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PV 全称叫做 Persistent Volume#xff0c;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#xff0c;这个通常都是由运维工程师来定义。
PVC 的全称是 Persistent Volume Claim#xff0c;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…目录 简介 简介
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。
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。 nfs是一个存储空间会分为多个pv存储卷 将nfs或者ceph存储划分为多个pv存储池此时创建一个podpod里面指定一个pvc存储卷pvc是请求现在请求为30G的存储随后pvc会从这个要求去pv存储池里面去找适合的pv存储资源随后将适合的pvc挂载到pod在pod里面写入数据便会写入nfs存储里面 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。 动态自动创建的过程 首先定义pvc资源包含了pv的存储卷大小空间随后找到storageClass创建pv的模板随后storageClass找到存储卷网络插件网络插件会直接找到存储卷例如nfs ceph去上面自动创建预设的pv模板 创建pv的两种方式
1.手动根据pv资源的配置模板创建静态pv
2.根据pvc的配置模板通过引用storageClass简称SC)资源调用存储卷插件来创建动态pv 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●UsingPod 通过 PVC 使用该 Volume并可以通过准入控制StorageProtection1.9及以前版本为PVCProtection 阻止删除正在使用的 PVC●ReleasingPod 释放 Volume 并删除 PVC●Reclaiming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 下的状态有以 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失败表示该 PV 的自动回收失败 一个PV从创建到销毁的具体流程如下⭐⭐⭐ 1、一个PV创建完后状态会变成Available等待被PVC绑定。 2、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。 3、Pod使用完后会释放PVPV的状态变成Released。 4、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。 kubectl explain pv #查看pv的定义方式
FIELDS:apiVersion: v1kind: PersistentVolumemetadata: #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: spec
4.6 查看pv定义的规格
kubectl explain pv.spec #查看pv定义的规格 kubectl explain pv.spec #查看pv定义的规格
spce:nfs:定义存储类型path:定义挂载卷路径server:定义服定义访问模型务器名称accessModes:有以下三种访问模型以列表的方式存在也就是说可以定义多个访问模式 * * *- ReadWriteOnce #RWO存储可读可写但只支持被单个 Pod 挂载- ReadOnlyMany #ROX存储可以以只读的方式被多个 Pod 挂载- ReadWriteMany #RWX存储可以以读写的方式被多个 Pod 共享 注官网 nfs 支持全部三种 #nfs 支持全部三种iSCSI 不支持 ReadWriteManyiSCSI 就是在 IP 网络上运行 SCSI 协议的一种网络存储技术HostPath 不支持 ReadOnlyMany 和 ReadWriteMany。capacity:定义存储能力一般用于设置存储空间storage: 2Gi 指定大小storageClassName: 自定义存储类名称此配置用于绑定具有相同类别的PVC和PV persistentVolumeReclaimPolicy: Retain #回收策略Retain/Delete/Recycle ⭐⭐⭐ persistentVolumeReclaimPolicy: Retain #回收策略Retain/Delete/Recycle * * *
#Retain保留当删除与之绑定的PVC时候这个PV被标记为releasedPVC与PV解绑但还没有执行回收策略且之前的数据依然保存在该PV上但是该PV不可用需要手动来处理这些数据并删除该PV。
#Delete删除删除与PV相连的后端存储资源只有 AWS EBS, GCE PD, Azure Disk 和 Cinder 支持
#Recycle回收删除数据效果相当于执行了 rm -rf /thevolume/* 只有 NFS 和 HostPath 支持 查看PVC的定义方式 kubectl explain pvc #查看PVC的定义方式 KIND: PersistentVolumeClaim
VERSION: v1
FIELDS:apiVersion stringkind string metadata Objectspec Object #PV和PVC中的spec关键字段要匹配比如存储storage大小、访问模式accessModes、存储类名称storageClassName
kubectl explain pvc.spec
spec:accessModes: 定义访问模式必须是PV的访问模式的子集resources:requests:storage: 定义申请资源的大小storageClassName: 定义存储类名称此配置用于绑定具有相同类别的PVC和PV k8s支持的存储插件的访问方式 部署NFS使用PV和PVC 配置nfs存储
cd /data/volumes
mkdir v{1,2,3,4,5}vim /etc/exports
/data/volumes/v1 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v2 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v3 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v4 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v5 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)exportfs -arv #重新加载 NFS 导出设置更新所有共享并在执行过程中提供详细的输出信息showmount -e官方文档https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/configure-persistent-volume-storage/#create-a-persistentvolume 然后进入到node1 node2节点去查看是否能看见这个共享数据 nfs的共享数据创建好了随后去创建pv资源 这里定义5个PV并且定义挂载的路径以及访问模式还有PV划分的大小 apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv001labels:name: pv001
spec:nfs:path: /data/volumes/v1server: 192.168.246.13accessModes: [ReadWriteMany,ReadWriteOnce]capacity:storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv002labels:name: pv002
spec:nfs:path: /data/volumes/v2server: 192.168.246.13accessModes: [ReadWriteOnce]capacity:storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv003labels:name: pv003
spec:nfs:path: /data/volumes/v3server: 192.168.246.13accessModes: [ReadWriteMany,ReadWriteOnce]capacity:storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv004labels:name: pv004
spec:nfs:path: /data/volumes/v4server: 192.168.246.13 accessModes: [ReadWriteMany,ReadWriteOnce]capacity:storage: 4Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv005labels:name: pv005
spec:nfs:path: /data/volumes/v5server: stor01 #可以是nfs机器的ip地址也可以是主机名此处主机名验证下accessModes: [ReadWriteMany,ReadWriteOnce]capacity:storage: 5Gi 5个pv依次被创建出来 定义PVC 这里定义了pvc的访问模式为多路读写该访问模式必须在前面pv定义的访问模式之中。定义PVC申请的大小为2Gi此时PVC会自动去匹配多路读写且大小为2Gi的PV匹配成功获取PVC的状态即为Bound apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: mypvc
spec:accessModes:- ReadWriteManyvolumeMode: Filesystemresources:requests:storage: 2Gi 随后查看pv与pvcpvc找到合适的pv 并进行绑定这边找到了pv003 pvc pv都创建好了 随后创建pod
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: mypodnamespace: default
spec:containers:- name: myappimage: soscscs/myapp:v1volumeMounts:- name: html #与下面定义的存储卷名称一致mountPath: /usr/share/nginx/htmlvolumes:- name: html #定义的是pvc的名称persistentVolumeClaim:claimName: mypvc #通过名称调用定义的pvc 随后去nfs共享目录里面进行查看pod挂载到了v3里面利用与pvc进行挂载因为pvc与pv是绑定的所以nfs就直接导入到了nfs里面的共享目录里面 静态创建pv pvc的过程 静态创建PV的步骤 准备好存储设备和共享目录 准备创建PV资源的配置文件定义访问模式(ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany、ReadWriteMany)、存储空间大小、回收策略Retain、Recycle、Delete、存储设备类型、storageClassName等 准备创建PVC资源的配置文件定义访问模式(必要条件必须是PV支持的访问模式)、存储空间大小(默认就近选择大于等于指定大小的PV)、storageClassName等来绑定PV 创建Pod资源挂载PVC存储卷定义卷类型为persistentVolumeClaim并在容器配置中定义存储卷挂载点路径 删除pvc
删除pvc之前一定要先删除pvc所挂载的pod随后才能删除pvc 当回收策略时retain时删除pod 删除pvc之后pv保留现场k8s集群什么也不动等着用户去手动处理 添加暗号 STORAGECLASS 在相同条件下 优先级高 删除pv 随后再次创建 pv的状态又是正常的
随后在pvyaml文件里面v5目录里面添加slow 随后去修改pvc的yaml文件在里面也添加slow 随后再去查看pv与pvc的绑定关系 通过暗号绑定一起 如果当pv的条件不满足pvcpod会一直处于pending的状态 搭建 StorageClass NFS实现 NFS 的动态 PV 创建 Kubernetes 本身支持的动态 PV 创建不包括 NFSNFS只有外部插件所以需要使用外部存储卷插件分配PV。详见https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/storage/storage-classes/ 内部/外部插件 卷插件称为 Provisioner存储分配器NFS 使用的是 nfs-client这个外部PV。 Provisioner用于指定 Volume 插件的类型包括内置插件如 kubernetes.io/aws-ebs和外部插件如 exte卷插件会使用已经配置好的 NFS 服务器自动创建 rnal-storage 提供的 ceph.com/cephfs。 数据流向 ①管理员首先定义一个StorageClass它描述了存储类的属性如存储类型、后端存储参数如NFS服务器的地址和路径、回收策略等。StorageClass中指定了Provisioner插件该插件负责根据StorageClass的定义动态创建PV ②根据StorageClass中指定的Provisioner插件管理员需要在Kubernetes集群中安装并配置相应的插件 ③用户或应用开发者在Kubernetes集群中创建一个PVC指定所需的存储大小、访问模式以及StorageClass的名称 ④Kubernetes系统监控PVC的创建并查找与之匹配的StorageClass。一旦找到匹配的StorageClassKubernetes会触发Provisioner插件根据StorageClass的定义动态创建一个PV。 ⑤创建好的PV会自动与PVC进行绑定。这个绑定过程是基于PVC中的请求参数如存储大小和访问模式与PV的属性进行匹配的 ⑥当Pod创建时它可以指定使用某个已绑定的PVC。Kubernetes会将PV挂载到Pod中使得Pod中的应用可以访问该PV上的数据。 简要的来说 就是创建storageClass里面包含了存储类的数据和类型随后只当provisioner插件这个负责动态创建pv用户创建一个pvc需求随后去匹配storageClass如果遇到合适的则取触发provisioner外部插件去自动的创建pv创建好的pv与pvc自动的进行绑定随后pod去挂载pvc在pod里面写入的数据会自动传到pv所在的nfs存储里面。 搭建 StorageClass NFS
创建StorageClass。创建PVC绑定 在stor01节点上安装nfs并配置nfs服务 mkdir /opt/k8s
chmod 777 /opt/k8s/vim /etc/exports
/opt/k8s 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash,sync)systemctl restart nfs 创建一个名为/opt/k8s的目录mkdir /opt/k8s 将/opt/k8s目录的权限设置为777chmod 777 /opt/k8s/ 使用vim编辑/etc/exports文件添加如下行允许192.168.246.0/24网段的主机以读写模式挂载/opt/k8s目录并且不进行root权限转换norootsquash并同步写入sync 重启NFS服务systemctl restart nfs 创建 Service Account
创建 Service Account用来管理 NFS Provisionernfs的外部插件 在 k8s 集群中运行的权限设置 nfs-client 对 PVPVCStorageClass 等的规则 #创建 Service Account 账户用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:name: nfs-client-provisioner
---
#创建集群角色
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:name: nfs-client-provisioner-clusterrole
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: [list, watch, create, update, patch]- apiGroups: []resources: [endpoints]verbs: [create, delete, get, list, watch, patch, update]
---
#集群角色绑定
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:name: nfs-client-provisioner-clusterrolebinding
subjects:
- kind: ServiceAccountname: nfs-client-provisionernamespace: default
roleRef:kind: ClusterRolename: nfs-client-provisioner-clusterroleapiGroup: rbac.authorization.k8s.io
这段YAML文件定义了在Kubernetes中创建一个Service Account以及相关的ClusterRole和ClusterRoleBinding来管理NFS Provisioner的权限。
ServiceAccount部分定义了一个名为nfs-client-provisioner的Service Account用于代表NFS Provisioner在集群中运行时的身份。 ClusterRole部分定义了一个名为nfs-client-provisioner-clusterrole的ClusterRole包含了对于Persistent VolumesPV、Persistent Volume ClaimsPVC、StorageClasses等资源的访问权限规则。这些规则包括获取、列出、监视、创建和删除PV、PVC以及获取、列出、监视StorageClasses等操作。 ClusterRoleBinding部分定义了一个名为nfs-client-provisioner-clusterrolebinding的ClusterRoleBinding将前面定义的ClusterRole绑定到先前定义的Service Account上以确保该Service Account拥有相应的权限。 通过这些定义可以确保NFS Provisioner在Kubernetes集群中具有适当的权限以管理PV、PVC和StorageClasses等资源。
网络插件相当于一个pod要创建pv就必须要通过apiserver所以要有权限权限的基础时角色通过角色去设置权限让账户去跟角色绑定可以有管理pv pvc的权限 使用 Deployment 来创建 NFS Provisioner存储卷插件 NFS Provisione(即 nfs-client)有两个功能一个是在 NFS 共享目录下创建挂载点(volume)另一个则是将 PV 与 NFS 的挂载点建立关联。
通过Deployment创建NFS Provisioner的实例可以确保其在集群中始终处于运行状态并且可以根据需要进行水平扩展。这样Kubernetes集群中的应用程序可以方便地访问和使用NFS存储而无需手动管理PV和NFS之间的关联关系。 #由于 1.20 版本启用了 selfLink所以 k8s 1.20 版本通过 nfs provisioner 动态生成pv会报错解决方法如下 # 修改kube-apiserver.yaml文件设置kube-apiserver的参数vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
spec:containers:- command:- kube-apiserver- --feature-gatesRemoveSelfLinkfalse # 添加这一行开启RemoveSelfLink特性- --advertise-address192.168.41.31
......# 应用kube-apiserver.yaml文件的更改
kubectl apply -f /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml# 删除kube-apiserver的Pod以便更改生效
kubectl delete pods kube-apiserver -n kube-system # 检查kube-apiserver的Pod是否重新启动
kubectl get pods -n kube-system | grep apiserver kubectl apply -f /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
kubectl delete pods kube-apiserver -n kube-system
kubectl get pods -n kube-system | grep apiserver vim nfs-client-provisioner.yaml kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:name: nfs-client-provisioner
spec:replicas: 1selector:matchLabels:app: nfs-client-provisionerstrategy:type: Recreatetemplate:metadata:labels:app: nfs-client-provisionerspec:serviceAccountName: nfs-client-provisioner #指定Service Account账户containers:- name: nfs-client-provisionerimage: quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner:latestimagePullPolicy: IfNotPresentvolumeMounts:- name: nfs-client-rootmountPath: /persistentvolumes #挂载路径env:- name: PROVISIONER_NAMEvalue: nfs-storage #配置provisioner的Name确保该名称与StorageClass资源中的provisioner名称保持一致- name: NFS_SERVERvalue: stor01 #配置绑定的nfs服务器- name: NFS_PATHvalue: /opt/k8s #配置绑定的nfs服务器目录volumes: #申明nfs数据卷- name: nfs-client-rootnfs:server: stor01 #nfs服务器的主机名或IP也可以path: /opt/k8s node节点加载镜像 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
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:name: nfs-client-storageclass
provisioner: nfs-storage #这里的名称要和provisioner配置文件中的环境变量PROVISIONER_NAME保持一致
parameters:archiveOnDelete: false
#false表示在删除PVC时不会对数据进行存档即删除数据, #false表示在删除PVC时不会对数据目录进行打
包存档即删除数据为ture时就会自动对数据目录进行打包存档存档文件以archived开头 kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yamlkubectl get storageclass kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml: 通过 Kubernetes 的命令行工具 kubectl 应用或创建nfs-client-storageclass.yaml 文件中定义的资源这里是一个 StorageClass。 kubectl get storageclass: 通过 kubectl 获取当前 Kubernetes 集群中所有的 StorageClass 列表。这可以用于确认上一步的 StorageClass 是否成功创建。 创建 PVC 和 Pod 测试 # 定义持久卷声明PersistentVolumeClaim用于请求持久卷
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: test-nfs-pvc # 持久卷声明的名称
spec:accessModes:- ReadWriteMany # 访问模式设置为读写多个节点storageClassName: nfs-client-storageclass # 关联的存储类对象resources:requests:storage: 1Gi # 请求的存储容量为1Gi---
# 定义Pod用于使用持久卷
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: test-storageclass-pod # Pod 的名称
spec:containers:- name: busyboximage: busybox:latestimagePullPolicy: IfNotPresentcommand:- /bin/sh- -cargs:- sleep 3600 # 命令参数让容器保持运行状态volumeMounts:- name: nfs-pvc # 指定挂载的持久卷名称mountPath: /mnt # 挂载路径restartPolicy: Never # Pod 的重启策略volumes:- name: nfs-pvc # 定义一个名为nfs-pvc的卷persistentVolumeClaim:claimName: test-nfs-pvc # 引用之前定义的持久卷声明的名称
kubectl apply -f test-pvc-pod.yaml PVC 通过 StorageClass 自动申请到空间 查看 NFS 服务器上是否生成对应的目录自动创建的 PV 会以 ${namespace}-${pvcName}-${pvName} 的目录格式放到 NFS 服务器上 ls /opt/k8s 进入 Pod 在挂载目录 /mnt 下写一个文件然后查看 NFS 服务器上是否存在该文件 kubectl exec -it test-storageclass-pod sh/ # cd /mnt
/mnt #
/mnt # echo this is test file zzz test.txt
/mnt # 发现 NFS 服务器上存在说明验证成功 cat /opt/k8s/default-test-nfs-pvc-pvc-63092b35-4764-4de2-80eb-5de3c3ddbda6/test.txt 动态创建PV的步骤
1准备好存储设备和共享目录 2如果是外置存储卷插件需要先创建serviceaccount账户(Pod使用访问apiserver使用的账户)和RBAC授权(创建角色授予相关资源对象的操作权限再将账户与角色绑定)使得serviceaccount账户具有对PV、PVC、StorageClass等资源的操作权限 3准备创建外置存储插件Pod资源的配置文件外置存储插件在k8s集群中以pod形式运行定义serviceaccount账户作为Pod的用户并设置相关的环境变量(比如存储插件名称等) 4创建StorageClass资源provisioner要设置为存储插件名称 ------------------------以上操作是一劳永逸的
之后只需要创建PVC资源引用StorageClass就可以自动调用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访问模式、存储空间大小、storageClassName设置为StorageClass资源名称等来动态创建PV资源并绑定PV 6创建Pod资源挂载PVC存储卷定义卷类型为persistentVolumeClaim并在容器配置中定义存储卷挂载点路径
7.2静态创建PV的步骤 准备好存储设备和共享目录 准备创建PV资源的配置文件定义访问模式(ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany、ReadWriteMany)、存储空间大小、回收策略Retain、Recycle、Delete、存储设备类型、storageClassName等 准备创建PVC资源的配置文件定义访问模式(必要条件必须是PV支持的访问模式)、存储空间大小(默认就近选择大于等于指定大小的PV)、storageClassName等来绑定PV 创建Pod资源挂载PVC存储卷定义卷类型为persistentVolumeClaim并在容器配置中定义存储卷挂载点路径
