k8s存储之PV、PVC

         在k8s集群中，资源存储会散落到各个工作节点上，这样对用资源调用很不方便，那么k8s是如何实现存储资源共享的呢，本文浅尝辄止的探讨一下，k8s是通过pv、pvc实现的。

一、PV、PVC的概念

1、持久卷(PV）

        pv是PersistentVolume的缩写，pv是集群中的一块存储，可以由管理员事先制备， 或者使用存储类（Storage Class）来动态制备。 持久卷是集群资源，就像节点也是集群资源一样。PV 持久卷和普通的 Volume 一样， 也是使用卷插件来实现的，拥有独立于任何使用 PV 的 Pod 的生命周期。

2、持久卷声明(PVC)

         pvc是PersistentVolumeClaim的缩写， 是用户对存储的请求，PVC 申领会耗用 PV 资源。pvc的访问模式有 ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany、ReadWriteOncePod。

二、PV、PVC的生命周期

1、制作PV

       PV 卷的制备有两种方式,静态制备或动态制备。静太制作集群管理员创建若干 PV 卷,这些卷对集群用户可用，可供用户消费。动态制备，当没有提前制作好的pv卷供pvc匹配，集群可以尝试为该 PVC 申领动态制备一个存储卷。

2、绑定

      用户创建一个带有特定存储容量和特定访问模式需求的 PersistentVolumeClaim 对象， 控制平面中的控制回路监测新的 PVC 对象，寻找与之匹配的 PV 卷 并将二者绑定到一起。。

3、使用

       Pod 将 PVC 申领当做存储卷来使用。集群会检视 PVC 申领，找到所绑定的卷， 并为 Pod 挂载该卷。对于支持多种访问模式的卷， 用户要在 Pod 中以卷的形式使用申领时指定期望的访问模式。

4、回收策略

       当用户不再使用其存储卷时，他们可以从 API 中将 PVC 对象删除， 从而允许该资源被回收再利用。PersistentVolume 对象的回收策略告诉集群， 当其被从申领中释放时如何处理该数据卷。 目前，数据卷可以被 Retained（保留）、Recycled（回收）或 Deleted（删除）。

(1)保留（Retain）

        回收策略 Retain 使得用户可以手动回收资源。当 PersistentVolumeClaim 对象被删除时，PersistentVolume 卷仍然存在，对应的数据卷被视为"已释放（released）"。 由于卷上仍然存在之前用户的数据，该卷还不能用于其他申领。如果需要继续使用这一块的资源，需要手动手动删除所关联的存储数据。

(2)删除（Delete）

       对于支持 Delete 回收策略的卷插件，删除动作会将 PersistentVolume 对象从 Kubernetes 中移除，同时也会从外部基础设施中移除所关联的存储资产。 

(3)回收（Recycle）

      目前已经废弃，推荐使用动态制作。

三、NFS服务搭建

1、文件存储技术分类

       分布式的文件存储技术实现常用的有三种：

(1)块存储ISCSI

        优点：速率块 不可取代 可以简单的方式实现数据的可用性
        缺点：不可共享 以及 文件系统的约束

(2)文件存储 NFS

       优点：实现了数据共享、构建资金较低
       缺点：速率较慢

(3)对象存储 MFS

      优点：实现了数据共享、读写效率高、有更高的磁盘IO 网络 IO，存储量级更高
      缺点：造价高 难度实现大

2、NFS部署

      本文使用nfs作为存储类型

(1)安装nfs-utils

yum install  -y nfs-utils  rpcbind

(2)配置挂载点

mkdir  -p  /home/data/nfs

vim  /etc/exports

/home/data/nfs  *(insecure,rw,sync,no_root_squash)

exports  -r

(3)启动nfs服务

systemctl start rpcbind

systemctl start nfs

systemctl  status nfs

(4)节点挂载

      假如主节点的主机名为server200,那么从节点的安装步骤按照前三步执行。然后在各个节点执行挂载命令即可：

mount –t nfs server205:/home/data/nfs  /home/data/nfs  

showmount -e  server205

  

四、PV、PVC创建与应用 

1、编写pv.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: k8s-dep-pv
  namespace: wmy-dev
spec:
  capacity:
    storage: 256Mi
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /home/data/nfs/test
    server: server205

kubectl apply -f pv.yaml

2、编写pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: k8s-dep-pvc
  namespace: wmy-dev
spec:
  resources:
    #申请资源
    requests:
      storage: 256Mi
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  storageClassName: nfs

kubectl apply -f  pvc.yaml

3、应用PVC资源

     安装一个nginx服务，将其根目录挂载到/home/data/nfs/test

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-nginx
  namespace: wmy-dev
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: my-nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-nginx
    spec:
      containers:
      - name: k8s-dep
        image: ningx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
          name: tcp
          protocol: TCP
        volumeMounts:
        - name: v-nfs
          # 容器内需要挂载的目录文件
          mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
        # 容器卷名称，按照规范命名即可，与挂载名称volumeMounts保持一致
      - name: v-nfs
        persistentVolumeClaim:
          claimName: k8s-dep-pvc

kubectl  apply  -f  nginx.yaml