K8S的StorageClass实战(NFS)

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关于StorageClass

在K8S环境，当pod需要存储空间时，StorageClass比PV更灵活和方便，官方文档地址：https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/persistent-volumes/

本次实战

本次实战的目标是快速创建NFS类型的StorageClass，并验证该StorageClass正常可用，全文由以下部分组成：

1. 创建StorageClass；
2. 通过helm下载tomcat的chart；
3. 修改chart，让tomcat使用刚才创建的StorageClass；
4. 在NFS服务端检查文件夹已正常写入；

环境信息和准备工作

以下是创建StorageClass必备的环境信息：

1. Kubernetes：1.15
2. Kubernetes宿主机：CentOS Linux release 7.7.1908
3. NFS服务：IP地址192.168.50.135，文件夹/volume1/nfs-storageclass-test

参考文章

如果您想了解Kubernetes和NFS搭建的更多信息，请参考：

1. 《kubespray2.11安装kubernetes1.15》
2. 《Ubuntu16环境安装和使用NFS》
3. 《K8S使用群晖DS218+的NFS》

如果您已经准备好了kubernetes和NFS，咱们就开始实战吧；

如何创建StorageClass

把创建StorageClass要做的的事情理清楚：

1. 创建namespace，这里用hello-storageclass（您也可以选用自己喜欢的）；
2. 创建rbac：因为StorageClass有对应的pod要运行，每个pod都有自己的身份即serviceaccount，而这个serviceaccount是和某个角色绑定的，所以要创建：serviceaccount、rule、rolebinding；
3. 创建provisioner，即关联NFS的工作类，负责给PVC提供存储资源，这里用的是nfs-client-provisioner；
4. 创建StorageClass，所有需要PVC通过该StorageClass即可获得存储空间；

接下来请SSH登录kubernetes环境，按照上述步骤操作；

创建StorageClass

1. 创建namespace：kubectl create namespace hello-storageclass
2. 创建rbac的脚本直接从我的github下载吧，地址：https://raw.githubusercontent.com/zq2599/blog_demos/master/storageclass-demo/rbac.yaml
3. 下载的rbac.yaml文件中，namespace是kafka-test，现在要替换成hello-storages，执行命令替换：sed -i 's/kafka-test/hello-storageclass/' rbac.yaml
4. 创建rbac：kubectl apply -f rbac.yaml
5. 创建provisioner的脚本也从我的github下载，地址：https://raw.githubusercontent.com/zq2599/blog_demos/master/storageclass-demo/deployment.yaml
6. 下载的deployment.yaml文件中，namespace是kafka-test，现在要替换成hello-storages，执行命令替换：sed -i 's/kafka-test/hello-storageclass/' deployment.yaml
7. 打开deployment.yaml，设置NFS参数，修改下图红框的四个参数，红框1和3都是NFS server地址，红框2和4都是NFS分配的文件夹目录，请您按照实际的NFS资源来设置：

8. 创建provisioner：kubectl apply -f deployment.yaml
9. 强烈建议用kubectl describe pod xxxxxx -n hello-storageclass和kubectl logs -f xxxxxx -n hello-storageclass命令查看provisioner是否成功创建，下图是我曾经遇到的问题，NFS服务端权限设置有误导致NFS无法使用：
   
10. 创建StorageClass的脚本也从我的github下载，地址：https://raw.githubusercontent.com/zq2599/blog_demos/master/storageclass-demo/class.yaml
11. 下载的class.yaml无需修改，直接使用：kubectl apply -f class.yaml
12. class.yaml中的StorageClass名为managed-nfs-storage，后面的PVC就用这个名字去申请存储空间；
13. 用df命令来检查挂载情况，发现NFS的已经挂载到K8S宿主机：
    
14. 至此，StorageClass已经就绪，K8S环境中的PVC可以申请使用了，接下来通过实战验证应用的pod能否使用StorageClass的存储空间；

准备工作

1. 接下来的实战是通过helm在kubernetes部署tomcat，该tomcat所需的存储空间是通过StorageClass分配的，请您在kubernetes上准备好helm，我这里用的是2.16版本
2. helm的安装和使用请参考《部署和体验Helm(2.16.1版本)》

tomcat使用StorageClass实战

1. 增加helm仓库(带有tomcat的仓库)：helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami

2. 下载tomcat的chart：helm fetch bitnami/tomcat

3. chart下载成功后，当前目录出现tomcat配置压缩包tomcat-6.2.4.tgz，解压：tar -zxvf tomcat-6.2.4.tgz

4. 解压得到tomcat文件夹，进入后打开values.yaml文件，找到persistence节点，增加下图红框中的内容：
   

5. 在tomcat目录下执行命令：

helm install --name-template tomcat001 -f values.yaml . --namespace hello-storageclass

6. 查看tomcat的pod和service情况，一切正常，并且端口映射到了宿主机的30300：

7. 浏览器访问宿主机IP:30300，出现tomcat欢迎页面：

8. 去NFS server检查磁盘使用情况，如下图，可见已分配给tomcat的PVC，并且写入了tomcat的基本数据：

清理资源

本次实战创建了各种类型的资源，使用下面的命令可以将其全部清理掉：

helm del --purge tomcat001
kubectl delete storageclass managed-nfs-storage
kubectl delete deployment nfs-client-provisioner -n hello-storageclass
kubectl delete clusterrolebinding run-nfs-client-provisioner
kubectl delete serviceaccount nfs-client-provisioner -n hello-storageclass
kubectl delete role leader-locking-nfs-client-provisioner -n hello-storageclass
kubectl delete rolebinding leader-locking-nfs-client-provisioner -n hello-storageclass
kubectl delete clusterrole nfs-client-provisioner-runner
kubectl delete namespace hello-storageclass

至此，StorageClass的创建和使用的实战就完成了，如果您在学习kubernetes存储相关的知识，希望本文能给您一些参考；

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