k8s之PV、PVC

目录

• 一、PVC和PV
  • 1.1 PV概念
  • 1.2 PVC概念
  • 1.3 PV与PVC之间的关系
  • 1.4 两种PV的提供方式
• 二、基于nfs创建静态PV资源和PVC资源
  • 2.1 配置nfs存储（192.168.80.14）
  • 2.2 k8s的master节点定义PV
  • 2.3 定义PVC
  • 2.4 测试多路读写
• 三、基于动态storageclass创建pv与pvc
  • 3.1 storageclass的用处
  • 3.2 storageclass的yaml格式

一、PVC和PV

1.1 PV概念

1.PersistentVolume(PV)是集群中已由管理员配置的一段网络存储。集群中的资源就像一个节点是一个集群资源，可以从远程的NFS或分布式对象存储系统中创建得来（pv存储空间大小、访问方式）

2.Pv是诸如卷之类的卷插件，但是只有独立于使用Pv的任何单个pod的生命周期。

3.该API对象捕获存储的实现细节，即NFS，isCSI或云提供商特定的存储系统

4.PV就是从存储设备中的空间创建出一个存储资源

1.2 PVC概念

1. PersistentVolumeClaim (PVC)是用户存储的请求。Pvc的使用逻辑:在pod中定义一个存储卷（该存储卷类型为pvc)，定义的时候直按指定大小，pvc必须与对应的pv建立关系，pvc会根据定义去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
2. 虽然PersistentVolumeClaims允许用户使用抽象存储资源，但是常见的需求是，用户需要根据不同的需求去创建Pv，用于不同的场景。而此时需要集群管理员提供不同需求的Pv，而不仅仅是Pv的大小和访问模式，但又不需要用户了解这些卷的实现细节
3. 对于这样的需求,此时可以采用storageclass资源

1.3 PV与PVC之间的关系

PV是集群中的资源。Pvc是对这些资源的请求，也是对资源的索引检查。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)

1.4 两种PV的提供方式

1. 这里有两种PV的提供方式:静态或者动态
2. 静态-->直接固定存储空间:
   
   集群管理员创建一些PV。它们携带可供集群用户使用的真实存储的详细信息。它们存在于Kubernetes API中，可用于消费
3. 动态-->通过存储类进行动态创建存储空间:
   
   当管理员创建的静态PV都不匹配用户的 PVC时，集群可能会尝试动态地为 Pvc配置卷。此配置基于StorageClasses: PVC必须请求存储类，并且管理员必须已创建并配置该类才能进行动态配置。要求该类的声明有效地为自己禁用动态配置

二、基于nfs创建静态PV资源和PVC资源

2.1 配置nfs存储（192.168.80.14）

1. mkdir -p /data/v{1..5}
chmod 777 -R /data/*

2. vim /etc/exports
/data/v1 192.168.10.0/24(rw,no_root_squash,sync)
/data/v2 192.168.10.0/24(rw,no_root_squash,sync)
/data/v3 192.168.10.0/24(rw,no_root_squash,sync)
/data/v4 192.168.10.0/24(rw,no_root_squash,sync)
/data/v5 192.168.10.0/24(rw,no_root_squash,sync)

3. systemctl start rpcbind
  systemctl start nfs

4. showmount -e

5. hostnamectl set-hostname nfs01
su

6. echo '11111' > /data/v1/index.html
echo '22222' > /data/v2/index.html
echo '33333' > /data/v3/index.html
echo '44444' > /data/v4/index.html
echo '55555' > /data/v5/index.html

2.2 k8s的master节点定义PV

//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
vim pv-demo.yaml
==========================================================
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv001
  labels:
    name: pv001
spec:
  nfs:
    path: /data/v1
    server: nfs01
  accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv002
  labels:
    name: pv002
spec:
  nfs:
    path: /data/v2
    server: nfs01
  accessModes: ["ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv003
  labels:
    name: pv003
spec:
  nfs:
    path: /data/v3
    server: nfs01
  accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv004
  labels:
    name: pv004
spec:
  nfs:
    path: /data/v4
    server: nfs01
  accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 4Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv005
  labels:
    name: pv005
spec:
  nfs:
    path: /data/v5
    server: nfs01
  accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 5Gi
==========================================================
kubectl apply -f pv-demo.yaml

kubectl get pv

2.3 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
vim pvc-demo.yaml
==========================================================
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mypvc
spec:
  accessModes: ["ReadWriteMany"]
  resources:
    requests:
      storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pv-pvc
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: nginx
    volumeMounts:
    - name: html
      mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
  - name: html
    persistentVolumeClaim:
      claimName: mypvc
==========================================================
kubectl apply -f pvc-demo.yaml

kubectl get pv

2.4 测试多路读写

1. 我们通过相同的存储卷，只修改pod的名称
cp pvc-demo.yaml 1.yaml
cp pvc-demo.yaml 2.yaml
2. 修改pod的名称后，apply执行创建
kubectl apply -f 1.yaml
kubectl apply -f 2.yaml
3. 查看ip
kubectl get pod -o wide
4. curl进行测试，查看是否共享存储卷，多路读写

三、基于动态storageclass创建pv与pvc

3.1 storageclass的用处

在pv和pvc使用过程中存在的问题，在pvc申请存储空间时，未必就有现成的pv符合pvc申请的需求，上面nfs在做pvc可以成功的因素是因为我们做了指定的需求处理。当PvC申请的存储空间不一定有满足PvC要求的Pv时,Kubernetes为管理员提供了描述存储"class(类)"的方法(StorageClass）。举个例子，在存储系统中划分一个1TB的存储空间提供给Kubernetes使用，当用户需要一个10G的PvC时，会立即通过restful发送请求，从而让存储空间创建一个10G的image，之后在我们的集群中定义成10c的Pv供给给当前的Pvc作为挂载使用。在此之前我们的存储系统必须支持restful接口，比如ceph分布式存储，而glusterfs则需要借助第三方接口完成这样的请求

3.2 storageclass的yaml格式

kubectl explain storageclass #storageclass也是k8s上的资源
KIND: Storageclass
VERSION: storage.k8s.io/vl
FIELDS:
  allowVolumeExpansion <boolean>
  allowedTopologies<[]Object>apiversion<string>
  kind <string>
  metadata <object>
  mountOptions <[]string>挂载选项
  parameters <map[string]string#参数，取决于分配器，可以接受不同的参数。例如，参数type的值 io1和参数iopsPerGB特定于EBS PV。当参数被省略时,会使用默认值。
  provisioner <string-requred-#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。
  reclaimPolicy <string>#回收策略，可以是 Delete或者 Retain。如果 StorageClass 对象被创建时没有指定 reclaimPolicy，它将默认为 Delete。
  volumeBindingMode<string>#卷的绑定模式

StorageClass 中包含 provisioner、parameters和 reclaimPolicy字段，当 class需要动态分配 PersistentVolume时会使用到。由于storageclass需要一个独立的存储系统，此处就不再演示。从其他资料查看定义storageclass的方式如下:
==========================================================
kind: storageClass
apiversion: storage.k8s.io/v1432
metadata :
  name : standard
provisioner: kubernetes.iol aws-ebs435 parameters:
  type: gp2
reclaimPolicy: Retain
mountoptions:
  - debug