[系统运维]k8s(十)基本存储

k8s的数据存储

概述

在前面已经提到，容器的生命周期可能很短，会被频繁的创建和销毁。那么容器在销毁的时候，保存在容器中的数据也会被清除。这种结果对用户来说，在某些情况下是不乐意看到的。为了持久化保存容器中的数据，kubernetes引入了Volume的概念。
Volume是Pod中能够被多个容器访问的共享目录，它被定义在Pod上，然后被一个Pod里面的多个容器挂载到具体的文件目录下，kubernetes通过Volume实现同一个Pod中不同容器之间的数据共享以及数据的持久化存储。Volume的生命周期不和Pod中的单个容器的生命周期有关，当容器终止或者重启的时候，Volume中的数据也不会丢失。

有的Volume和Pod有关系 有的没有关系
? kubernetes的Volume支持多种类型，比较常见的有下面的几个：

• 简单存储：EmptyDir、HostPath、NFS。
• 高级存储：PV、PVC。
• 配置存储：ConfigMap、Secret。

基本存储

EmptyDir

概述
EmptyDir是最基础的Volume类型，一个EmptyDir就是Host上的一个空目录。
EmptyDir是在Pod被分配到Node时创建的，它的初始内容为空，并且无须指定宿主机上对应的目录文件，因为kubernetes会自动分配一个目录，当Pod销毁时，EmptyDir中的数据也会被永久删除。
EmptyDir的用途如下：

• 临时空间，例如用于某些应用程序运行时所需的临时目录，且无须永久保留。
• 一个容器需要从另一个容器中获取数据的目录（多容器共享目录）。

接下来，通过一个容器之间的共享案例来使用描述一个EmptyDir。
在一个Pod中准备两个容器nginx和busybox，然后声明一个volume分别挂载到两个容器的目录中，然后nginx容器负责向volume中写日志，busybox中通过命令将日志内容读到控制台。

创建Pod
? 创建volume-emptydir.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: volume-emptydir
  namespace: dev
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:1.17.1
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      ports:
        - containerPort: 80
      volumeMounts: # 将logs-volume挂载到nginx容器中对应的目录，该目录为/var/log/nginx
        - name: logs-volume
          mountPath: /var/log/nginx
    - name: busybox
      image: busybox:1.30
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"] # 初始命令，动态读取指定文件
      volumeMounts: # 将logs-volume挂载到busybox容器中的对应目录，该目录为/logs
        - name: logs-volume
          mountPath: /logs
  volumes: # 声明volume，name为logs-volume，类型为emptyDir
    - name: logs-volume
      emptyDir: {}

? 创建Pod：
kubectl create -f volume-emptydir.yaml
2.1.3 查看Pod
? 查看Pod：
kubectl get pod volume-emptydir -n dev -o wide
2.1.4 访问Pod中的Nginx
? 访问Pod中的Nginx：
curl 10.244.2.2
2.1.5 查看指定容器的标准输出
? 查看指定容器的标准输出：
kubectl logs -f volume-emptydir -n dev -c busybox

HostPath

概述
我们已经知道EmptyDir中的数据不会被持久化，它会随着Pod的结束而销毁，如果想要简单的将数据持久化到主机中，可以选择HostPath。
HostPath就是将Node主机中的一个实际目录挂载到Pod中，以供容器使用，这样的设计就可以保证Pod销毁了，但是数据依旧可以保存在Node主机上。

创建Pod
? 创建volume-hostpath.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: volume-hostpath
  namespace: dev
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:1.17.1
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      ports:
        - containerPort: 80
      volumeMounts: # 将logs-volume挂载到nginx容器中对应的目录，该目录为/var/log/nginx
        - name: logs-volume
          mountPath: /var/log/nginx
    - name: busybox
      image: busybox:1.30
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"] # 初始命令，动态读取指定文件
      volumeMounts: # 将logs-volume挂载到busybox容器中的对应目录，该目录为/logs
        - name: logs-volume
          mountPath: /logs
  volumes: # 声明volume，name为logs-volume，类型为hostPath
    - name: logs-volume
      hostPath:
        path: /root/logs
        type: DirectoryOrCreate # 目录存在就使用，不存在就先创建再使用

type的值的说明：

• DirectoryOrCreate：目录存在就使用，不存在就先创建后使用。
• Directory：目录必须存在。
• FileOrCreate：文件存在就使用，不存在就先创建后使用。
• File：文件必须存在。
• Socket：unix套接字必须存在。
• CharDevice：字符设备必须存在。
• BlockDevice：块设备必须存在。

 创建Pod：
kubectl create -f volume-hostpath.yaml
2.2.3 查看Pod
? 查看Pod：
kubectl get pod volume-hostpath -n dev -o wide
2.2.4 访问Pod中的Nginx
? 访问Pod中的Nginx：
curl 10.244.2.3
2.2.5 去node节点找到hostPath映射的目录中的文件
? 需要到Pod所在的节点（k8s-node2）查看hostPath映射的目录中的文件：
ls /root/logs
同样的道理，如果在此目录中创建文件，到容器中也是可以看到的。

volumes和Pod部署在同一个节点上

NFS

概述
HostPath虽然可以解决数据持久化的问题，但是一旦Node节点故障了，Pod如果转移到别的Node节点上，又会出现问题，此时需要准备单独的网络存储系统，比较常用的是NFS和CIFS。
NFS是一个网络文件存储系统，可以搭建一台NFS服务器，然后将Pod中的存储直接连接到NFS系统上，这样，无论Pod在节点上怎么转移，只要Node和NFS的对接没有问题，数据就可以成功访问。

直接将volume连接到NFS系统 一般nfs都是做成高可用的集群

搭建NFS服务器

1. 首先需要准备NFS服务器，这里为了简单，直接在Master节点做NFS服务器。

# 在Master节点上安装NFS服务器：
yum install -y nfs-utils rpcbind

# 准备一个共享目录：
mkdir -pv /root/data/nfs

# 将共享目录以读写权限暴露给192.168.18.0/24网段中的所有主机：
vim /etc/exports
/root/data/nfs 192.168.18.0/24(rw,no_root_squash)	#其他的服务器地址

# 修改权限：
chmod 777 -R /root/data/nfs

# 加载配置：
exportfs -r

# 启动nfs服务：
systemctl start rpcbind
systemctl enable rpcbind
systemctl start nfs
systemctl enable nfs

# 在Master节点测试是否挂载成功：
showmount -e 192.168.18.100

2. 接下来 要在Node节点上都安装NFS服务器，目的是为了Node节点可以驱动NFS设备 而不是像master一样安装NFS服务

# 在Node节点上安装NFS服务，不需要启动
yum -y install nfs-utils

# 在Node节点测试是否挂载成功：
showmount -e 192.168.18.100

# 高可用备份方式，在所有节点执行如下的命令：
mount -t  nfs 192.168.18.100:/root/data/nfs /mnt

3. 创建Pod
   创建volume-nfs.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: volume-nfs
  namespace: dev
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:1.17.1
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      ports:
        - containerPort: 80
      volumeMounts: # 将logs-volume挂载到nginx容器中对应的目录，该目录为/var/log/nginx
        - name: logs-volume
          mountPath: /var/log/nginx
    - name: busybox
      image: busybox:1.30
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"] # 初始命令，动态读取指定文件
      volumeMounts: # 将logs-volume挂载到busybox容器中的对应目录，该目录为/logs
        - name: logs-volume
          mountPath: /logs
  volumes: # 声明volume
    - name: logs-volume
      nfs:
        server: 192.168.18.100 # NFS服务器地址
        path: /root/data/nfs # 共享文件路径

# 创建Pod：
kubectl create -f volume-nfs.yaml

# 查看Pod
# 查看Pod：
kubectl get pod volume-nfs -n dev

# 查看nfs服务器上共享目录
# 查看nfs服务器上共享目录：
ls /root/data/nfs