. metadata:
  36. name: pv003
  37. spec:
  38. capacity:
  39. storage: 2Gi
  40. accessModes:
  41. - ReadWriteOnce
  42. - ReadWriteMany
  43. persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle #当设置指定访问策略为 Recycle
  44. #storageClassName: slow
  45. nfs:
  46. path: /data/volumes/v3
  47. server: 192.168.10.121
  48. ---
  49. apiVersion: v1
  50. kind: PersistentVolume
  51. metadata:
  52. name: pv004
  53. spec:
  54. capacity:
  55. storage: 4Gi
  56. accessModes:
  57. - ReadWriteOnce
  58. - ReadWriteMany
  59. #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  60. #storageClassName: slow
  61. nfs:
  62. path: /data/volumes/v4
  63. server: 192.168.10.121
  64. ---
  65. apiVersion: v1
  66. kind: PersistentVolume
  67. metadata:
  68. name: pv005
  69. spec:
  70. capacity:
  71. storage: 5Gi
  72. accessModes:
  73. - ReadWriteOnce
  74. - ReadWriteMany
  75. #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  76. #storageClassName: slow
  77. nfs:
  78. path: /data/volumes/v5
  79. server: 192.168.10.121
  80. ---
  81. kubectl apply -f demo1-pv.yaml
  82. kubectl apply -f demo2-pvc.yaml
  83. kubectl get pv,pvc

1.4.结合pod,将pv、pvc一起运行

  1. apiVersion: v1
  2. kind: PersistentVolume
  3. metadata:
  4. name: pv001
  5. spec:
  6. capacity:
  7. storage: 1Gi
  8. accessModes:
  9. - ReadWriteOnce
  10. - ReadWriteMany
  11. #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  12. #storageClassName: slow
  13. nfs:
  14. path: /data/volumes/v1
  15. server: 192.168.10.121
  16. ---
  17. apiVersion: v1
  18. kind: PersistentVolume
  19. metadata:
  20. name: pv002
  21. spec:
  22. capacity:
  23. storage: 2Gi
  24. accessModes:
  25. - ReadWriteOnce
  26. #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  27. #storageClassName: slow
  28. nfs:
  29. path: /data/volumes/v2
  30. server: 192.168.10.121
  31. ---
  32. apiVersion: v1
  33. kind: PersistentVolume
  34. metadata:
  35. name: pv003
  36. spec:
  37. capacity:
  38. storage: 2Gi
  39. accessModes:
  40. - ReadWriteOnce
  41. - ReadWriteMany
  42. persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  43. #storageClassName: slow
  44. nfs:
  45. path: /data/volumes/v3
  46. server: 192.168.10.121
  47. ---
  48. apiVersion: v1
  49. kind: PersistentVolume
  50. metadata:
  51. name: pv004
  52. spec:
  53. capacity:
  54. storage: 4Gi
  55. accessModes:
  56. - ReadWriteOnce
  57. - ReadWriteMany
  58. persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  59. #storageClassName: slow
  60. nfs:
  61. path: /data/volumes/v4
  62. server: 192.168.10.121
  63. ---
  64. apiVersion: v1
  65. kind: PersistentVolume
  66. metadata:
  67. name: pv005
  68. spec:
  69. capacity:
  70. storage: 5Gi
  71. accessModes:
  72. - ReadWriteOnce
  73. - ReadWriteMany
  74. #persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  75. #storageClassName: liu
  76. nfs:
  77. path: /data/volumes/v5
  78. server: 192.168.10.121
  79. ---
  80. kubectl apply -f demo1-pv.yaml
  81. vim demo2-pvc.yaml
  82. apiVersion: v1
  83. kind: PersistentVolumeClaim
  84. metadata:
  85. name: mypvc001
  86. spec:
  87. accessModes:
  88. - ReadWriteMany
  89. resources:
  90. requests:
  91. storage: 2Gi
  92. #storageClassName: liu
  93. kubectl apply -f demo2-pvc.yaml
  1. vim demo3-pod.yaml
  2. apiVersion: v1
  3. kind: Pod
  4. metadata:
  5. creationTimestamp: null
  6. labels:
  7. run: demo3
  8. name: demo3-pod
  9. spec:
  10. volumes:
  11. - name: tan-vol
  12. persistentVolumeClaim:
  13. claimName: mypvc001 #创建的pvc名称
  14. containers:
  15. - image: soscscs/myapp:v1
  16. name: demo
  17. ports:
  18. - containerPort: 80
  19. resources: {}
  20. volumeMounts:
  21. - name: tan-vol
  22. mountPath: /mnt/
  23. dnsPolicy: ClusterFirst
  24. restartPolicy: Always
  25. status: {}
  26. kubectl apply -f demo3-pod.yaml

kubectl delete pod demo3-pod

2.创建动态pv

2.1.上传

  1. 上传nfs-client-provisioner.tar 、nfs-client.zip压缩包到master节点
  2. 上传nfs-client-provisioner.tar到两个node节点

2.2.创建 Service Account,用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限,设置 nfs-client 对 PV,PVC,StorageClass 等的规则

  1. master节点
  2. kubectl apply -f nfs-client-rbac.yaml
  3. kubectl get serviceaccounts
  1. vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
  2. - --feature-gates=RemoveSelfLink=false #添加这一行
  3. 由于 1.20 版本禁用了 selfLink,所以 k8s 1.20+ 版本通过 nfs provisioner 动态生成 PV 会报错,需要添加
  4. cd /etc/kubernetes/manifests
  5. mv kube-apiserver.yaml /tmp/ #进行重启操作
  6. mv /tmp/kube-apiserver.yaml ./
  1. nfs服务器
  2. vim /etc/exports
  3. /opt/nfs 192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_squash)
  4. exportfs -avr
  5. 两个node节点检查
  6. #创建 NFS Provisioner
  7. master节点
  8. cd /root/day9/pv
  9. vim nfs-client-provisioner.yaml
  10. kubectl apply -f nfs-client-provisioner.yaml

2.3.创建 StorageClass,负责建立 PVC 并调用 NFS provisioner 进行预定的工作,并让 PV 与 PVC 建立关联

  1. vim nfs-client-storageclass.yaml
  2. apiVersion: storage.k8s.io/v1
  3. kind: StorageClass
  4. metadata:
  5. name: nfs-client-storageclass
  6. provisioner: nfs-tan #要与 nfs-client-provisioner.yaml中设置的一致
  7. parameters:
  8. archiveOnDelete: "true" #做数据备份
  9. kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml

2.4.创建 PVC 和 Pod 测试

  1. vim demo2-pvc.yaml
  2. apiVersion: v1
  3. kind: PersistentVolumeClaim
  4. metadata:
  5. name: mypvc003
  6. spec:
  7. accessModes:
  8. - ReadWriteMany
  9. resources:
  10. requests:
  11. storage: 2Gi
  12. storageClassName: nfs-client-storageclass

2.5.测试不备份

  1. vim nfs-client-storageclass.yaml
  2. kubectl delete -f nfs-client-storageclass.yaml && kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml
  3. kubectl get pv,pvc
  1. vim pod.yaml
  2. apiVersion: v1
  3. kind: Pod
  4. metadata:
  5. labels:
  6. run: demo3
  7. name: dem3-pod
  8. spec:
  9. volumes:
  10. - name: scj-vol
  11. persistentVolumeClaim:
  12. claimName: mypvc003
  13. containers:
  14. - image: soscscs/myapp:v1
  15. name: myapp
  16. ports:
  17. - containerPort: 80
  18. resources: {}
  19. volumeMounts:
  20. - name: scj-vol
  21. mountPath: /mnt
  22. dnsPolicy: ClusterFirst
  23. restartPolicy: Always
  24. status: {}
  25. kubectl apply -f pod.yaml
  26. kubectl exec -it dem3-pod -- sh
  27. cd /mnt
  28. echo '123456' > liu.txt
  1. kubectl delete pod dem3-pod
  2. kubectl delete pvc mypvc003 #删除查看是否备份

三、总结

静态PV创建的步骤:
1)准备好存储设备
2)准备创建PV资源的配置文件,定义访问模式(ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany、ReadWriteOncePod)、最大存储空间、回收策略(Retain、Recycle、Delete)、存储设备类型等配置
3)准备创建PVC资源的配置文件,定义使用的访问模式(必要条件,必须是PV支持的访问模式)、请求的存储空间大小(默认就近选择大于等于指定大小的PV)等配置来绑定PV
4)准备创建Pod资源的配置文件,定义存储卷类型为PVC存储卷(persistentVolumeClaim),并在容器配置中定义存储卷挂载点路径


动态PV创建的步骤:
1)准备好存储设备
2)如果是外置存储卷插件,需要先创建Pod使用的sa账户和RBAC授权(创建角色授予相关资源对象的操作权限,并将账户与角色绑定),使得sa账户具有对PV、PVC、SC等资源的操作权限
3)准备创建外置存储卷插件Pod资源的配置文件,定义serviceAccountName为上一步创建的sa账户,并设置容器的环境变量的值(比如存储卷插件名称,服务器地址等)
4)准备创建SC资源(StorageClass)的配置文件,设置 provisioner(存储卷插件名称)、parameters(PV的参数) 和 reclaimPolicy(PV的回收策略) 等字段配置
-------------------以上操作是一劳永逸的,创建好存储卷插件和StorageClass资源以后,只要创建PVC资源引用SC资源就可以自动触发存储卷插件动态创建PV资源-------------------
5)准备创建PVC资源的配置文件,定义使用的访问模式、请求的存储空间大小、storageClassName 等配置来动态创建PV资源并绑定PV
6)准备创建Pod资源的配置文件,定义存储卷类型为PVC存储卷(persistentVolumeClaim),并在容器配置中定义存储卷挂载点路径

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