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k8s StorageClass 存储类

文章目录

  • 一、概述
    • 1、StorageClass 对象定义
    • 2、StorageClass YAML 示例
  • 二、StorageClass 字段
    • 1、provisioner(存储制备器)
      • 1.1、内置制备器
      • 1.2、第三方制备器
    • 2、reclaimPolicy(回收策略)
    • 3、allowVolumeExpansion(允许卷扩展)
    • 4、mountOptions(挂载选项)
    • 5、volumeBindingMode(卷绑定模式)
      • 5.1、Immediate
      • 5.2、WaitForFirstConsumer
    • 6、allowedTopologies(允许的拓扑结构)
      • 6.1、示例
    • 7、parameters(存储参数)
      • 7.1、示例
      • 7.2、存储参数(AWSElasticBlockStore)
    • 8、设置默认的 StorageClass(storageclass.kubernetes.io/is-default-class)
      • 8.1、示例
      • 8.2、修改已有的 StorageClass
        • 8.2.1、将存在的 SC 设置为默认
        • 8.2.2、将存在的 SC 设置为非默认
  • 三、实例 -- 使用 NFS 类型的 StorageClass 动态创建 PV
    • 1、配置 NFS 服务端
      • 1.1、master 节点安装 nfs-utils 包
      • 1.2、master 节点创建共享目录
      • 1.3、编辑/etc/exports文件
      • 1.4、应用新的导出设置
      • 1.5、重启并设置 NFS 开机自启
      • 1.6、检查 NFS 共享
    • 2、配置 NFS 客户端
      • 2.1、安装 nfs-utils 包
      • 2.2、创建目录挂载 NFS 共享
        • 2.2.1、卸载错误的挂载点
      • 2.3、重启并设置 NFS 开机自启
      • 2.4、系统启动自动挂载 NFS 共享(非必要)
      • 2.5、查看挂载状态
    • 3、创建存储类
    • 4、创建 RBAC 权限
    • 5、创建 provisioner
    • 6、创建 PVC
    • 7、观察 PV 是否动态创建
    • 8、创建使用同一 PVC 的多个 Pod
    • 9、向共享存储写入数据
    • 10、从另一个 Pod 读取数据
    • 11、查看 nfs 服务端与客户端的共享目录
      • 11.1、PV 目录创建的流程
      • 11.2、PV 目录的结构
    • 12、修改 NFS 服务器共享目录内容查看容器内部变化
  • 四、实例 -- 动态创建 PVC 和 PV
    • 1、创建 Headless Service
    • 2、创建 StatefulSet
    • 3、观察 Pod状态
    • 4、观察到 PVC 与 PV 已经动态创建并相互绑定了
    • 5、每一个 Pod 都会通过绑定 PVC 获取一块独立的 PV

一、概述

集群级别资源,StorageClass 是 Kubernetes 中的一种资源对象,它定义了创建 Persistent Volume (PV) 的策略和方法。StorageClass 主要用于实现 PV 的动态供应,这意味着当用户创建了一个 Persistent Volume Claim (PVC) 时,Kubernetes 会根据所指定的 StorageClass 自动创建一个符合要求的 PV 并将其绑定到 PVC 上

StorageClass 作为对存储资源的抽象定义,对用户设置的 PVC 申请屏蔽后端存储的细节,一方面减少了用户对于存储资源细节的关注,另一方面减轻了管理员手工管理 PV 的工作,由系统自动完成 PV 的创建和绑定,实现动态的资源供应。基于 StorageClass 的动态资源供应模式将逐步成为云平台的标准存储管理模式。

1、StorageClass 对象定义

StorageClass 资源对象的定义主要包括:名称、后端存储的提供者 (provisioner)、后端存储的相关参数配置(parameters)和回收策略(reclaimPolicy)、卷绑定模式(volumeBindingMode)

  • StorageClass 的名称很重要,将在创建 PVC 时引用,管理员应该准确命名具有不同存储特性的 StorageClass。

  • StorageClass 一旦被创建,则无法修改,如需更改,则只能删除原 StorageClass 资源对象并重新创建。

2、StorageClass YAML 示例

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  # 存储类的名称,用户在 PVC 中引用
  name: example-storage-class
  storageclass.kubernetes.io/is-default-class: "true"  # 设置为默认的 StorageClass
# 动态制备器的名称,需要与已安装的制备器匹配
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs # 例子中使用的是 AWS EBS 制备器
# reclaimPolicy 定义了当 PVC 被删除时,PV 应该如何处理
reclaimPolicy: Delete # 可选值为 Retain 或 Delete
# 允许卷扩展
allowVolumeExpansion: true # 可选值为 true 或 false
# 定义了卷绑定到 Pod 的模式
volumeBindingMode: Immediate # 可选值为 Immediate 或 WaitForFirstConsumer
# 定义了存储系统需要的参数,这些参数会传递给制备器
parameters:
  # 存储类型,根据制备器和存储系统的要求设置
  type: gp2 # AWS EBS 的例子,对于其他系统可能有不同的值
  # 存储 IOPS 性能,某些存储系统可能需要这个参数
  iopsPerGB: "10" # 例子,具体值根据需求和制备器支持设置
  # 存储的最小 IOPS 值,某些存储系统可能需要这个参数
  minimumIOPS: "1000" # 例子,具体值根据需求和制备器支持设置
  # 存储的最大 IOPS 值,某些存储系统可能需要这个参数
  maximumIOPS: "20000" # 例子,具体值根据需求和制备器支持设置
  # 存储的加密选项,某些存储系统可能支持加密
  encrypted: "true" # 例子,具体值根据需求和制备器支持设置
  # 存储的区域,对于跨区域存储系统可能需要这个参数
  availabilityZone: "us-east-1a" # 例子,具体值根据制备器和存储系统的要求设置
  # 存储的性能等级,某些存储系统可能提供不同的性能等级
  performance: "high" # 例子,具体值根据制备器和存储系统的要求设置
# 定义了挂载选项,这些选项会在 PV 被挂载到节点时使用
mountOptions:
  - debug # 例子,具体值根据需求设置,可能包括 "debug", "defaults", "ro" 等
  # - other-option # 可以添加额外的挂载选项
# 允许的拓扑约束,定义了存储可以被哪些节点访问
allowedTopologies:
  - matchLabelExpressions:
    - key: topology.kubernetes.io/region
      values:
        - us-east-1
    - key: topology.kubernetes.io/zone
      values:
        - us-east-1a

storageclass

二、StorageClass 字段

1、provisioner(存储制备器)

provisioner 指定了用于动态创建 PersistentVolume (PV) 的制备器(Provisioner)。制备器是一个插件,它负责在后端存储系统中根据 PersistentVolumeClaim (PVC) 的请求来创建存储资源,不同的存储插件支持不同的存储后端和服务提供商。当 PVC 被创建并且与之关联的 StorageClass 指定了一个制备器时,Kubernetes 会调用这个制备器来自动创建相应的 PV。

卷插件内置制备器配置示例
AWSElasticBlockStoreAWS EBS
AzureFileAzure文件(已弃用)
AzureDiskAzure Disk
CephFS--
CinderOpen Stack Cinder
FC--
FlexVolume--
GCEPersistentDiskgcePD
GlusterfsGlusterFS
iSCSI--
Local-Local
NFS-NFS
PortworxVolumeportworx-volume
RBDceph-rbd
VsphereVolumeVsphere

1.1、内置制备器

Kubernetes 内置支持的 Provisioner 的命名都以 “kubernetes.io/” 开头

  • kubernetes.io/aws-ebs:用于在 AWS 上创建 Elastic Block Store (EBS) 卷。
  • kubernetes.io/azure-disk:用于在 Azure 上创建磁盘。
  • kubernetes.io/gce-pd:用于在 Google Cloud Platform (GCP) 上创建持久磁盘。
  • kubernetes.io/cinder:用于在 OpenStack 上创建 Cinder 卷。

1.2、第三方制备器

为了符合 StorageClass 的用法,自定义 Provisioner 需要符合存储卷的开发规范,外部存储供应商的作者对代码、提供方式、运行方式、存储插件(包括Flex)等具有完全的自由控制权。

代码仓库 kubernetes-sigs/sig-storage-lib-external-provisioner 包含一个用于为外部制备器编写功能实现的类库。你可以访问代码仓库 kubernetes-sigs/sig-storage-lib-external-provisioner 了解外部驱动列表。

例如,对NFS类型,Kubernetes没有提供内部的Provisioner,但可以使用外部的Provisioner。也有许多第三方存储提供商自行提供外部的Provisioner。

2、reclaimPolicy(回收策略)

通过动态资源供应模式创建的PV将继承在StorageClass资源对象上设置的回收策略,配置字段名称为“reclaimPolicy“,可以设置的选项包括Delete(删除)和 Retain(保留)。

  • 如果StorageClass没有指定reclaimPolicy,则默认值为Delete。
  • 对于管理员手工创建的仍被StorageClass管理的PV,将使用创建PV时设置的资源回收策略。

3、allowVolumeExpansion(允许卷扩展)

PV 可以被配置为允许扩容,当 StorageClass 资源对象的 allowVolumeExpansion字段被设置为true时,将允许用户通过编辑PVC的存储空间自动完成PV的扩容。

下表描述了支持存储扩容的Volume类型和要求的Kubernetes最低版本:

支持存储扩容的 Volume 类型Kubernetes 最低版本
gcePersistentDisk1.11
awsElasticBlock Store1.11
Cinder1.11
glusterfs1.11
RBD1.11
Azure File1.11
Azure Disk1.11
Portworx1.13
FlexVolume1.14(Alpha)
CSI1.16(Beta)

此功能仅可用于扩容卷,不能用于缩小卷。

4、mountOptions(挂载选项)

通过StorageClass资源对象的mountOptions字段,系统将为动态创建的PV设置挂载选项。

并不是所有 PV类型都支持挂载选项,如果 PV不支持但 StorageClass 设置了该字段,则 PV将会创建失败。另外,系统不会对挂载选项进行验证,如果设置了错误的选项,则容器在挂载存储时将直接失败。

5、volumeBindingMode(卷绑定模式)

StorageClass 资源对象的 volumeBindingMode 字段设置用于控制何时将 PVC 与动态创建的 PV 绑定。

目前支持的绑定模式包括: Immediate 和 WaitForFirstConsumer。

5.1、Immediate

存储绑定模式的默认值为 Immediate,表示当一个PersistentVolumeClaim (PVC)创建出来时,就动态创建PV并进行PVC与PV的绑定操作。

需要注意的是,对于拓扑受限 (Topology-limited) 或无法从全部Node访问的后端存储,将在不了解Pod调度需求的情况下完成PV的绑定操作,这可能会导致某些Pod无法完成调度。

5.2、WaitForFirstConsumer

WaitForFirstConsumer绑定模式表示PVC与PV的绑定操作延迟到第一个使用 PVC的Pod创建出来时再进行。

系统将根据Pod的调度需求,在Pod所在的Node上创建PV,这些调度需求可以通过以下条件(不限于)进行设置:

  • Pod对资源的需求

  • Node Selector

  • Pod亲和性和反亲和性设置

  • Taint和Toleration设置

目前支持 WaitForFirstConsumer 绑定模式的存储卷包括:

  • AWSElasticBlockStore
  • AzureDisk
  • GCEPersistentDisk.

另外,有些存储插件通过预先创建好的PV绑定支持WaitForFirstConsumer模式,比如:

  • AWSElasticBlockStore
  • AzureDisk
  • GCEPersistentDisk
  • Local

6、allowedTopologies(允许的拓扑结构)

在使用WaitForFirstConsumer模式的环境中,如果仍然希望基于特定拓扑信息(Topology)进行PV绑定操作,则在StorageClass的定义中还可以通过 allowedTopologies字段进行设置。

6.1、示例

下面的例子通过 matchLabelExpressions 设置目标 Node 的标签选择条件 (zone=us-central1-a或 us-central1-b) PV 将在满足这些条件的 Node 上允许创建

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: standard
provisioner: kubernetes.io/example
parameters:
  type: pd-standard
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
allowedTopologies:
- matchLabelExpressions:
  - key: topology.kubernetes.io/zone
    values:
    - us-central-1a
    - us-central-1b

7、parameters(存储参数)

后端存储资源提供者的参数设置,不同的 Provisioner 可能提供不同的参数设置。某些参数可以不显示设定,Provisioner 将使用其默认值。

目前 StorageClass 资源对象支持设置的存储参数最多为 512个,全部 key 和 value 所占的空间不能超过 256KiB。

7.1、示例

下面举常见存储提供商(Provisioner)提供的 StorageClass 存储参数示例(以AWSElasticBlockStore存储卷为例子):

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: ebs-sc
provisioner: ebs.csi.aws.com
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
parameters:
  csi.storage.k8s.io/fstype: xfs
  type: io1
  iopsPerGB: "50"
  encrypted: "true"
allowedTopologies:
- matchLabelExpressions:
  - key: topology.ebs.csi.aws.com/zone
    values:
    - us-east-2c

7.2、存储参数(AWSElasticBlockStore)

AWS EBS 存储参数

AWS EBS 存储参数

  • type (必需)

    • 定义 EBS 卷的存储类型(默认值gp3)。例如:
      • gp2:通用目的 SSD
      • io1:提供高 IOPS 的 SSD
      • io2:适用于需要大量 IOPS 的应用程序的新一代 SSD
      • st1:通过 HDD 存储优化的卷
      • sc1:通过冷 HDD 存储优化的卷
  • iopsPerGB (可选,仅当 type 为 io1 或 io2 时有效)

    • 定义每个 GiB 提供的 IOPS 数量。
    • 例如,如果 type 为 io1 并且 iopsPerGB 设置为 10,则 100 GiB 的卷将提供 1000 IOPS。
  • iops (可选,仅当 type 为 io1 时有效)

    • 直接定义卷的 IOPS 总数。例如,iops: “1000” 表示卷将提供 1000 IOPS。
  • throughput (可选,仅当 type 为 st1 时有效)

    • 定义卷的吞吐量,以 MiB/s 为单位。例如,throughput: “500” 表示卷的吞吐量为 500 MiB/s。
  • encrypted (可选)

    • 布尔值,指示是否应该加密 EBS 卷。例如,encrypted: “true”。
  • kmsKeyId (可选)

    • 指定用于加密 EBS 卷的 KMS 密钥 ID。例如,kmsKeyId: “arn:aws:kms:us-west-2:111122223333:key/1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab”。
  • fsType (可选)

    • 定义文件系统类型。例如,fsType: “ext4”。
  • volumeSize (可选)

    • 定义请求的卷大小(以 GiB 为单位)。例如,volumeSize: “100” 表示请求 100 GiB 的卷。
  • availabilityZone (可选)

    • 定义 EBS 卷应该创建在哪个可用区。例如,availabilityZone: “us-west-2a”。
  • multiAttachEnabled (可选)

    • 布尔值,指示是否启用多附加。例如,multiAttachEnabled: “true” 允许卷同时附加到多个实例。
  • snapshotId (可选)

    • 定义用于创建 EBS 卷的快照 ID。例如,snapshotId: “snap-0123456789abcdef0”。
  • tags (可选)

    • 定义一组键值对,用于标记 EBS 卷。例如:

    • tags:
        - key: "project"
          value: "myproject"
        - key: "owner"
          value: "myteam"
      

8、设置默认的 StorageClass(storageclass.kubernetes.io/is-default-class)

在创建 SC 的 YAML 文件时,需要在 metadata 部分添加一个注解,以标记该 SC 为默认。

8.1、示例

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

8.2、修改已有的 StorageClass

8.2.1、将存在的 SC 设置为默认
kubectl patch storageclass <sc-name> -p '{"metadata": {"annotations":{"storageclass.kubernetes.io/is-default-class":"true"}}}'
8.2.2、将存在的 SC 设置为非默认
kubectl patch storageclass <sc-name> -p '{"metadata": {"annotations":{"storageclass.kubernetes.io/is-default-class":"false"}}}'

如果你在集群中的多个 StorageClass 上将 storageclass.kubernetes.io/is-default-class 注解设置为 true,然后创建一个未设置 storageClassName 的 PersistentVolumeClaim (PVC), Kubernetes 将使用最近创建的默认 StorageClass。

三、实例 – 使用 NFS 类型的 StorageClass 动态创建 PV

角色主机名ip地址
nfs 服务端 + master 节点k8s-master1192.168.112.10
nfs 客户端 + node 节点k8s-node1192.168.112.20
nfs 客户端 + node 节点k8s-node2192.168.112.30

1、配置 NFS 服务端

1.1、master 节点安装 nfs-utils 包

yum install -y nfs-utils

1.2、master 节点创建共享目录

mkdir -pv /data/nfs

image-20240924155320111

1.3、编辑/etc/exports文件

echo "/data/nfs 192.168.112.0/24(rw,sync,no_root_squash)" > /etc/exports

image-20240924155351594

1.4、应用新的导出设置

exportfs -arv

image-20240924155422292

1.5、重启并设置 NFS 开机自启

systemctl restart nfs && systemctl enable nfs

image-20240924155455473

1.6、检查 NFS 共享

showmount -e localhost

image-20240924155520947

2、配置 NFS 客户端

所有 node 节点

2.1、安装 nfs-utils 包

yum install -y nfs-utils

2.2、创建目录挂载 NFS 共享

mkdir -pv /mnt/nfs

mount -t nfs 192.168.112.10:/data/nfs /mnt/nfs

image-20240924155629964

image-20240924155646500

2.2.1、卸载错误的挂载点

如果在执行 mount -t nfs 命令时出现了错误,比如使用了错误的参数或者路径,你可以通过卸载当前的挂载点然后再重新挂载来修正错误。

  • 确认当前的挂载状态

    • 使用 mount 命令查看当前的所有挂载情况,找到错误挂载的条目。

    • mount
      
  • 卸载错误的挂载点

    • # 知道错误的挂载点
      sudo umount /mnt/nfs
      
    • # 知道 nfs 服务端 IP 地址和共享目录路径
      sudo umount 192.168.112.10:/data/nfs
      
  • 卸载时遇到设备/文件正在使用中

    • umount -f /mnt/nfs
      
    • 强制卸载可能会导致数据丢失,因此只有在确定没有数据写入的情况下才这样做。

2.3、重启并设置 NFS 开机自启

systemctl restart nfs && systemctl enable nfs

image-20240924155723058

image-20240924155742122

2.4、系统启动自动挂载 NFS 共享(非必要)

echo '192.168.112.10:/data/nfs /mnt/nfs nfs defaults 0 0' >> /etc/fstab

2.5、查看挂载状态

mount | grep 192.168.112.10

image-20240924155822568

image-20240924155839917

3、创建存储类

cat >> nfs-storage.yaml << EOF
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-storage
  namespace: default
  labels:
    environment: test
provisioner: fuseim.pri/ifs
reclaimPolicy: Retain
volumeBindingMode: Immediate
EOF
kubectl apply -f nfs-storage.yaml

image-20240924160002838

4、创建 RBAC 权限

cat >> rbac.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  namespace: default
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: nfs-client-provisioner-runner
rules:
  - 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
    namespace: default                                      
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
  namespace: default                                        
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
  namespace: default
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nfs-client-provisioner
    namespace: default
roleRef:
  kind: Role
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
EOF
kubectl apply -f rbac.yaml

image-20240924160138731

5、创建 provisioner

部署 NFS Client Provisioner,这是一个 Kubernetes 外部存储插件,用于动态创建 NFS PV。

cat >> nfs-provisioner.yaml << EOF
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  labels:
    app: nfs-client-provisioner
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  strategy:
    type: Recreate
  selector:
    matchLabels:
      app: nfs-client-provisioner
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      serviceAccountName: nfs-client-provisioner
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/mydlq/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.0
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: fuseim.pri/ifs       # 这里必须要填写storageclass中的PROVISIONER名称信息一致
            - name: NFS_SERVER
              value: 192.168.112.10       # 指定NFS服务器的IP地址
            - name: NFS_PATH
              value: /data/nfs            # 指定NFS服务器中的共享挂载目录
      volumes:
        - name: nfs-client-root           # 定义持久化卷的名称,必须要上面volumeMounts挂载的名称一致
          nfs:
            server: 192.168.112.10        # 指定NFS所在的IP地址
            path: /data/nfs               # 指定NFS服务器中的共享挂载目录
EOF
kubectl apply -f nfs-provisioner.yaml

image-20240924160318664

6、创建 PVC

cat >> nfs-pvc.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nginx-pvc
  namespace: default
  labels:
    environment: test
    app: nginx
spec:
  storageClassName: nfs-storage
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 5Mi
EOF
kubectl apply -f nfs-pvc.yaml

image-20240924160452587

7、观察 PV 是否动态创建

kubectl get pvc,pv,sc

image-20240924160547824

发现使用 NFS Client Provisioner 可以动态创建 pv 并与 PVC 绑定处于 Bound 状态

8、创建使用同一 PVC 的多个 Pod

cat >> nfs-pod1.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nfs-pod1
spec:
  containers:
    - name: container1
      image: nginx:1.16.0
      volumeMounts:
        - name: shared-data
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
    - name: shared-data
      persistentVolumeClaim:
        claimName: nginx-pvc
EOF
cat >> nfs-pod2.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nfs-pod2
spec:
  containers:
    - name: container2
      image: nginx:1.16.0
      volumeMounts:
        - name: shared-data
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
    - name: shared-data
      persistentVolumeClaim:
        claimName: nginx-pvc
EOF
kubectl apply -f nfs-pod1.yaml -f nfs-pod2.yaml

image-20240924161233878

9、向共享存储写入数据

kubectl exec -it nfs-pod1 -- /bin/bash
echo "hello from nfs-pod1" > /usr/share/nginx/html/index.html
exit

10、从另一个 Pod 读取数据

kubectl exec -it nfs-pod2 -- /bin/bash
cat /usr/share/nginx/html/index.html
exit

image-20240924161407667

11、查看 nfs 服务端与客户端的共享目录

tree /data/nfs
tree /mnt/nfs

image-20240924162347114

image-20240924162410192

image-20240924162429327

这个新出现的目录(PV 目录) default-nginx-pvc-pvc-c8a8b825-1577-4f76-ba1f-a1302941b333 用于映射 PersistentVolume (PV) 到 NFS 服务器上的具体路径

11.1、PV 目录创建的流程

  • 创建 PVC:
    • 当你创建 PVC 时,Kubernetes 会根据 StorageClass 自动创建 PV。
  • Provisioner 创建 PV:
    • Provisioner 会在 NFS 服务器上的共享目录下创建一个新目录,目录名称包含了 PVC 的名称和 UUID。
  • 挂载到 Pod:
    • 创建的 PV 会被挂载到 Pod 中指定的路径。

11.2、PV 目录的结构

/<共享目录>/<命名空间>-<PVC名称>-<PV名称>
  • 共享目录:
    • 这是你在 NFS 服务器上创建并共享出去的目录,比如 nfs 服务端的 /data/nfs 以及 nfs 客户端的 /mnt/nfs
  • 命名空间:
    • 这是 Kubernetes 中的一个逻辑分组,用于隔离不同的应用程序和服务。PVC 所属的命名空间名称。
  • PVC 名称:
    • 这是在 Kubernetes 中创建的 PersistentVolumeClaim 的名称。
  • PV 名称:
    • 这是根据 PVC 动态创建出来的 PersistentVolume 的名称,通常是一个带有 UUID 的字符串。
kubectl get pvc nginx-pvc -o custom-columns='PVC-NAMESPACE:.metadata.namespace,PVC-NAME:.metadata.name'

kubectl get pv pvc-c8a8b825-1577-4f76-ba1f-a1302941b333 -o custom-columns='PV-NAME:.metadata.name'

image-20240924165542755

12、修改 NFS 服务器共享目录内容查看容器内部变化

可以发现也是同步更新的

cd /data/nfs/default-nginx-pvc-pvc-c8a8b825-1577-4f76-ba1f-a1302941b333

echo "hello from nfs-server" > index.html

kubectl get pods -o wide
 
curl 10.244.1.3

curl 10.244.2.8

image-20240924170701945

四、实例 – 动态创建 PVC 和 PV

1、创建 Headless Service

cat >> nginx-headless.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-headless
  labels:
    app: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
EOF
kubectl apply -f nginx-headless.yaml

kubectl get svc -l app=nginx -o wide

image-20240924192752244

2、创建 StatefulSet

cat >> sts.yaml << EOF
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  serviceName: "nginx"
  replicas: 5
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.16.0
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: www
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates: # 通过模板化方式绑定
  - metadata:
      name: www # 指定pvc的名字
      annotations:
        volume.beta.kubernetes.io/storage-class: "nfs-storage" # 只指定了storageClass
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      resources:
        requests:
          storage: 5Mi
EOF
kubectl apply -f sts.yaml

3、观察 Pod状态

由于是 statefulset 控制器所以 pod 是按顺序创建的

kubectl get pods -l app=nginx -w

image-20240924192857717

4、观察到 PVC 与 PV 已经动态创建并相互绑定了

kubectl get pvc -l 'app=nginx,environment!=test'
kubectl get pv | grep -v "default/nginx-pvc"

image-20240924193217284

5、每一个 Pod 都会通过绑定 PVC 获取一块独立的 PV

kubectl get pod web-0 -o custom-columns='PVC-NAME:.spec.volumes[*].persistentVolumeClaim.claimName'

kubectl get pod web-1 -o custom-columns='PVC-NAME:.spec.volumes[*].persistentVolumeClaim.claimName'

kubectl get pod web-2 -o custom-columns='PVC-NAME:.spec.volumes[*].persistentVolumeClaim.claimName'

kubectl get pod web-3 -o custom-columns='PVC-NAME:.spec.volumes[*].persistentVolumeClaim.claimName'

kubectl get pod web-4 -o custom-columns='PVC-NAME:.spec.volumes[*].persistentVolumeClaim.claimName'

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http://www.kler.cn/a/326682.html

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