k8s 中的 PV 的动态供给

目录

1 存储类 Storageclass 介绍

1.1 StorageClass 说明

1.2 StorageClass 的属性

2 存储分配器 NFS Client Provisioner

2.1 官网存储分配器的部署介绍

2.2 实现动态创建 PV 模版清单文件的介绍

2.2.1 Storageclass 存储类的模版

2.2.2 创建 Provisioner 制备器的模版

2.2.3 rbac 的模版

2.2.4 PVC 的模版

2.2.5 使用 pod 测试使用的模版

3 PV 动态供给的实践操作

3.1 修改完的声明步骤顺序：

3.2 rbac 创建sa权限

3.3 class 创建存储类

3.4 deployment（控制制备器）

3.5 PVC 创建卷申领

3.6 test-nginx （测试）

1 存储类 Storageclass 介绍

官网： https://github.com/kubernetes-sigs/nfs-subdir-external-provisionerhttps://github.com/kubernetes-sigs/nfs-subdir-external-provisioner

1.1 StorageClass 说明

• StorageClass提供了一种描述存储类（class)的方法，不同的class可能会映射到不同的服务质量等级和备份策略或其他策略等。

• 每个 StorageClass 都包含 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

StorageClass存储类 和 Provisioner制备器 的关联以及NFS服务器与StorageClass存储类的关联

整个步骤如下图也说得很明白，无非就是StorageClass需要使用到provisioner制备器去选择到底使用的是那一块存储，而 provisioner 有一个镜像nfs-subdir-external-provisioner此镜像就是专门来进行选择存储的类型，在使用这个镜像可以使用多种资源类型来创建，如deployment，pod 等等，这次使用的为deployment控制器 在创建完资源类型之后需要手动去指定存储服务器的地址，如这次使用的就为NFS服务器，得在deployment清单文件的volumes.nfs.server 指定NFS的服务器地址与在containers.env 中以键值对的方式去指定NFS的地址为变量。

StorageClass 存储类 和 PVC 的关联

StorageClass 存储类 定义了自己的名字，在PVC中为了使用存储类，得指定存储类的名称spec.storageClassName

1.2 StorageClass 的属性

属性说明：存储类 | Kubernetes本文描述了 Kubernetes 中 StorageClass 的概念。 建议先熟悉卷和持久卷的概念。StorageClass 为管理员提供了描述存储类的方法。 不同的类型可能会映射到不同的服务质量等级或备份策略，或是由集群管理员制定的任意策略。 Kubernetes 本身并不清楚各种类代表的什么。Kubernetes 存储类的概念类似于一些其他存储系统设计中的"配置文件"。StorageClass 对象 每个 StorageClass 都包含 provisioner、parameters 和 reclaimPolicy 字段， 这些字段会在 StorageClass 需要动态制备 PersistentVolume 以满足 PersistentVolumeClaim (PVC) 时使用到。StorageClass 对象的命名很重要，用户使用这个命名来请求生成一个特定的类。 当创建 StorageClass 对象时，管理员设置 StorageClass 对象的命名和其他参数。作为管理员，你可以为没有申请绑定到特定 StorageClass 的 PVC 指定一个默认的存储类： 更多详情请参阅 PersistentVolumeClaim 概念。storage/storageclass-low-latency.yaml apiVersion: storage.k8s.io/v1 kind: StorageClass metadata: name: low-latency annotations: storageclass.kubernetes.io/is-default-class: "false" provisioner: csi-driver.example-vendor.example reclaimPolicy: Retain # 默认值是 Delete allowVolumeExpansion: true mountOptions: - discard # 这可能会在块存储层启用 UNMAP/TRIM volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer parameters: guaranteedReadWriteLatency: "true" # 这是服务提供商特定的 默认 StorageClass 你可以将某个 StorageClass 标记为集群的默认存储类。 关于如何设置默认的 StorageClass， 请参见更改默认 StorageClass。https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/storage/storage-classes/

Provisioner（存储分配器)：用来决定使用哪个卷插件分配 PV，该字段必须指定。可以指定内部分配器，也可以指定外部分配器。外部分配器的代码地址为： kubernetes-incubator/external-storage，其中包括NFS和Ceph等。

Reclaim Policy（回收策略）：通过reclaimPolicy字段指定创建的Persistent Volume的回收策略，回收策略包括：Delete 或者 Retain，没有指定默认为Delete。

2 存储分配器 NFS Client Provisioner

2.1 官网存储分配器的部署介绍

访问 kubernetes 官网

源码地址：https://github.com/kubernetes-sigs/nfs-subdir-external-provisionerhttps://github.com/kubernetes-sigs/nfs-subdir-external-provisioner

• NFS Client Provisioner是一个automatic provisioner，使用NFS作为存储，自动创建PV和对应的PVC，本身不提供NFS存储，需要外部先有一套NFS存储服务。

• PV以 ${namespace}-${pvcName}-${pvName}的命名格式提供（在NFS服务器上)

• PV回收的时候以 archieved-${namespace}-${pvcName}-${pvName} 的命名格式（在NFS服务器上)

点击项目中的 deploy(部署)

2.2 实现动态创建 PV 模版清单文件的介绍

模版文件内容如下

这些只是模版，之后还需修改

2.2.1 Storageclass 存储类的模版

2.2.2 创建 Provisioner 制备器的模版

2.2.3 rbac 的模版

此次只需要在里面修改命名空间就可以了

2.2.4 PVC 的模版

2.2.5 使用 pod 测试使用的模版

3 PV 动态供给的实践操作

3.1 修改完的声明步骤顺序：

rbac（创建权限） --> class（创建存储类） --> deployment（使用制备器） --> pvc（pvc 关联存储类调用制备器） --> test-nginx（测试）

# 将 github 上的项目烤下来
[root@k8s-master storageClass-dynamic]# ls 
class.yaml  deployment.yaml  pvc.yaml  rbac.yaml  test-nginx.yml

3.2 rbac 创建sa权限

# 创建命名空间
[root@k8s-master storageClass-dynamic]# kubectl create namespace  nfs-pvc-dynamic

# 修改模版参数
[root@k8s-master storageClass-dynamic]# vim rbac.yaml 
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace: nfs-pvc-dynamic    # 指定命名空间 
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: nfs-client-provisioner-runner
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["nodes"]
    verbs: ["get", "list", "watch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumes"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumeclaims"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "update"]
  - apiGroups: ["storage.k8s.io"]
    resources: ["storageclasses"]
    verbs: ["get", "list", "watch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["events"]
    verbs: ["create", "update", "patch"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: run-nfs-client-provisioner
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nfs-client-provisioner
    # replace with namespace where provisioner is deployed
    namespace: nfs-pvc-dynamic     # 指定命名空间
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: nfs-client-provisioner-runner
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace: nfs-pvc-dynamic
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["endpoints"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch"]
---
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace: nfs-pvc-dynamic     # 指定命名空间
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nfs-client-provisioner
    # replace with namespace where provisioner is deployed
    namespace: nfs-pvc-dynamic     # 指定命名空间
roleRef:
  kind: Role
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io


# 声明 rbac 清单文件
[root@k8s-master storageClass-dynamic]# kubectl apply -f rbac.yaml 
serviceaccount/nfs-client-provisioner created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/nfs-client-provisioner-runner created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/run-nfs-client-provisioner created
role.rbac.authorization.k8s.io/leader-locking-nfs-client-provisioner created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/leader-locking-nfs-client-provisioner created

# 查看是否成功创建
[root@k8s-master storageClass-dynamic]# kubectl get namespaces nfs-pvc-dynamic 
NAME              STATUS   AGE
nfs-pvc-dynamic   Active   118m


[root@k8s-master storageClass-dynamic]# kubectl -n nfs-pvc-dynamic get sa
NAME                     SECRETS   AGE
default                  0         123m
nfs-client-provisioner   0         90m

3.3 class 创建存储类

[root@k8s-master storageClass-dynamic]# vim class.yaml 

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-client     # 指定存储类名
provisioner: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner # 制备器的名称
parameters:
  archiveOnDelete: "false"

# 声明存储类
[root@k8s-master storageClass-dynamic]# kubectl apply -f class.yaml 

# 查看存储类
[root@k8s-master storageClass-dynamic]# kubectl get sc
NAME         PROVISIONER                                   RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
nfs-client   k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner   Delete          Immediate           false                  88m

3.4 deployment（控制制备器）

[root@k8s-master storageClass-dynamic]# vim deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  labels:
    app: nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace:  nfs-pvc-dynamic
spec:
  replicas: 1
   # 更新策略，此处设置为Recreate，表示更新时会先停止旧的Pod，然后再启动新的Pod
  strategy:
    type: Recreate
  selector:
    matchLabels:
      app: nfs-client-provisioner
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      # 指定Pod使用的Service Account名称。Service Account用于Pod与API Server之间的认证，
      # 以便Pod能够调用API Server进行存储类型的选取等操作。
      # 注意：ServiceAccountName 需要与RBAC中定义的服务账户名称一致，
      # 以确保有足够的权限来执行存储相关的操作
      serviceAccountName: nfs-client-provisioner # 要与rbac中的sa名称相同,因为需要调用apiserver去选择使用哪一类型的存储，所以在这上面需要使用到创建的rbac的权限
      # 定义了一个存储卷
      volumes:
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 192.168.239.50
            path: /nfsdata

      containers:
        - name: nfs-client-provisioner # 使用的是制备器的镜像，并且此名称需要与storaClass中的存储类名一致
          image: sig-storage/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.2 # 需要用到的镜像，使用docker拉取
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes  # 将卷挂载到在容器内的这一个目录
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner
            - name: NFS_SERVER
              value: 192.168.239.50
            - name: NFS_PATH
              value: /nfsdata

# 声明制备器
[root@k8s-master storageClass-dynamic]# kubectl apply -f deployment.yaml

# 查看制备器是否正常运行
[root@k8s-master storageClass-dynamic]# kubectl -n nfs-pvc-dynamic get deployments.apps 
NAME                     READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nfs-client-provisioner   1/1     1            1           121m

3.5 PVC 创建卷申领

[root@k8s-master storageClass-dynamic]# vim pvc.yaml 
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: test-claim
  namespace: nfs-pvc-dynamic
spec:
  storageClassName: nfs-client # 与类名需要一致
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

# 声明 PVC
[root@k8s-master storageClass-dynamic]# kubectl apply -f pvc.yaml 

# NFS 服务端查看是否正常创建 PV 存储卷
# 可以发现在NFS服务器上是以 ${namespace}-${pvcName}-${pvName} 的命名格式提供
[root@harbor nfsdata]# ls /nfsdata/
nfs-pvc-dynamic-test-claim-pvc-29a134a4-a4dc-40f6-a378-820de948d34a 

3.6 test-nginx （测试）

[root@k8s-master storageClass-dynamic]# vim test-nginx.yml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-test
  namespace: nfs-pvc-dynamic    # 指定命名空间
spec:
  volumes:
  - name: nfs-pvc
    persistentVolumeClaim:    # 指定 PVC 的名称
      claimName: test-claim

  containers:
  - image: nginx
    name: nginx-test-01
    volumeMounts:
    - mountPath: /usr/share/nginx/html    # 容器挂载点
      name: nfs-pvc

[root@k8s-master storageClass-dynamic]# kubectl apply -f test-nginx.yml 

# 这个时候由于是新的卷，不能直接去访问因为直接访问是没有默认发布文件，需要手动创建测试
[root@k8s-master storageClass-dynamic]# kubectl -n nfs-pvc-dynamic get pods -o wide 
NAME                                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP            NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
nfs-client-provisioner-8c78dc5f9-5hrpb   1/1     Running   0          5m57s   10.244.1.40   k8s-node1   <none>           <none>
nginx-test                               1/1     Running   0          76s     10.244.2.67   k8s-node2   <none>           <none>

# 在 NFS 服务器中创建index.html默认发布文件，这个卷会挂载到容器中的
# /usr/share/nginx/html/ 的目录中
[root@harbor nfsdata]# echo this is nfs-dynamic nginx > /nfsdata/nfs-pvc-dynamic-test-claim-pvc-29a134a4-a4dc-40f6-a378-820de948d34a/index.html


[root@k8s-master storageClass-dynamic]# kubectl -n nfs-pvc-dynamic get pods -o wide 
NAME                                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP            NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
nfs-client-provisioner-8c78dc5f9-5hrpb   1/1     Running   0          5m57s   10.244.1.40   k8s-node1   <none>           <none>
nginx-test                               1/1     Running   0          76s     10.244.2.67   k8s-node2   <none>           <none>
[root@k8s-master storageClass-dynamic]# curl 10.244.2.67
this is nfs-dynamic nginx