K8S原来如此简单(七)存储

emptyDir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仍然可用。

例如,缓存服务经常受限于内存大小,将不常用的数据转移到比内存慢、但对总体性能的影响很小的存储中。

再例如,有些应用程序需要以文件形式注入的只读数据,比如配置数据或密钥。

临时卷就是为此类用例设计的。因为卷会遵从 Pod 的生命周期,与 Pod 一起创建和删除, 所以停止和重新启动 Pod 时,不会受持久卷在何处可用的限制。

 

下面我们就通过一个临时卷,让一个pod中的两个容器实现文件共享。

apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata: 
 name: emptydirpod 
 namespace: chesterns
spec: 
 containers: 
 - name: writeinfo 
   image: centos 
   command: ["bash","-c","for i in {1..100};do echo $i >> /data/hello;sleep 1;done"] 
   volumeMounts: 
   - name: data 
     mountPath: /data 
 - name: readinfo
   image: centos 
   command: ["bash","-c","tail -f /data/hello"] 
   volumeMounts: 
   - name: data 
     mountPath: /data 
 volumes: 
 - name: data 
   emptyDir: {} 

 

验证

kubectl exec emptydirpod  -c readinfo -n chesterns -- cat /data/hello

hostPath卷

挂载Node文件系统(Pod所在节点)上文件或者目录到Pod中的容器。通常用在Pod中容器需要访问宿主机文件的场景下。

下面通过一个yaml来实现hostPath卷

apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata: 
 name: hostpathpod 
 namespace: chesterns
spec: 
 containers: 
 - name: busybox 
   image: busybox 
   args: 
    - /bin/sh 
    - -c 
    - sleep 36000 
   volumeMounts: 
   - name: data 
     mountPath: /data 
 volumes: 
 - name: data 
   hostPath: 
    path: /tmp 
    type: Directory

 

验证

kubectl  apply -f hostpath.yaml
kubectl exec hostpathpod -n chesterns -- ls /datals /tmp

网络卷NFS

NFS是一个主流的文件共享服务器。可以实现分布式系统中的文件统一管理。

yum install nfs-utils -y #每个Node上都要安装nfs-utils包

master上开启nfs-server

#master
vi /etc/exports 
/tmp/chesternfs *(rw,fsid=0,no_root_squash) 

mkdir -p /tmp/chesternfs
systemctl start nfs 
systemctl enable nfs 

 

定义一个deployment,使用我们刚搭建的nfssever来挂载文件

apiVersion: apps/v1 
kind: Deployment 
metadata: 
 name: nfsdeployment
 namespace: chesterns 
spec: 
 selector: 
  matchLabels: 
   app: nginx 
 replicas: 3 
 template: 
  metadata: 
   labels: 
    app: nginx 
  spec: 
   containers: 
   - name: nginx 
     image: nginx 
     volumeMounts: 
     - name: wwwroot 
       mountPath: /usr/share/nginx/html 
     ports: 
     - containerPort: 80 
   volumes: 
   - name: wwwroot 
     nfs: 
      server: 192.168.43.111 
      path: /tmp/chesternfs

通过新建一个a.html来验证是不是挂载进了容器

vi /tmp/chesternfs/index.html/a.html
kubectl get pod -n chesterns
kubectl exec  nfsdeployment-f846bc9c4-s2598  -n chesterns -- ls /usr/share/nginx/html
curl 10.244.36.122/a.html

PV与PVC

我们可以将PV看作可用的存储资源,PVC则是对存储资源的需求,PV与PVC是为了方便我们对存储资源进行系统的管理而诞生的,有了pv和pvc我们就可以对我们所有的存储资源进行合理的分配。

pv的创建又分为静态模式与动态模式。

 

静态模式

集群管理员手工创建许多PV,在定义PV时需要将后端存储的特性进行设置。

定义PV,声明需要5g空间

apiVersion: v1 
kind: PersistentVolume 
metadata: 
 name: chesterpv 
 namespace: chesterns
spec: 
 capacity: 
  storage: 5Gi 
 accessModes: 
 - ReadWriteMany 
 nfs: 
  path: /tmp/chesternfs 
  server: 192.168.43.111

 

AccessModes(访问模式):

  • ReadWriteOnce(RWO):读写权限,但是只能被单个节点挂载

  • ReadOnlyMany(ROX):只读权限,可以被多个节点挂载

  • ReadWriteMany(RWX):读写权限,可以被多个节点挂载

 

RECLAIM POLICY(回收策略):

通过pv的persistentVolumeReclaimPolicy字段设置

  • Retain(保留):保留数据,需要管理员手工清理数据

  • Recycle(回收):清除 PV 中的数据,等同执行 rm -rf /tmp/chesternfs/*

  • Delete(删除):与 PV 相连的后端存储同时删除

 应用pv

kubectl apply -f pv.yaml
kubectl describe pv chesterpv -n chesterns

PVSTATUS(状态):

  • Available(可用):表示可用状态,还未被任何 PVC 绑定

  • Bound(已绑定):表示 PV 已经被 PVC 绑定

  • Released(已释放):PVC 被删除,但是资源还未被集群重新声明

  • Failed(失败):表示该 PV 的自动回收失败

下面我们定义pvc,设置一样的存储空间,绑定刚刚建好的pv

apiVersion: v1 
kind: PersistentVolumeClaim 
metadata: 
 name: chesterpvc
 namespace: chesterns
spec: 
 accessModes: 
 - ReadWriteMany 
 resources: 
  requests: 
   storage: 5Gi

应用pvc

kubectl apply -f pvc.yaml
kubectl describe pvc chesterpvc -n chesterns
kubectl describe pv chesterpv -n chesterns

使用PVC,我们定义一个pod,指定挂载用的pvc

apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata: 
 name: chesterpvcpod 
 namespace: chesterns
spec: 
 containers: 
 - name: nginx 
   image: nginx:latest 
   ports: 
   - containerPort: 80 
   volumeMounts: 
   - name: www 
     mountPath: /usr/share/nginx/html 
 volumes: 
 - name: www 
   persistentVolumeClaim: 
    claimName: chesterpvc

 

通过以下命令应用,并验证

kubectl apply -f pvcpod.yaml
kubectl describe pod chesterpvcpod -n chesterns
kubectl describe pvc chesterpvc -n chesterns
kubectl describe pv chesterpv -n chesterns

curl 10.244.36.123/a.html

动态模式

动态模式可以解放集群管理员,集群管理员无须手工创建PV,而是通过StorageClass的设置对后端存储进行描述,标记为某种类型。此时要求PVC对存储的类型进行声明,系统将自动完成PV的创建及与PVC的绑定。PVC可以声明Class为””,说明该PVC禁止使用动态模式。

K8s需要安装插件支持NFS动态供给。

项目地址:https://github.com/kubernetes-sigs/nfs-subdir-external-provisioner/tree/master/deploy

下载并安装,需要修改其中的namespace为我们自己的chesterns

kubectl apply -f nfs-rbac.yaml # 授权访问apiserver 
kubectl apply -f nfs-deployment.yaml # 部署插件,需修改里面NFS服务器地址与共享目录 
kubectl apply -f nfs-class.yaml # 创建存储类 

 

下面我们定义pvc绑定我们刚建的storageclass,并且新建一个pod使用我们新建的这个pvc

apiVersion: v1 
kind: PersistentVolumeClaim 
metadata: 
 name: chesterscpvc
 namespace: chesterns
spec: 
 storageClassName: "nfs-client" 
 accessModes: 
 - ReadWriteMany 
 resources: 
  requests: 
   storage: 1Gi 
--- 
apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata: 
 name: chesterpvcscpod
 namespace: chesterns 
spec: 
 containers: 
 - name: chesterpvcscpod
   image: nginx 
   volumeMounts: 
   - name: nfs-pvc 
     mountPath: "/usr/share/nginx/html" 
 volumes: 
 - name: nfs-pvc 
   persistentVolumeClaim: 
    claimName: chesterscpvc

 

验证

kubectl exec chesterpvcscpod  -n chesterns -- touch /usr/share/nginx/html/aa
ll /tmp/chesternfs/

ConfigMap

ConfigMap 是一种配置资源,用来将非机密性的数据保存到etcd键值对中。使用时,Pods可以将其用作环境变量、命令行参数或者存储卷中的配置文件。

下面就来实现一个简单的ConfigMap使用案例

定义ConfigMap

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: game-demo
  namespace: chesterns
data:
  # 类属性键;每一个键都映射到一个简单的值
  player_initial_lives: "3"
  ui_properties_file_name: "user-interface.properties"

  # 类文件键
  game.properties: |
    enemy.types=aliens,monsters
    player.maximum-lives=5    
  user-interface.properties: |
    color.good=purple
    color.bad=yellow
    allow.textmode=true 

通过kubectl apply应用后,开始在pod中使用

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: configmap-demo-pod
  namespace: chesterns
spec:
  containers:
    - name: demo
      image: alpine
      command: ["sleep", "3600"]
      env:
        # 定义环境变量
        - name: PLAYER_INITIAL_LIVES # 请注意这里和 ConfigMap 中的键名是不一样的
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: game-demo           # 这个值来自 ConfigMap
              key: player_initial_lives # 需要取值的键
        - name: UI_PROPERTIES_FILE_NAME
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: game-demo
              key: ui_properties_file_name
      volumeMounts:
      - name: config
        mountPath: "/config"
        readOnly: true
  volumes:
    # 你可以在 Pod 级别设置卷,然后将其挂载到 Pod 内的容器中
    - name: config
      configMap:
        # 提供你想要挂载的 ConfigMap 的名字
        name: game-demo
        # 来自 ConfigMap 的一组键,将被创建为文件
        items:
        - key: "game.properties"
          path: "game.properties"
        - key: "user-interface.properties"
          path: "user-interface.properties"

验证

kubectl apply -f configmap.yaml
kubectl apply -f configmappod.yaml

Secret

Secret 类似于ConfigMap但专门用于保存机密数据。下面定义一个secret

apiVersion: v1
data:
  username: YWRtaW4=
  password: MWYyZDFlMmU2N2Rm
kind: Secret
metadata:
  name: mysecret
  namespace: chesterns

应用secret

kubectl apply -f secret.yaml
kubectl get secret -n chesterns

在Pod中使用Secret

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
  namespace: chesterns
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret

验证

kubectl apply -f secretpod.yaml
kubectl get pod -n chesternskubectl exec mypod  -n chesterns -- ls /etc/foo

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