【k8s】Kubernetes存储之StorageClass与动态pv

一、StorageClass 简介

StorageClass提供了一种描述存储类（class）的方法，不同的class可能会映射到不同的服务质量等级和备份策略或其他策略等。

每个 StorageClass 都包含 provisioner、parameters 和 reclaimPolicy 字段， 这些字段会在StorageClass需要动态分配 PersistentVolume 时会使用到。

StorageClass的属性

• Provisioner（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。可以指定内部分配器，也可以指定外部分配器。外部分配器的代码地址为： kubernetes-incubator/external-storage，其中包括NFS和Ceph等。
• Reclaim Policy（回收策略）：通过reclaimPolicy字段指定创建的Persistent Volume的回收策略，回收策略包括：Delete 或者 Retain，没有指定默认为Delete。
• 更多属性查看：https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/storage/storage-classes/

二、动态卷

动态卷供应的实现基于 storage.k8s.io API 组中的 StorageClass API 对象。 集群管理员可以根据需要定义多个 StorageClass 对象，每个对象指定一个卷插件（又名 provisioner）， 卷插件向卷供应商提供在创建卷时需要的数据卷信息及相关参数。

集群管理员可以在集群中定义和公开多种存储（来自相同或不同的存储系统），每种都具有自定义参数集。 该设计也确保终端用户不必担心存储供应的复杂性和细微差别，但仍然能够从多个存储选项中进行选择。

三、NFS Client Provisioner

NFS Client Provisioner是一个automatic provisioner，使用NFS作为存储，自动创建PV和对应的PVC，本身不提供NFS存储，需要外部先有一套NFS存储服务。

• PV以 $namespace-${pvcName}-${pvName}的命名格式提供（在NFS服务器上）
• PV回收的时候以 archieved-$namespace-${pvcName}-${pvName} 的命名格式（在NFS服务器上）

四、创建nfs类型的动态pv

nfs服务器：172.25.2.1
master：server2
node：server3，server4

镜像支持：heegor/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.0

• 创建目录 nfs-client
  
• 创建命名空间
  kubectl create namespace nfs-client-provisioner
• 配置角色授权+部署NFS Client Provisioner+创建 sc
  vim nfs-client-provisioner.yaml

# 配置角色授权
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace: nfs-client-provisioner
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: nfs-client-provisioner-runner
rules:
 - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumes"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]
 - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumeclaims"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "update"]
 - apiGroups: ["storage.k8s.io"]
    resources: ["storageclasses"]
    verbs: ["get", "list", "watch"]
 - apiGroups: [""]
    resources: ["events"]
    verbs: ["create", "update", "patch"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: run-nfs-client-provisioner
subjects:
 - kind: ServiceAccount
    name: nfs-client-provisioner
    # replace with namespace where provisioner is deployed
    namespace: nfs-client-provisioner
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: nfs-client-provisioner-runner
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace: nfs-client-provisioner
rules:
 - apiGroups: [""]
    resources: ["endpoints"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch"]
---
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace: nfs-client-provisioner
subjects:
 - kind: ServiceAccount
    name: nfs-client-provisioner
    # replace with namespace where provisioner is deployed
    namespace: nfs-client-provisioner
roleRef:
  kind: Role
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
# 部署NFS Client Provisioner
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  labels:
    app: nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace: nfs-client-provisioner
spec:
  replicas: 1
  strategy:
    type: Recreate
  selector:
    matchLabels:
      app: nfs-client-provisioner
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      serviceAccountName: nfs-client-provisioner
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: heegor/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.0
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner  # 分配器名称
            - name: NFS_SERVER
              value: 172.25.2.1 # nfs服务器
            - name: NFS_PATH
              value: /nfsdata # nfs服务器挂载路径
      volumes: # nfs卷
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 172.25.2.1
            path: /nfsdata
# 创建 NFS SotageClass
---
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: managed-nfs-storage # SotageClass的名称
provisioner: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner # 分配器的名称
parameters:
  archiveOnDelete: "false" #删除后不会对数据进行打包，true会打包

• 创建 pvc 及 pod（测试）：发现pvc已经与创建好的pv绑定
  vim pvc.yaml

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: test-claim
spec:
  storageClassName: managed-nfs-storage
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 2Gi
---
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: test-pod
spec:
  containers:
 - name: test-pod
    image: myapp:v1
    volumeMounts:
      - name: nfs-pvc
        mountPath: "/usr/share/nginx/html"
  volumes:
    - name: nfs-pvc
      persistentVolumeClaim:
        claimName: test-claim

• 在nfs服务器共享目录下创建测试页
  
• 测试
  
• 测试动态：在共享文件修改测试页内容，立即访问pod，动态测试成功！
  

五、使用默认StorageClass

• 创建未指定sc的pvc：发现此pvc状态一直为pending悬决
  vim pvc2.yml

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: test-claim-2
spec:
  # storageClassName: managed-nfs-storage
  accessModes:
    - ReadOnlyMany
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi

• 修改之前创建的sc为默认sc
  kubectl patch storageclasses <你的sc的名称> -p '{"metadata": {"annotations":{"storageclass.kubernetes.io/is-default-class":"true"}}}'
  
• 重新创建未指定sc的pvc，发现自动回绑定默认sc