k8s中使用volume

kubernetes實現數據卷的方式是PV & PVC

PV有很多持久卷插件可以實現，例如：GCEPersistentDisk，AWSElasticBlockStore，NFS，ISCSI，RDB，Glusterfs，HostPath(單節點測試使用)，本地持久卷

我們本次使用NFS方式，先介紹一下NFS。

NFS卷能將 NFS (網絡文件系統) 掛載到您的 Pod 中。 不像 emptyDir 那樣會在刪除 Pod 的同時也會被刪除，nfs 卷的內容在刪除 Pod 時會被保存，卷只是被卸載掉了。 這意味着 nfs 卷可以被預先填充數據，並且這些數據可以在 Pod 之間”傳遞”。
NFS 是Network File System 的縮寫，即網絡文件系統，NFS是FreeBSD支持的文件系統中的一種。NFS基於RPC遠程掉用實現,其允許一個系統在網絡上與他人共享目錄和文件，通過使用NFS，程序可以像使用本地文件一樣使用遠端系統上的文件。NFS是一個非常穩定的， 可移植的網絡文件系統，具備可擴展和高性能特性，達到了企業級應用質量標準。由於網絡速度的增加延時降低，NFS一直是通過網絡系統提供文件系統服務的有競爭力選擇

NFS原理

NFS的工作原理是使用客戶端/服務器架構，由一個客戶端程序和服務器程序組成。 從客戶端的角度來說，NFS 中的第一個操作稱爲 mount。Mount 代表將遠程文件系統加載到本地文件系統空間中。該流程以對 mount(Linux 系統調用）的調用開始，它通過 VFS 路由到 NFS 組件。確認了加載端口號之後（通過 get_port 請求對遠程服務器 RPC 調用），客戶端執行 RPC mount 請求。這一請求發生在客戶端和負責 mount 協議（rpc.mountd）的特定守護進程之間。這一守護進程基於服務器當前導出文件系統來檢查客戶端請求；如果所請求的文件系統存在，並且客戶端已經訪問了，一個 RPC mount 響應爲文件系統建立了文件句柄。客戶端這邊存儲具有本地加載點的遠程加載信息，並建立執行 I/O 請求的能力。這一協議表示一個潛在的安全問題；因此，NFSv4 用內部 RPC 調用替換這一輔助 mount 協議，來管理加載點
由於VFS的存在,客戶端可以像使用其他普通文件系統一樣使用NFS文件系統

安裝NFS服務端

• 安裝NFS服務端

  # ubuntu
  apt-get install -y nfs-kernel-server
  # centos
  yum -y install nfs-utils rpcbind
  

• 創建共享文件目錄,並給目錄添加讀寫權限

  mkdir -p /kubernetes/volumes
  chmod a+rw /kubernetes/volumes
  

• 配置NFS服務目錄-打開文件/etc/exports在尾部添加內容

  /kubernetes/volumes *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)
  

• 配置生效

  exportfs -r
  

• 啓動rpcbind、nfs服務

  systemctl start rpcbind
  systemctl start nfs
  

• 在 server 端先自我測試一下是否可以聯機,展示出連接目錄

  showmount -e localhost
  

  命令解釋

  配置項	含義
  *	任何ip都可以訪問
  rw	讀寫權限
  sync	同步權限
  no_subtree_check	如果輸出目錄是一個子目錄，NFS服務器不檢查其父目錄的權限
  no_root_squash	客戶端連接服務端如果使用的也是root，那麼也擁有對服務端分享目錄的root權限

安裝NFS客戶端

我們找一個新的機器進行測試

• 安裝客戶端

  yum -y install nfs-utils
  

• 掛載

  # 創建掛載目錄
  mkdir /testnfs
  # 掛載服務端
  mount -t nfs 10.10.103.80:/kubernetes/volumes /testnfs
  # 查看掛載結果
  df -h
  

  掛載之後，我們在客戶端的/testnfs文件夾下創建文件，會發現服務端的/kubernetes/volumes文件夾下的文件創建成功了。

• 取消掛載（非必須）

  # 取消掛載命令
  umount /testnfs
  

kubernetes 中使用數據卷

PV（Persistent Volume）是集羣中的一塊網絡存儲，和node一樣也是集羣的資源，PV和Volume類似，不過會有獨立與Pod的生命週期，這一API對象包含了存儲的實現細節，例如NFS，ISCSI或者其他雲服務商提供的存儲系統，PVC（Persistent Volume Claim）是用戶的一個請求，跟pod類似，pod消費node資源，PVC消費PV資源。Pod能夠申請特定的資源（CPU和內存），PVC能夠請求特定的尺寸和訪問模式（例如加載一個讀寫，以及多個只讀實例）

PV 與PVC
PV是集羣的資源。PVC對這一資源的請求，也是對資源的所有權檢驗，PV和PVC之間的互動遵循如下的生命週期：

供應： 集羣管理員會創建一系列的PV，這些PV包含了爲集羣用戶提供的真是存儲資源，他們可利用kubernetes API 來消費。

綁定： 用戶創建一個包含了容量可訪問模式的持久卷申請，master會監聽PVC的產生，並嘗試根據請求內容查找匹配的PV，並把PV和PVC綁定，用戶能夠獲取滿足需要的資源， 並且在使用過程中可能超出請求數量，如果找不到合適的卷，這一申請就會持續處於綁定狀態，一直到出現合適的PV，例如一個集羣準備了很多的40G的持久卷，也無法響應41G的申請，除非把超過41G的PV加入集羣

使用： pod把申請作爲捲來使用。集羣會通過PVC查找綁定的PV，並Mount給pod，對於支持多種訪問方式的卷，用戶在使用PVC作爲卷的時候可以指定需要的訪問方式，一旦用戶擁有了一個已經綁定的PVC，被綁定的PV就歸該用戶所有了，用戶的pod能夠在pod的卷中包含PVC來訪問他們佔有的PV

釋放： 當用戶完成對卷的使用是，就可以利用API刪除對應的PVC對象了。 而且他還可以重新申請，刪除PVC後，對應的卷被視爲“被釋放”，但是這時還不能給其他的PVC使用，之前的PVC數據還保存在卷中，要根據策略來進行後續處理。

回收策略： PV的回收策略向集羣闡述了在PVC釋放卷的時候應如何進行後續工作，目前可以採用三種策略：Retain、Recycle、Delete

1. Retain：保留策略允許重新申請這一資源。
2. Recycle：基礎擦除（rm -rf /thevolume/*）
3. Delete：同時刪除持久卷以及卷中存儲的內容。如果插件支持。

創建PV

創建一個nfs-pv-logs.yml的配置文件

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfs-pv-logs
spec:
  # 設置容量
  capacity:
    storage: 5Gi
  volumeMode: Filesystem
  # 訪問模式
  accessModes:
    # ReadWriteOnce:單節點加載讀寫
    # ReadWriteMany:多節點加載讀寫
    - ReadWriteMany
  # 回收策略，這裏是人工重新申請
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: slow
  mountOptions:
    - hard
    - nfsvers=4.1
  nfs:
    # NFS服務端配置的路徑
    path: /kubernetes/volumes
    # NFS服務端ip
    server: 10.10.103.80
    readOnly: false

創建之前在所有的node節點上安裝nfs客戶端

創建PVC

創建文件nfs-pvc-logs-login.yml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nfs-pvc-log-all
spec:
  accessModes:
    # 要和PV一致的訪問模式，
    - ReadWriteMany
  # 按需分配資源
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

---

參考文檔
kubernetes 官網-volumes
kubernetes 官網-persistent-volumes
github中的示例
百度詞條