K8S实战（十六）| 持久化存储卷

前言

PV 用来定义持久化存储卷，可将外部存储如 NFS/GFS/CFS 等定义为一个 K8S 内部对象，是一个服务提供者。

PVC 会寻找合适的 PV 进行绑定，绑定成功后，PVC 就可以提供给 pod 使用。

更新历史

• 20200710 - 初稿 - 左程立
• 原文地址 - https://blog.zuolinux.com/2020/07/10/storage-pv-pvc.html

定义 PV/PVC

定义一个 PV

[root@master01 ~]# cat pv.yaml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
 name: nfs1-pv
spec:
 storageClassName: manual
 capacity:
   storage: 1Gi
 accessModes: 
   - ReadWriteMany
 nfs:
   server: 192.168.10.17
   path: "/data/nfs"

定义一个 PVC

[root@master01 ~]# cat pvc.yaml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
 name: nfs1-pvc
spec:
 accessModes:
   - ReadWriteMany
 storageClassName: manual
 resources:
   requests:
     storage: 1Gi

# kubectl get pv
NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS     CLAIM              STORAGECLASS   REASON   AGE
nfs1-pv   1Gi        RWX            Retain           Released   default/nfs1-pvc   manual                  118s
# kubectl get pvc
NAME       STATUS    VOLUME   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
nfs1-pvc   Pending                                      manual         14s

PVC 会查找 storageClassName 名称一致的 PV，然后在这些 PV 中查找满足 spec.resources.requests.storage 条件的 PV，找到后就绑定 PVC 到该 PV 上。

如果没有符合条件的 PV，PVC 会处于 pending 状态。K8S 的一个名叫 PersistentVolumeController 的控制器会不断检查是否有 pending 的 PVC，以及是否有符合条件的 PV 出现，一旦有符合条件的 PV 出现，即将 pending 中的 PVC 与 PV 绑定，然后 PVC 状态变为 Bound。

Pod 中使用 PVC/PV

创建 Pod

[root@master01 ~]# cat pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
    - name: web
      image: nginx
      volumeMounts:
        - name: nfs
          mountPath: "/usr/share/nginx/html"
  volumes:
    - name: nfs
      persistentVolumeClaim:
        claimName: nfs1-pvc

spec.volumes.persistentVolumeClaim 指定了卷使用哪个 PVC
spec.containers.volumeMounts 指定了挂载哪个卷（name）到容器哪个目录（mountPath）中

在容器挂载目录中写入一个 index.html 文件

kubectl exec -it mypod -- touch /usr/share/nginx/html/index.html

在远程 NFS 上可以看到新建的文件

[root@work03 ~]# ls /data/nfs/
index.html

说明挂载成功了。

在 Pod 运行的 node，即 work01 上

# df -h | grep nfs
192.168.10.107:/data/nfs   15G  6.7G  6.8G  50% /var/lib/kubelet/pods/6adcbab7-63cd-4c4e-8db7-7234b9b49999/volumes/kubernetes.io~nfs/nfs1-pv

运行 df 可以看到，K8S 把 NFS 目录 mount 到了宿主机的 /var/lib/kubelet/pods/{pod id}/volumes/kubernetes.io~nfs/{PV名称} ，这个本地目录中，然后在容器中挂载该目录。

结束语

PVC 不关心后端存储提供者是 NFS 还是 GFS，具体使用哪种类型的存储由 PV 来定义，PVC 只和隐藏了存储实现细节的 PV 对接。

本方式为静态分配，如果有一千个 Pod，每个 Pod 有一个 PVC，那么管理员需要人工开设一千个 PV，随着集群规模的扩大，将导致无法有效管理。

K8S 提供了一种可以动态分配的工作机制，可以自动创建 PV，该机制依赖一个叫做 StorageClass 的 API 对象。

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