NFS PersistentVolume（11）

一、部署nfs服务端

1、需在 k8s-master 节点上搭建了一个 NFS 服务器，目录为 /nfsdata：

yum install -y nfs-utils rpcbind
vim /etc/exports
/nfsdata *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)

2、保存配置文件后，执行如下操作：

　　在服务端创建对应的目录和赋予权限：

 mkdir /nfsdata
 chmod 777 /nfsdata

3、启动rpcbind和nfs服务：

systemctl start rpcbind && systemctl enable rpcbind
systemctl start nfs && systemctl enable nfs

4、每个node安装nfs工具

 yum install -y nfs-utils 

5、每个node查询NFS服务器

showmount -e nfs-ip

二、 NFS PersistentVolume

1、创建PV

（1）下面创建一个PV mypv1，配置文件nfs-pv1.yml如下：

[root@ren7 yaml]# cat nfs-pv1.yml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: mypv1
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /nfsdata/pv1     #需要创建pv1目录，否则pod起不来
    server: 192.168.11.7

　　① capacity 指定 PV 的容量为 1G。

　　② accessModes 指定访问模式为 ReadWriteOnce，支持的访问模式有：

　　ReadWriteOnce – PV 能以 read-write 模式 mount 到单个节点。

　　ReadOnlyMany – PV 能以 read-only 模式 mount 到多个节点。

　　ReadWriteMany – PV 能以 read-write 模式 mount 到多个节点。

　　③ persistentVolumeReclaimPolicy 指定当 PV 的回收策略为 Recycle，支持的策略有：

　　Retain – 需要管理员手工回收。

　　Recycle – 清除 PV 中的数据，效果相当于执行 rm -rf /thevolume/*。

　　Delete – 删除 Storage Provider 上的对应存储资源，例如 AWS EBS、GCE PD、Azure Disk、OpenStack Cinder Volume 等。

　　④ storageClassName 指定 PV 的 class 为 nfs。相当于为 PV 设置了一个分类，PVC 可以指定 class 申请相应 class 的 PV。

　　⑤ 指定 PV 在 NFS 服务器上对应的目录。

　　注意要做storage-provider段要提前建好文件夹

[root@ren7 nfsdata]# pwd
/nfsdata
[root@ren7 nfsdata]# mkdir pv1
[root@ren7 nfsdata]# ls
pv1

（2）创建 mypv1：

[root@ren7 yaml]# kubectl apply -f nfs-pv1.yml
persistentvolume/mypv1 created
[root@ren7 yaml]# kubectl get pv
NAME    CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
mypv1   1Gi        RWO            Recycle          Available           nfs                     9s

　　STATUS 为 Available，表示 mypv1 就绪，可以被 PVC 申请。

2、创建PVC

（1）接下来创建 PVC mypvc1，配置文件 nfs-pvc1.yml 如下：

　　注意：

　　1）storageClassName需要与上面定义的pv保持一致！

　　2）各个节点都需要下载nfs-utils

[root@ren7 yaml]# cat nfs-pvc1.yml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mypvc1
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
  storageClassName: nfs

　　PVC 就很简单了，只需要指定 PV 的容量，访问模式和 class。

（2）创建 mypvc1：

[root@ren7 yaml]# kubectl apply -f nfs-pvc1.yml
persistentvolumeclaim/mypvc1 created
[root@ren7 yaml]# kubectl get pvc
NAME     STATUS   VOLUME   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
mypvc1   Bound    mypv1    1Gi        RWO            nfs            10s
[root@ren7 yaml]#
[root@ren7 yaml]# kubectl get pv
NAME    CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM            STORAGECLASS   REASON   AGE
mypv1   1Gi        RWO            Recycle          Bound    default/mypvc1   nfs                     161m

　　从 kubectl get pvc 和 kubectl get pv 的输出可以看到 mypvc1 已经 Bound 到 mypv1，申请成功。

3、pod使用PVC

（1）接下来就可以在 Pod 中使用存储了，Pod 配置文件 pod1.yml 如下：

[root@ren7 yaml]# cat pod1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod1
spec:
  containers:
    - name: mypod1
      image: reg.yunwei.com/learn/busybox:latest
      args:
      - /bin/sh
      - -c
      - sleep 30000
      volumeMounts:
      - mountPath: "/mydata"
        name: mydata
  volumes:
    - name: mydata
      persistentVolumeClaim:
        claimName: mypvc1

　　与使用普通 Volume 的格式类似，在 volumes 中通过 persistentVolumeClaim 指定使用 mypvc1 申请的 Volume。

（2）创建 mypod1：

[root@ren7 yaml]# kubectl apply -f pod1.yml
pod/mypod1 created
[root@ren7 yaml]# kubectl get pod -o wide
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE           NOMINATED NODE   READINESS GATES
mypod1   1/1     Running   0          12s   172.20.72.157   192.168.11.5   <none>           <none>

（3）验证 pv 是否可用：

[root@ren7 yaml]# kubectl exec mypod1 touch /mydata/hello
[root@ren7 yaml]# cd /nfsdata/
[root@ren7 nfsdata]# ls
pv1
[root@ren7 nfsdata]# ls pv1/
hello

　　可见，在 Pod 中创建的文件 /mydata/hello 确实已经保存到了 NFS 服务器目录 /nfsdata/pv1 中。

　　如果不再需要使用 pv，可用删除PVC 回收 pv。

三、回收 PV：

1、当 PV 不再需要时，可通过删除 PVC 回收。

[root@ren7 yaml]# kubectl delete -f nfs-pvc1.yml
persistentvolumeclaim "mypvc1" deleted
[root@ren7 yaml]# kubectl get pod -o wide
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP              NODE           NOMINATED NODE   READINESS GATES
mypod1   1/1     Running   0          3h46m   172.20.72.157   192.168.11.5   <none>           <none>

　　当 PVC mypvc1 被删除后，我们发现 Kubernetes 启动了一个新 Pod这个 Pod 的作用就是清除 PV mypv1 的数据。这个时候我们再看 NFS 服务器目录 /nfsdata/pv1 中已经没有数据了。

[root@ren7 nfsdata]# ls
pv1
[root@ren7 nfsdata]# ls pv1/
[root@ren7 nfsdata]#
[root@ren7 nfsdata]# 

2、当数据清除完毕，mypv1 的状态重新变为 Available，此时则可以被新的 PVC 申请。

[root@ren7 yaml]# kubectl get pv
NAME    CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
mypv1   1Gi        RWO            Recycle          Available           nfs                     3h52m

3、因为 PV 的回收策略设置为 Recycle，所以数据会被清除，但这可能不是我们想要的结果。如果我们希望保留数据，可以将策略设置为 Retain。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: mypv1
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /nfsdata/pv1
    server: 192.168.11.7

4、通过kubectl apply 更新PV：

[root@ren7 yaml]# kubectl apply -f nfs-pv1.yml
persistentvolume/mypv1 configured
[root@ren7 yaml]# kubectl get pv
NAME    CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
mypv1   1Gi        RWO            Retain           Available           nfs                     14s

5、回收策略已经变为 Retain，通过下面步骤验证其效果：

[root@ren7 yaml]# kubectl apply -f nfs-pvc1.yml
persistentvolumeclaim/mypvc1 created
[root@ren7 yaml]#
[root@ren7 yaml]# kubectl get pod
No resources found.
[root@ren7 yaml]# kubectl apply -f pod1.yml
pod/mypod1 created
[root@ren7 yaml]# kubectl get pod -o wide
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE           NOMINATED NODE   READINESS GATES
mypod1   1/1     Running   0          10s   172.20.72.159   192.168.11.5   <none>           <none>
[root@ren7 yaml]# kubectl exec mypod1 touch /mydata/nihao
[root@ren7 yaml]# kubectl delete pod mypod1
pod "mypod1" deleted
[root@ren7 yaml]# kubectl delete pvc mypvc1
persistentvolumeclaim "mypvc1" deleted
[root@ren7 yaml]# kubectl get pv
NAME    CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS     CLAIM            STORAGECLASS   REASON   AGE
mypv1   1Gi        RWO            Retain           Released   default/mypvc1   nfs                     6m51s

[root@ren7 yaml]# kubectl get pvc
  No resources found.
  [root@ren7 yaml]# kubectl get pod
  No resources found.

　　① 重新创建 mypvc1。

　　② 在 mypv1 中创建文件 nihao。

　　③ mypv1 状态变为 Released。

　　④ Kubernetes 并没有启动 Pod recycler-for-mypv1。

　　⑤ PV 中的数据被完整保留。

（6）我们再看 NFS 服务器目录 /nfsdata/pv1 中数据还保留。

[root@ren7 nfsdata]# ls
pv1
[root@ren7 nfsdata]# ls pv1/
nihao

（7）虽然 mypv1 中的数据得到了保留，但其 PV 状态会一直处于 Released，不能被其他 PVC 申请。

[root@ren7 yaml]# kubectl get pv
NAME    CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS     CLAIM            STORAGECLASS   REASON   AGE
mypv1   1Gi        RWO            Retain           Released   default/mypvc1   nfs                     10m

（8）为了重新使用存储资源，可以删除并重新创建 mypv1。删除操作只是删除了 PV 对象，存储空间中的数据并不会被删除。

　　新建的 mypv1 状态为 Available，已经可以被 PVC 申请。

[root@ren7 yaml]# kubectl delete pv mypv1
persistentvolume "mypv1" deleted
[root@ren7 yaml]# kubectl apply -f nfs-pv1.yml
persistentvolume/mypv1 created
[root@ren7 yaml]# kubectl get pv
NAME    CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
mypv1   1Gi        RWO            Retain           Available           nfs                     6s

　　PV 还支持 Delete 的回收策略，会删除 PV 在 Storage Provider 上对应存储空间。NFS 的 PV 不支持 Delete，支持 Delete 的 Provider 有 AWS EBS、GCE PD、Azure Disk、OpenStack Cinder Volume 等。

四、PV的动态供给

1、pv的供给方式

　　前面的例子中，我们提前创建了 PV，然后通过 PVC 申请 PV 并在 Pod 中使用，这种方式叫做静态供给（Static Provision）。

　　与之对应的是动态供给（Dynamical Provision），即如果没有满足 PVC 条件的 PV，会动态创建 PV。相比静态供给，动态供给有明显的优势：不需要提前创建 PV，减少了管理员的工作量，效率高。

　　动态供给是通过 StorageClass 实现的，StorageClass 定义了如何创建 PV

2、pv动态供给举例

　　StorageClass standard：

　　StorageClass slow：

　　这两个 StorageClass 都会动态创建 AWS EBS，不同在于 standard 创建的是 gp2 类型的 EBS，而 slow 创建的是 io1 类型的 EBS。不同类型的 EBS 支持的参数可参考 AWS 官方文档。

　　StorageClass 支持 Delete 和 Retain 两种 reclaimPolicy，默认是 Delete。

　　与之前一样，PVC 在申请 PV 时，只需要指定 StorageClass 和容量以及访问模式，比如：

　　除了 AWS EBS，Kubernetes 支持其他多种动态供给 PV 的 Provisioner，完整列表请参考 https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/storage-classes/#provisioner

五、pv、pvc无法删除问题

　　 一般的删除步骤为：先删除pod再删除pvc最后删除pv。

　　但是遇到pv始终处于“Terminating”状态，而且delete不掉。

解决办法：

　　直接删除k8s中的记录：

kubectl patch pv xxx -p '{"metadata":{"finalizers":null}}'

　　参考信息：

This happens when persistent volume is protected. You should be able to cross verify this:
Command:
kubectl describe pvc PVC_NAME | grep Finalizers
Output:
Finalizers: [kubernetes.io/pvc-protection]
You can fix this by setting finalizers to null using kubectl patch:
kubectl patch pvc PVC_NAME -p '{"metadata":{"finalizers": []}}' --type=merge