【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

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

1.2.创建pv

vim demo1-pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
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 namespacename: pv001
spec:capacity:                               定义存储能力,一般用于设置存储空间storage: 1Gi                          指定大小accessModes:                            定义访问模式- ReadWriteOnce- ReadWriteMany#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 回收策略#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PVnfs:                                    定义存储类型path: /data/volumes/v1                定义挂载卷路径server: 192.168.10.121                 定义服务器名称
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv002
spec:capacity:storage: 2GiaccessModes:- ReadWriteOnce#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle#storageClassName: slownfs:path: /data/volumes/v2server: 192.168.10.121
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv003
spec:capacity:storage: 2GiaccessModes:- ReadWriteOnce- ReadWriteMany#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle#storageClassName: slownfs:path: /data/volumes/v3server: 192.168.10.121
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv004
spec:capacity:storage: 4GiaccessModes:- ReadWriteOnce- ReadWriteMany#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle#storageClassName: slownfs:path: /data/volumes/v4server: 192.168.10.121
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv005
spec:capacity:storage: 5GiaccessModes:- ReadWriteOnce- ReadWriteMany#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle#storageClassName: slownfs:path: /data/volumes/v5server: 192.168.10.121
---kubectl apply -f demo1-pv.yaml

1.3.创建pvc

vim demo2-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: mypvc001
spec:accessModes:- ReadWriteManyresources:requests:storage: 2Gi#storageClassName: slow
kubectl apply -f demo2-pvc.yaml
kubectl apply -f demo2-pvc.yaml   #再以同样的文件创建pvc
kubectl get pv,pvc
#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
vim demo1-pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
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 namespacename: pv001
spec:capacity:                               定义存储能力,一般用于设置存储空间storage: 1Gi                          指定大小accessModes:                            定义访问模式- ReadWriteOnce- ReadWriteMany#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 回收策略#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PVnfs:                                    定义存储类型path: /data/volumes/v1                定义挂载卷路径server: 192.168.10.121                定义服务器名称
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv002
spec:capacity:storage: 2GiaccessModes:- ReadWriteOnce#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle#storageClassName: slownfs:path: /data/volumes/v2server: 192.168.10.121
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv003
spec:capacity:storage: 2GiaccessModes:- ReadWriteOnce- ReadWriteMany persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle     #当设置指定访问策略为 Recycle#storageClassName: slownfs:path: /data/volumes/v3server: 192.168.10.121
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv004
spec:capacity:storage: 4GiaccessModes:- ReadWriteOnce- ReadWriteMany#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle#storageClassName: slownfs:path: /data/volumes/v4server: 192.168.10.121
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv005
spec:capacity:storage: 5GiaccessModes:- ReadWriteOnce- ReadWriteMany#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle#storageClassName: slownfs:path: /data/volumes/v5server: 192.168.10.121
---kubectl apply -f demo1-pv.yaml
kubectl apply -f demo2-pvc.yaml
kubectl get pv,pvc

1.4.结合pod,将pv、pvc一起运行

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv001
spec:capacity:storage: 1GiaccessModes:- ReadWriteOnce- ReadWriteMany#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle#storageClassName: slownfs:path: /data/volumes/v1server: 192.168.10.121
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv002
spec:capacity:storage: 2GiaccessModes:- ReadWriteOnce#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle#storageClassName: slownfs:path: /data/volumes/v2server: 192.168.10.121
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv003
spec:capacity:storage: 2GiaccessModes:- ReadWriteOnce- ReadWriteManypersistentVolumeReclaimPolicy: Recycle#storageClassName: slownfs:path: /data/volumes/v3server: 192.168.10.121
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv004
spec:capacity:storage: 4GiaccessModes:- ReadWriteOnce- ReadWriteManypersistentVolumeReclaimPolicy: Recycle#storageClassName: slownfs:path: /data/volumes/v4server: 192.168.10.121
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv005
spec:capacity:storage: 5GiaccessModes:- ReadWriteOnce- ReadWriteMany#persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle#storageClassName: liunfs:path: /data/volumes/v5server: 192.168.10.121
---kubectl apply -f demo1-pv.yamlvim demo2-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: mypvc001
spec:accessModes:- ReadWriteManyresources:requests:storage: 2Gi#storageClassName: liukubectl apply -f demo2-pvc.yaml
vim demo3-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:creationTimestamp: nulllabels:run: demo3name: demo3-pod
spec:volumes:                     - name: tan-volpersistentVolumeClaim:claimName: mypvc001         #创建的pvc名称containers:- image: soscscs/myapp:v1name: demoports:- containerPort: 80resources: {}volumeMounts:- name: tan-volmountPath: /mnt/dnsPolicy: ClusterFirstrestartPolicy: Always
status: {}kubectl apply -f demo3-pod.yaml

kubectl delete pod demo3-pod

2.创建动态pv

2.1.上传

上传nfs-client-provisioner.tar 、nfs-client.zip压缩包到master节点上传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

master节点
kubectl apply -f nfs-client-rbac.yaml
kubectl get serviceaccounts
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml- --feature-gates=RemoveSelfLink=false       #添加这一行
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
cd /etc/kubernetes/manifests
mv kube-apiserver.yaml /tmp/                #进行重启操作
mv /tmp/kube-apiserver.yaml ./
nfs服务器
vim /etc/exports
/opt/nfs 192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_squash)
exportfs -avr
两个node节点检查#创建 NFS Provisionermaster节点
cd /root/day9/pv
vim nfs-client-provisioner.yamlkubectl 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

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

2.4.创建 PVC 和 Pod 测试

vim demo2-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: mypvc003
spec:accessModes:- ReadWriteManyresources:requests:storage: 2GistorageClassName: nfs-client-storageclass

2.5.测试不备份

vim nfs-client-storageclass.yamlkubectl delete -f nfs-client-storageclass.yaml && kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml
kubectl get pv,pvc
vim pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:labels:run: demo3name: dem3-pod
spec:volumes:- name: scj-volpersistentVolumeClaim:claimName: mypvc003containers:- image: soscscs/myapp:v1name: myappports:- containerPort: 80resources: {}volumeMounts:- name: scj-volmountPath: /mntdnsPolicy: ClusterFirstrestartPolicy: Always
status: {}kubectl apply -f pod.yaml
kubectl exec -it dem3-pod -- sh
cd /mnt
echo '123456' > liu.txt
kubectl delete pod dem3-pod
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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