kubernetes学习日志（六）

前言

本文记录了存储卷管理、临时卷、持久卷、PV/PVC管理

一、持久卷

卷概述

容器化带来的问题

容器中的文件在磁盘上是临时存放的，这对于容器运行重要应用程序带来一些问题
1、容器崩溃重启时，kubelet会以纯净（镜像）状态重启，容器内的历史数据会丢失
2、容器被删除时，容器内数据会一并被清理
3、多个容器可能会有共享文件和目录的需求
ps：因为K8s是没有停止容器的概念的，所以只有创建和删除容器

卷

卷是一个抽象化的存储设备
使用卷可以解决容器崩溃重启后的历史数据丢失的问题，也可以解决容器或Pod被删除后数据持久保存的问题，
同时可以解决多个容器内数据共享的问题。
Pod可以使用任意数目的卷

k8s支持的卷类型

持久卷

持久卷是集群中的存储资源，里面的数据不会随着Pod的删除而丢失

临时卷

有些应用程序需要额外的存储，但并不关心数据在重启后是否仍然可用。临时卷会同Pod一起创建删除

投射卷

它允许将多个现有卷源映射到同一个目录，通过这些不同类型的卷源组合成一个统一的卷，可以更方便的管理和使用这些资源

卷的使用

1、编写一个Pod资源对象文件
2、在Pod.spec下添加volumes字段，配置外部存储为卷
3、在Pod.spec.comtainers[*] 中添加volumeMounts 字段，声明卷在容器中的挂载位置
ps：卷不能挂载到其他卷上，也不能与其他卷有硬连接
Pod配置中每个容器都必须独立指定各个卷的挂载位置

hostPath卷

hostPath是持久卷，本质是使用本地设备，例如磁盘、分区、目录、Socket、CharDevice和BlockDevice等等。
hostPath卷的可用性取决于底层节点的可用性，如果节点变得不健康，那么hostPath卷也将不可被访问。
hostPath卷里面的数据不会随着Pod结束而消失
ps ：配置相同的Pod，可能在不同节点上表现不同，应为不同节点上映射的文件内容不同

spec : volumes :  # 卷定义- name : logdata # 卷名称hostPath :   # 使用hostPath 创建卷path : /var/weblog  # 在节点上存放的路径type : DirectoryOrCreate   # 目录不存在就创建新的containers : - name : nginximage : myos:nginxvolumeMounts :  # mount卷- name : logdata  # 卷的名字mountPath : /usr/local/nginx/logs # 容器内路径

type对应内型：

type类型	说明
DirectoryOrCreate	卷映射对象是一个目录，如果不存在就创建
Directory	卷映射对象是一个目录，且必须存在
FileOrCreate	卷映射对象是一个文件，如果不存在就创建
File	卷映射对象是一个文件，且必须存在
Socket	卷映射对象是一个Socket套接字，且必须存在
CharDevice	卷映射对象是一个字符设备，且必须存在
BlockDevice	卷映射对象是一个块设备，且必须存在

NFS卷

k8s中允许将NFS存储以卷的方式挂载到Pod中，删除Pod时，nfs存储卷会被卸载（umount），而不是被删除，nfs卷可以在不同节点的Pod之间共享数据
NFS最大的功能就是在不同节点的不同Pod中共享读写数据，本地NFS的客户端可以透明地读写位于远端NFS服务骑上的文件，就像访问本地文件一样

spec : volumes : ... ...- name : website  # 存储卷名称nfs : 		# 定义资源对象server : 192.168.1.10 # 指明NFS服务器地址path : /var/webroot # NFS共享目录containers : - name : nginximage : myos:nginxvolumeMounts :  # 映射存储卷- name : website  # 映射的存储卷名称mountPath : /usr/local/nginx/html # 映射到容器中的路径

PV/PVC

PV：Persistent Volume 是持久卷
PVC ： PersistentVolumeClaim 是持久卷声明

PV/PVC用途

存储的管理是一个与计算机实例的管理完全不同的问题。管理员希望能提供一种通用的API来完成Pod对卷的部署管理与使用。PV/PVC就是为了满足这种需求而诞生的，PV/PVC的引入使集群具备了存储的逻辑抽象能力

k8s支持的存储卷

cephfs ： CephFS volume
csi ：容器存储接口（CSI）
fc : Fibre Channel(FC)存储
hostPath HostPath 卷
iscsi ： ISCSI(SCSI over IP) 存储
nfs 网络文件系统（NFS）存储
rbd Rados块设备（RBD）卷

PV/PVC使用

PV是资源提供者，根据集群的基础设施变化而变化，由k8s集群管理员配置
PVC是资源的使用者，根据业务服务的需求变化来配置，用户无需知道PV的技术细节，只需要声明你需要什么类型的资源即可
PVC会根据用户的声明需求，自动找到PV完成绑定

PV资源文件

---
kind : PersistentVolume
apiVersion : v1
metadata : name : mypv
spec : volumeMode : Filesystem  # 提供资源的类型[Filesystem, Block]accessModes :  # 存储卷能提供的访问模式- ReadWriteOnce # 卷支持的模式，支持多种- ReadOnlyMnay  # RWO，ROX，RWX，RWOPcapacity :   # 存储卷能提供的存储空间storage : 30Gi  # 空间大小persistentVolumeReclaimPolicy : Retain # 数据回收方式......  # 存储配置

PV资源文件（hostPath）

... ... 
metadata : name : pv-local
spec : volumeMode : Filesystem # 提供Filesystem访问方式accessModes : - ReadWriteOnce # hostPath 只支持RWOcapacity ： storage ： 30Gi # 提供的磁盘空间大小persistentVolumeReclaimPolicy ： Retain # 数据手工回收hostPath ： # hostPath配置path ： /var/weblogtype ：DirectoryOrCreate

PV资源文件（NFS）

spec : volumeMode : Filesystem  # 提供Filesystem访问方式accessModes :   	# NFS 支持多种访问方式- ReadOnlyMany    # RWO,ROX,RWX- ReadWriteMany 
... ...capacity : storage : 30Gi  # 提供的磁盘空间大小persistentVolumeReclaimPolicy : Retain # 数据手工回收mountOptions :  # mount的参数-	nolock nfs :   # NFS配置server : <NFS服务器地址>path : <共享目录路径>

PVC资源文件

---
kind : PersistentVolumeClaim
apiVersion : v1
metadata : name : pvc1
spec :   	# 定义需求volumMode : Filesystem  需要使用Filesystem的存储卷accessModes : - ReadWriteOnce  # 需要支持RWO的存储卷resources : requests : storage : 25Gi # 最小磁盘空间需求

Pod调用PVC

映射PVC为卷
使用PVC用户无需关心后端存储设备
系统会自动查找匹配

... ...
spec : Volumes :  # 定义存储卷- name : logdata # 定义卷名persistentVolumeClaim : # 定义PVC资源对象claimName : pvc1 # 使用的PVC为pvc1- name : website # 定义卷名persistentVolumeClaim : 	# 定义PVC资源对象 claimName : pvc2 # 定义使用的PVC为pvc2

存储卷挂载路径

... ... 
spec : containers : -	name : nginximage : myos:nginxvolumeMounts :- name : logdata  # 挂载卷名mountPath : /usr/local/nginx/logs  # 挂载路径- name : website   # 挂载卷名mountPath : /usr/local/nginx/html  # 挂载路径

二、临时卷

1、configMap 卷

configMap卷提供了向Pod注入配置数据的方法，允许你将配置文件与镜像分离，使容器化的应用具有可移植性
configMap 在使用之前需要先创建它，configMap 不是用来保存大量数据的，在其中保存的数据不可超过1Mib

configMap用途

配置环境变量
修改配置文件的参数，数据库的地址等

修改系统时区

创建configMap语法格式
kubectl create configmap 名称 [选项/参数]

kubectl create configmap tz --from-literal=TZ="Asia/Shanghai"
kubectl get configmap

使用资源对象创建configmap

--- 
kind : ConfigMap
apiVersion : v1
metadata : name : timezone
data : TZ="Asia/Shanghai"

使用：

---
kind : Pod 
apiVersion : v1
metadata : name : web1
spec : ... ... containers : - name : nginximage : myos:nginxenvFrom :  # 配置环境变量- configMapRef : # 调用资源对象name : timezone # Configmap 名称

配置nginx解析php

在Pod中增加php容器，与nginx共享一张网卡

containers : 
- name : nginx
... ...
- name : php image : myos:php-fpmenvFrom : - configmapRef :   # 配置时区name : timezone  volumeMounts : - name : website  # 挂载NFSmountPath : /usr/local/nginx/html

制作Configmap配置文件

获取配置文件并修改
kubectl cp -c nginx web1:/usr/local/nginx/conf/nginx.conf nginx.conf
# vim nginx.conf
location ~\.php$ {root	html;fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;fastcgi_index index.php;include fastcgi.conf;
}
###
使用命令创建configmap
kubectl create configmap nginx-php --from-file=nginx.conf

映射配置文件

spec : volumes : - name : nginx-php  # 卷名称configMap :  # 引用资源对像name : nginx-php # 资源对象名称... ...containers : - name : nginx... ...volumeMounts : -	name : nginx-php # 卷名称subPath : nginx.conf # 键值（不设置键值映射为目录）mountPath : /usr/local/nginx/conf/nginx.conf # 路径

2、secret卷

secret卷是一种临时卷，类似于ConfigMap但专门用于保存机密数据
在设置Secret.data字段时，所有简直都必须是经过base64编码的字符串

secret用途

配置一些需要加密的环境变量或文件（eg：https证书）
访问需要认证登陆的私有镜像仓库（eg：harbor私有仓库）

创建secret语法格式

kubectl create secret 子类型 名称 [选项/参数]

子类型

通用类型：

kubectl create secret generic 名称 [选项/参数]

用于创建认证登陆私有仓库的子类型

kubectl create secret docker-registry 名称 [选项/参数]

用于创建TLS证书的子类型

kubectl create secret tls 名称 [选项/参数]

登陆私有仓库

kubectl create secret docker-registry harbor-auth --docker-server="harbor:443" --docker-username="username" --docker-password="password" # 仓库主机端口号 登陆用户名 密码
yaml文件：
---
kind : Pod
apiVersion : v1
metadata : name : web2
spec : imagePullSecret :   # secret数据- name : harbor-auth   # 资源对象名称containers : - name : apacheimage : harbor:443/myimg/httpd:latest # 使用私有仓库里的镜像

3、emptyDir 卷

emptyDir的本质是一个简单的空目录，可以提供临时空间，同一个Pod中容器也可以用来共享数据eg：缓存服务器、数据分析统计、排序等
emptyDir随Pod创建而创建，Pod在该节点上运行期间一直存在，当Pod被删除时，临时卷中的数据也会被永久删除
重启Pod中容器不会造成emptyDir数据丢失

... ...
spec : volumes :    # 定义卷- name : cache   # 卷的名字emptyDir : {}   # 卷的类型containers : - name : apacheimage : harbor:443/myimg/httpd:latest volumeMounts : # 在容器中挂载卷-	name : cache # 卷名mountPath : /var/cache # 路径不存在就创建，存在就覆盖