6.1.介绍卷
6.1.1.卷的类型
emptyDir-用于存储临时数据的简单空目录
hostPath-用于将目录从工作节点的文件系统挂载到pod
nfs-挂载到pod中的NFS共享卷。
还有其他的如gitRepo、gcepersistenDisk
6.2.通过卷在容器间共享数据
6.2.1.使用emptyDir卷
卷的生命周期与pod的生命周期项关联,所以当删除pod时,卷的内容就会丢失。
使用empty示例代码如下:
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: fortune spec: containers: - image: luksa/fortune name: html-gener volumeMounts: - name: html mountPath: /usr/share/nginx readOnly: true - image: nginx/aplin name: web-service volumeMounts: - name: html mountPath: /usr/share readOnly: true volumes: - name: html //一个名为html的单独emptyDir卷,挂载在上面的两个容器中 emptyDir: {}
6.3.访问工作节点文件系统上的文件
6.3.1.hostPath卷
hostPath是持久性存储,emptyDir卷的内容随着pod的删除而删除。
使用hostPath会发现当删除一个pod,并且下一个pod使用了指向主机上相同路径的hostPath卷,则新pod将会发现上一个pod留下的数据,但前提是必须将其调度到与第一个pod相同的节点上。
所以当你使用hostPath时请务必考虑清楚,当重新起一个pod时候,必须要保证pod的节点与之前相同。
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: test-pd spec: containers: - image: k8s.gcr.io/test-webserver name: test-container volumeMounts: - mountPath: /test-pd name: test-volume volumes: - name: test-volume hostPath: # directory location on host path: /data # this field is optional type: Directory
6.4.使用持久化存储
怎样保证pod重新启动后调度到任意一个节点都有相同的数据可用,这就需要做到持久化存储。
因此必须要将数据存储在某种类型的网络存储(NAS)中。
各种支持的方式不尽相同,例如 GlusterFS 需要创建 Endpoint,Ceph/NFS 之流就没这么麻烦了。
6.4.1.使用NFS存储
以NFS为例,yml代码如下:
6.4.2.configmap和secert
secret和configmap可以理解为特殊的存储卷,但是它们不是给Pod提供存储功能的,而是提供了从集群外部向集群内部的应用注入配置信息的功能。ConfigMap扮演了K8S集群中配置中心的角色。ConfigMap定义了Pod的配置信息,可以以存储卷的形式挂载至Pod中的应用程序配置文件目录,从configmap中读取配置信息;也可以基于环境变量的形式,从ConfigMap中获取变量注入到Pod容器中使用。但是ConfigMap是明文保存的,如果用来保存数据库账号密码这样敏感信息,就非常不安全。一般这样的敏感信息配置是通过secret
来保存。secret
的功能和ConfigMap一样,不过secret是通过Base64的编码机制保存配置信息。
从ConfigMap中获取配置信息的方法有两种:
- 一种是利用环境变量将配置信息注入Pod容器中的方式,这种方式只在Pod创建的时候生效,这就意味着在ConfigMap中的修改配置信息后,更新的配置不能被已经创建Pod容器所应用。
- 另一种是将ConfigMap做为存储卷挂载至Pod容器内,这样在修改ConfigMap配置信息后,Pod容器中的配置也会随之更新,不过这个过程会有稍微的延迟。
ConfigMap当作存储卷挂载至Pod中的用法:
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: pod-configmap-vol-2 labels: name: pod-configmap-vol-2 spec: containers: - name: myapp image: ikubernetes/myapp:v1 volumeMounts: - name: my-cm-www mountPath: /etc/nginx/conf.d/ # 将名为my-www的configmap挂载至Pod容器的这个目录下。 volumes: - name: my-cm-www configMap: # 存储卷类型选configMap
secert的方法类似,只是secert对数据进行了加密
6.5.从底层存储技术解耦pod
6.5.1.介绍持久卷和持久卷声明
当集群用户需要在其pod中使用持久化存储时,他们首先创建持久化声明(PVC)清单,指定所需要的最低容量要求,和访问模式,然后用户将持久卷声明清单提交给kubernetes API服务器,kubernetes将找到可以匹配的持久卷并将其绑定到持久卷声明。
持久卷声明可以当做pod中的一个卷来使用,其他用户不能使用相同的持久卷,除非先通过删除持久卷声明绑定来释放。
6.5.2.创建持久卷
下面创建一个 PV mypv1
,配置文件pv1.yml
如下:
apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: yh_pv1 spec: capacity: storage: 1Gi //capacity 指定 PV 的容量为 1G accessModes: //accessModes 指定访问模式为 ReadWriteOnce - ReadWriteOnce persistentVolumeReclaimpolicy: Recycle //persistentVolumeReclaimPolicy 指定当 PV 的回收策略为 Recycle storageClassName: nfs //storageClassName 指定 PV 的 class 为 nfs。相当于为 PV 设置了一个分类,PVC 可以指定 class 申请相应 class 的 PV。 nfs: path: /nfs/data //指定 PV 在 NFS 服务器上对应的目录 server: 10.10.0.11
1.accessModes
指定访问模式为 ReadWriteOnce
,支持的访问模式有:
ReadWriteOnce – PV 能以 read-write 模式 mount 到单个节点。
ReadOnlyMany – PV 能以 read-only 模式 mount 到多个节点。
ReadWriteMany – PV 能以 read-write 模式 mount 到多个节点。
2.persistentVolumeReclaimPolicy
指定当 PV 的回收策略为 Recycle
,支持的策略有:
Retain – 需要管理员手工回收。
Recycle – 清除 PV 中的数据,效果相当于执行 rm -rf /thevolume/*
。
Delete – 删除 Storage Provider 上的对应存储资源,例如 AWS EBS、GCE PD、Azure Disk、OpenStack Cinder Volume 等。
创建 pv
:
# kubectl apply -f pv1.yml persistentvolume/yh-pv1 created
查看pv:
# kubectl get pv NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE yh-pv1 1Gi RWO Recycle Available nfs 17m
STATUS
为 Available
,表示 yh-pv1就绪,可以被 PVC 申请。
6.5.3.通过持久卷声明来获取持久卷
接下来创建 PVC mypvc1
,配置文件 pvc1.yml
如下:
apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: yh-pvc spec: accessModes: - ReadWriteOnce resources: requests: storage: 1Gi storageClassName: nfs
PVC 就很简单了,只需要指定 PV 的容量,访问模式和 class。
执行命令创建 mypvc1
:
# kubectl apply -f pvc1.yml persistentvolumeclaim/yh-pvc created
查看pvc
# kubectl get pvc NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE yh-pvc Bound yh-pv1 1Gi RWO nfs 64s
从 kubectl get pvc
和 kubectl get pv
的输出可以看到 yh-pvc1
已经 Bound 到yh- pv1
,申请成功。
# kubectl get pv NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE yh-pv1 1Gi RWO Recycle Bound default/yh-pvc nfs 47m
6.5.4.在pod中使用持久卷声明
上面已经创建好了pv和pvc,pod中直接使用这个pvc即可
与使用普通 Volume 的格式类似,在 volumes
中通过 persistentVolumeClaim
指定使用 mypvc1
申请的 Volume。
通过命令创建mypod1
:
可见,在 Pod 中创建的文件 /mydata/hello
确实已经保存到了 NFS 服务器目录 /nfsdata
中。
如果不再需要使用 PV,可用删除 PVC 回收 PV。
6.5.5.回收持久卷
当 PV 不再需要时,可通过删除 PVC 回收。
未删除pvc之前 pv的状态是Bound
删除pvc之后pv的状态变为Available,,此时解除绑定后则可以被新的 PVC 申请。
/nfsdata文件中的文件被删除了
因为 PV 的回收策略设置为 Recycle
,所以数据会被清除,但这可能不是我们想要的结果。如果我们希望保留数据,可以将策略设置为 Retain
。
通过 kubectl apply
更新 PV:
回收策略已经变为 Retain
,通过下面步骤验证其效果:
① 重新创建 mypvc1
。
② 在 mypv1
中创建文件 hello
。
③ mypv1
状态变为 Released
。
④ PV 中的数据被完整保留。
虽然 mypv1
中的数据得到了保留,但其 PV 状态会一直处于 Released
,不能被其他 PVC 申请。为了重新使用存储资源,可以删除并重新创建 mypv1
。删除操作只是删除了 PV 对象,存储空间中的数据并不会被删除。
新建的 mypv1
状态为 Available
,已经可以被 PVC 申请。
PV 还支持 Delete
的回收策略,会删除 PV 在 Storage Provider 上对应存储空间。NFS 的 PV 不支持 Delete
,支持 Delete
的 Provider 有 AWS EBS、GCE PD、Azure Disk、OpenStack Cinder Volume 等。
6.6.持久卷的动态配置
6.6.1.通过StorageClass资源定义可用存储类型
前面的例子中,我们提前创建了 PV,然后通过 PVC 申请 PV 并在 Pod 中使用,这种方式叫做静态供给(Static Provision)。
与之对应的是动态供给(Dynamical Provision),即如果没有满足 PVC 条件的 PV,会动态创建 PV。相比静态供给,动态供给有明显的优势:不需要提前创建 PV,减少了管理员的工作量,效率高。
动态供给是通过 StorageClass 实现的,StorageClass 定义了如何创建 PV,下面是两个例子。
StorageClass standard
:
StorageClass slow
:
这两个 StorageClass 都会动态创建 AWS EBS,不同在于 standard
创建的是 gp2
类型的 EBS,而 slow
创建的是 io1
类型的 EBS。不同类型的 EBS 支持的参数可参考 AWS 官方文档。
StorageClass 支持 Delete
和 Retain
两种 reclaimPolicy
,默认是 Delete
。
与之前一样,PVC 在申请 PV 时,只需要指定 StorageClass 和容量以及访问模式,比如:
除了 AWS EBS,Kubernetes 支持其他多种动态供给 PV 的 Provisioner,完整列表请参考 https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/storage-classes/#provisioner
6.6.2.PV&&PVC在应用在mysql的持久化存储
下面演示如何为 MySQL 数据库提供持久化存储,步骤为:
-
创建 PV 和 PVC。
-
部署 MySQL。
-
向 MySQL 添加数据。
-
模拟节点宕机故障,Kubernetes 将 MySQL 自动迁移到其他节点。
-
验证数据一致性。
首先创建 PV 和 PVC,配置如下:
mysql-pv.yml
mysql-pvc.yml
创建 mysql-pv
和 mysql-pvc
:
接下来部署 MySQL,配置文件如下:
PVC mysql-pvc
Bound 的 PV mysql-pv
将被 mount 到 MySQL 的数据目录 var/lib/mysql
。
MySQL 被部署到 k8s-node2
,下面通过客户端访问 Service mysql
:
kubectl run -it --rm --image=mysql:5.6 --restart=Never mysql-client -- mysql -h mysql -ppassword
更新数据库:
① 切换到数据库 mysql。
② 创建数据库表 my_id。
③ 插入一条数据。
④ 确认数据已经写入。
关闭 k8s-node2
,模拟节点宕机故障。
验证数据的一致性:
由于node2节点已经宕机,node1节点接管了这个任务。
通过kubectl run 命令 进入node1的这个pod里,查看数据是否依旧存在
MySQL 服务恢复,数据也完好无损。