1 Volume

Kubernetes的Volume是Pod的一部分，Volume不是单独的对象，不能独立创建，只能在Pod中定义。
Pod中的所有容器都可以访问Volume，但必须要挂载，且可以挂载到容器中任何目录。
实际中使用容器存储如下图所示，将容器的内容挂载到Volume中，通过Volume两个容器间实现了存储共享。

Volume的生命周期与挂载它的Pod相同，但是Volume里面的文件可能在Volume消失后仍然存在，这取决于Volume的类型。

1.1 Volume类型

Kubernetes的Volume有非常多的类型：

emptyDir：一种简单的空目录，主要用于临时存储。
hostPath：将主机某个目录挂载到容器中。
ConfigMap、Secret：特殊类型，将Kubernetes特定的对象类型挂载到Pod。
persistentVolumeClaim（PVC）：Kubernetes的持久化存储类型。

1.1.1 EmptyDir

这个Volume挂载后就是一个空目录，应用程序可以在里面读写文件，emptyDir Volume的生命周期与Pod相同，Pod删除后Volume的数据也同时删除掉。
emptyDir的一些用途：

缓存空间，例如基于磁盘的归并排序。
为耗时较长的计算任务提供检查点，以便任务能从崩溃前状态恢复执行。

配置示例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - image: nginx:alpine
    name: test-container
    volumeMounts:                #volume挂载
    - mountPath: /cache          #挂载的目录
      name: cache-volume         #挂载的volume名字
  volumes:                       #volume定义
  - name: cache-volume           #volume名字
    emptyDir: {}                 #emptyDir类型

emptyDir也可以设置存储介质为内存

volumes:
  - name: html
    emptyDir:
      medium: Memory

1.1.2 HostPath

HostPath存储的内容与节点相关，如果Pod被调度到其他Node，HostPath无法提供跨Node的数据。
配置示例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-hostpath
spec:
  containers:
  - image: nginx:alpine
    name: hostpath-container
    volumeMounts:                #volume挂载
    - mountPath: /test-pd        #挂载的目录
      name: test-volume          #挂载的volume名字
  volumes:                       #volume定义
  - name: test-volume            #volume名字
    hostPath:                    #Node节点目录
      path: /data

1.1.3 ConfigMap

ConfigMap存储的是键值对，在Volume中应用时键值对表示的是文件名和文件内容，代表将ConfigMap的每条数据填入Volume。ConfigMap的配置数据在data字段下定义。

ConfigMap文件示例

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: configmap-test
data:                             # 配置数据
  property_1: Hello
  property_2: World

Volume中引用ConfigMap

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - image: nginx:alpine
    name: container-0
    resources:
      limits:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
    volumeMounts:                   # volume挂载
    - name: vol-configmap           # 挂载名为vol-configmap的Volume
      mountPath: "/tmp"             # 挂载的目录
  volumes:                          # volume定义
  - name: vol-configmap             # volume名字
    configMap:                      # 引用ConfigMap
      name: configmap-test          # ConfigMap名字

1.1.4 Secret

与ConfigMap类似，在data字段中存储key-value键值对形式，不过存储的value不是明文，是Base64编码的加密值。
在Volume中引用后，文件中的值是Base64解码后的值，而非加密值。

生成Base64编码：echo -n 要编码的内容 | base64

1.1.5 PV 和 PVC

PV：PV描述的是持久化存储卷，主要定义的是一个持久化存储在宿主机上的目录，比如一个NFS的挂载目录。
PVC：PVC描述的是Pod所希望使用的持久化存储的属性，比如，Volume存储的大小、可读写权限等等。

Kubernetes抽象了PV（PersistentVolume）和PVC（PersistentVolumeClaim）来解耦网络存储种类多样的问题，从而让使用者不用关心具体的基础设施，当需要存储资源的时候，只要像CPU和内存一样，声明要多少即可。
PV是集群级别的资源，并不属于某个命名空间（在default命名空间下），而PVC是命名空间级别的资源，PV可以与任何命名空间的PVC资源绑定。

Kubernetes管理员设置好网络存储的类型，提供对应的PV描述符配置到Kubernetes，使用者需要存储的时候只需要创建PVC，然后在Pod中使用Volume关联PVC，即可让Pod使用到存储资源，它们之间的关系如下图所示。

PV 持久卷是用插件的形式来实现的，目前支持以下插件：

awsElasticBlockStore - AWS 弹性块存储（EBS）
azureDisk - Azure Disk
azureFile - Azure File
cephfs - CephFS volume
csi - 容器存储接口 (CSI)
fc - Fibre Channel (FC) 存储
flexVolume - FlexVolume
gcePersistentDisk - GCE 持久化盘
glusterfs - Glusterfs 卷
hostPath - HostPath 卷（仅供单节点测试使用；不适用于多节点集群；请尝试使用 local 卷作为替代）
iscsi - iSCSI (SCSI over IP) 存储
local - 节点上挂载的本地存储设备
nfs - 网络文件系统 (NFS) 存储
portworxVolume - Portworx 卷
rbd - Rados 块设备 (RBD) 卷
vsphereVolume - vSphere VMDK 卷

CSI
Container Storage Interface，容器存储接口，基于CSI这套接口，可以开发定制出CSI插件，从而支持特定的存储，达到解耦的目的。

PVC创建示例：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc-example
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi              # 声明存储的大小
  volumeName: pv-example         # PV的名称

1.1.6 StorageClass

使用StorageClass可以自动创建PV，StorageClass包含provisioner、parameters 和 reclaimPolicy 字段，这些字段会在 StorageClass 需要动态分配 PersistentVolume 时会使用到。在声明PVC时加上StorageClassName，就可以自动创建PV，并自动创建底层的存储资源。

provisioner：PV配置器，用来决定使用哪个卷插件制备 PV。该字段必须指定。
reclaimPolicy：回收策略，可以是 Delete 或者 Retain，默认是 Delete

使用StorageClassName创建PVC示例：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name:  pvc-sfs-auto-example
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi
  storageClassName: csi-nas        # StorageClass

9. K8s存储