kubernetes部署nfs持久存储(静态和动态)

NFS简介

NFS是网络文件系统Network File System的缩写，NFS服务器可以让PC将网络中的NFS服务器共享的目录挂载到本地的文件系统中，而在本地的系统中来看，那个远程主机的目录就好像是自己的一个磁盘分区一样。

kubernetes使用NFS共享存储有两种方式

1.手动方式静态创建所需要的PV和PVC。
2.通过创建PVC动态地创建对应PV，无需手动创建PV。

部署NFS

集群Masrer节点192.168.5.11作为NFS server服务器，这里作为测试，使用docker部署NFS服务器：

docker run -d --name nfs-server \--privileged \--restart always \-p 2049:2049 \-v /nfs-share:/nfs-share \-e SHARED_DIRECTORY=/nfs-share \itsthenetwork/nfs-server-alpine:latest

手动方式部署nfs服务器

#master节点安装nfs
yum -y install nfs-utils#创建nfs目录
mkdir -p /nfs/data/#修改权限
chmod -R 777 /nfs/data#编辑export文件,这个文件就是nfs默认的配置文件
vim /etc/exports
/nfs/data *(rw,no_root_squash,sync)#配置生效
exportfs -r
#查看生效
exportfs#启动rpcbind、nfs服务
systemctl restart rpcbind && systemctl enable rpcbind
systemctl restart nfs && systemctl enable nfs#查看 RPC 服务的注册状况
rpcinfo -p localhost#showmount测试
showmount -e 192.168.5.11

所有node节点安装客户端，开机启动

yum -y install nfs-utils
systemctl start nfs && systemctl enable nfs

准备工作，我们已经在master-1(192.168.5.11) 节点上搭建了一个 NFS 服务器，目录为 /nfs/data

静态PV卷

添加pv卷对应目录,这里创建1个pv卷，则添加1个pv卷的目录作为挂载点。

创建NFS挂载点

#创建pv卷对应的目录
mkdir -p /nfs/data/pv001
mkdir -p /nfs/data/pv001#配置exportrs(我觉得可以不用这步，因为父目录/nfs/data，已经设为共享文件夹)
vim /etc/exports
/nfs/data/pv001 *(rw,no_root_squash,sync)
/nfs/data/pv002 *(rw,no_root_squash,sync)#配置生效
exportfs -r
#重启rpcbind、nfs服务
systemctl restart rpcbind && systemctl restart nfs

创建PV–nfs-pv001.yml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: nfs-pv001labels:pv: nfs-pv001
spec:capacity:storage: 1GiaccessModes:- ReadWriteOncepersistentVolumeReclaimPolicy: RecyclestorageClassName: nfsnfs:path: /nfs/data/pv001server: 192.168.5.11

配置说明：
① capacity 指定 PV 的容量为 1G。
② accessModes 指定访问模式为 ReadWriteOnce，支持的访问模式有：

2.1ReadWriteOnce – PV 能以 read-write 模式 mount 到单个节点。
2.2ReadOnlyMany – PV 能以 read-only 模式 mount 到多个节点。
2.3ReadWriteMany – PV 能以 read-write 模式 mount 到多个节点。

③ persistentVolumeReclaimPolicy 指定当 PV 的回收策略为 Recycle，支持的策略有：

3.1Retain – 需要管理员手工回收。
3.2Recycle – 清除 PV 中的数据，效果相当于执行 rm -rf /thevolume/*。
3.3Delete – 删除 Storage Provider 上的对应存储资源，例如 AWS EBS、GCE PD、Azure
Disk、OpenStack Cinder Volume 等。

④ storageClassName 指定 PV 的 class 为 nfs。相当于为 PV 设置了一个分类，PVC 可以指定 class 申请相应 class 的 PV。
⑤ 指定 PV 在 NFS 服务器上对应的目录。

创建PV

[root@master-1 pv]# kubectl apply -f nfs-pv001.yml
persistentvolume/nfs-pv001 created
[root@master-1 pv]# kubectl get pv
NAME  CAPACITY  ACCESS MODES   RECLAIM POLICY  STATUS  CLAIM  STORAGECLASS   REASON   AGE
nfs-pv001    1Gi  RWO           Recycle        Available      nfs                     7s

创建PVC–nfs-pvc001.yml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: nfs-pvc001
spec:accessModes:- ReadWriteOnceresources:requests:storage: 1GistorageClassName: nfsselector:matchLabels:pv: nfs-pv001

创建PVC

[root@master-1 pv]# kubectl apply -f nfs-pvc001.yml
persistentvolumeclaim/nfs-pvc001 created
[root@master-1 pv]# kubectl get pvc
NAME       STATUS   VOLUME                  CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
nfs-pvc001 Bound    nfs-pv001                 1Gi        RWO            nfs            7s
[root@master-1 pv]# kubectl get pv
NAME CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS  CLAIM STORAGECLASS   REASON   AGE
nfs-pv001 1Gi   RWO            Recycle          Bound    ingress-nginx/nfs-pvc001               nfs      26m

从 kubectl get pvc 和 kubectl get pv 的输出可以看到 pvc001绑定到pv001，申请成功。注意pvc绑定到对应pv通过labels标签方式实现，也可以不指定，将随机绑定到pv。

Pod中使用存储–nfs-pod001.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nfs-pod001
spec:containers:- name: frontendimage: nginxvolumeMounts:- mountPath: "/var/www/html"name: nfs-pv001volumes:- name: nfs-pv001persistentVolumeClaim:claimName: nfs-pvc001

nginx的pod使用存储

[root@master-1 pv]# kubectl apply -f nfs-pod001.yml
pod/nfs-pod001 created[root@master-1 pv]# kubectl get pod
NAME                                        READY   STATUS      RESTARTS       AGE
nfs-pod001                                  1/1     Running     0              53s查看PV挂载情况
[root@master-1 pv]# kubectl exec -it nfs-pod001 /bin/bash
kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
root@nfs-pod001:/# df -h  /var/www/html
Filesystem                    Size  Used Avail Use% Mounted on
192.168.5.11:/nfs/data/pv001   50G  4.0G   47G   8% /var/www/htmlpv下面创建一个文件
root@nfs-pod001:/var/www/html# echo "hello world!" >/var/www/html/index.html在master上查看文件
[root@master-1 pv]# ls /nfs/data/pv001/
index.html

删除pod，pv和pvc不会被删除，nfs存储的数据不会被删除

[root@master-1 pv]# kubectl delete -f nfs-pod001.yml
pod "nfs-pod001" deleted
[root@master-1 pv]# kubectl get pv
NAME                      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                                  STORAGECLASS   REASON   AGE
nfs-pv001                 1Gi        RWO            Recycle          Bound    ingress-nginx/nfs-pvc001               nfs                     117m
[root@master-1 pv]# kubectl get pvc
NAME                     STATUS   VOLUME                    CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
nfs-pvc001               Bound    nfs-pv001                 1Gi        RWO            nfs            93m[root@master-1 pv]# ls /nfs/data/pv001/
index.html

继续删除pvc，pv将被释放，处于 Available 可用状态，并且nfs存储中的数据被删除。

[root@master-1 pv]# kubectl delete -f nfs-pvc001.yml
persistentvolumeclaim "nfs-pvc001" deleted
[root@master-1 pv]# ls /nfs/data/pv001/[root@master-1 pv]# kubectl get pv
NAME                      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM                                  STORAGECLASS   REASON   AGE
nfs-pv001                 1Gi        RWO            Recycle          Available                                          nfs                     128m

继续删除pv

[root@master-1 pv]# kubectl delete -f nfs-pv001.yml
persistentvolume "nfs-pv001" deleted

动态PV卷

External NFS驱动的工作原理
K8S的外部NFS驱动，可以按照其工作方式（是作为NFS server还是NFS client）分为两类：
1.nfs-client:
也就是我们接下来演示的这一类，它通过K8S的内置的NFS驱动挂载远端的NFS服务器到本地目录；然后将自身作为storage provider，关联storage class。当用户创建对应的PVC来申请PV时，该provider就将PVC的要求与自身的属性比较，一旦满足就在本地挂载好的NFS目录中创建PV所属的子目录，为Pod提供动态的存储服务。
2.nfs
与nfs-client不同，该驱动并不使用k8s的NFS驱动来挂载远端的NFS到本地再分配，而是直接将本地文件映射到容器内部，然后在容器内使用ganesha.nfsd来对外提供NFS服务；在每次创建PV的时候，直接在本地的NFS根目录中创建对应文件夹，并export出该子目录。
利用NFS动态提供Kubernetes后端存储卷
本文将介绍使用nfs-client-provisioner这个应用，利用NFS Server给Kubernetes作为持久存储的后端，并且动态提供PV。前提条件是有已经安装好的NFS服务器，并且NFS服务器与Kubernetes的Slave节点都能网络连通。将nfs-client驱动做一个deployment部署到K8S集群中，然后对外提供存储服务。
nfs-client-provisioner 是一个Kubernetes的简易NFS的外部provisioner，本身不提供NFS，需要现有的NFS服务器提供存储.

部署nfs-client-provisioner

(在master上操作，即192.168.5.11)
首先克隆仓库获取yaml文件

git clone https://github.com/kubernetes-incubator/external-storage.git
cp -R external-storage/nfs-client/deploy/ $HOME
cd deploy

创建权限rbac.yaml

# Set the subject of the RBAC objects to the current namespace where the provisioner is being deployed
$ NS=$(kubectl config get-contexts|grep -e "^\*" |awk '{print $5}')
$ NAMESPACE=${NS:-default}
$ sed -i'' "s/namespace:.*/namespace: $NAMESPACE/g" ./deploy/rbac.yaml ./deploy/deployment.yaml
$ kubectl create -f deploy/rbac.yaml

配置NFS-Client provisioner

配置deploy/class.yaml

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:name: managed-nfs-storage
provisioner: fuseim.pri/ifs # or choose another name, must match deployment's env PROVISIONER_NAME'
parameters:archiveOnDelete: "false" # When set to "false" your PVs will not be archived# by the provisioner upon deletion of the PVC.

修改deployment.yaml文件
这里修改的参数包括NFS服务器所在的IP地址（192.168.5.11），以及NFS服务器共享的路径（/nfs/data/pv002），两处都需要修改为你实际的NFS服务器和共享目录。

[root@master-1 deploy]# cat deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nfs-client-provisionerlabels:app: nfs-client-provisionernamespace: default
spec:replicas: 1strategy:type: Recreateselector:matchLabels:app: nfs-client-provisionertemplate:metadata:labels:app: nfs-client-provisionerspec:serviceAccountName: nfs-client-provisionercontainers:- name: nfs-client-provisionerimage: quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner:latestvolumeMounts:- name: nfs-client-rootmountPath: /persistentvolumesenv:- name: PROVISIONER_NAMEvalue: fuseim.pri/ifs- name: NFS_SERVERvalue: 192.168.5.11- name: NFS_PATHvalue: /nfs/datavolumes:- name: nfs-client-rootnfs:server: 192.168.5.11path: /nfs/data

测试环境

部署

kubectl create -f deploy/test-claim.yaml -f deploy/test-pod.yaml

检查NFS Server 文件是否成功，下面情况说明成功了。

[root@master-1 nfs-client]# cd /nfs/data/pv002
[root@master-1 pv002]# ls
archived-ingress-nginx-test-claim-pvc-efd702ba-102d-4d61-9a5f-6fc4805f12c0

查看pvc，pv状态

[root@master-1 pv002]# kubectl get pvc,pv
NAME                                           STATUS   VOLUME                                                              CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS          AGE
persistentvolumeclaim/test-claim               Bound    ingress-nginx-test-claim-pvc-efd702ba-102d-4d61-9a5f-6fc4805f12c0   1Mi        RWX            managed-nfs-storage   25mNAME                                                                                 CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                                  STORAGECLASS          REASON   AGE
persistentvolume/ingress-nginx-test-claim-pvc-efd702ba-102d-4d61-9a5f-6fc4805f12c0   1Mi        RWX            Delete           Bound    ingress-nginx/test-claim               managed-nfs-storage            19m

删除

kubectl delete -f deploy/test-pod.yaml -f deploy/test-claim.yaml

部署自己的PVC和pod

确保storage-class是正确的，在deploy/class.yaml中定义的。

apiVersion: v1
metadata:name: sc-claimannotations:volume.beta.kubernetes.io/storage-class: "managed-nfs-storage"
spec:accessModes:- ReadWriteManyresources:requests:storage: 1Mi

pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginx-sc-pod
spec:volumes:- name: task-pv-storagepersistentVolumeClaim:claimName: sc-claimcontainers:- name: task-pv-containerimage: nginxports:- containerPort: 80name: "http-server"volumeMounts:- mountPath: "/usr/share/nginx/html"name: task-pv-storage

问题: 创建pvc后状态一直是pending

pvc 报错

# kubectl describe pvc test-claim
Events:Type    Reason                Age                 From                         Message----    ------                ----                ----                         -------Normal  ExternalProvisioning  15s (x25 over 80s)  persistentvolume-controller  waiting for a volume to be created, either by external provisioner "fuseim.pri/ifs" or manually created by system administrator

nfs-client-provisioner报错

kubectl logs nfs-client-provisioner-5ff56b5cfc-fqnzv
E0205 02:12:39.764761       1 controller.go:756] Unexpected error getting claim reference to claim "ingress-nginx/test-claim": selfLink was empty, can't make reference

通过第二步的报错，查到1.20版本默认禁止使用selfLink。

Stop propagating SelfLink (deprecated in 1.16) in kube-apiserver (#94397, @wojtek-t) [SIG API Machinery and Testing]

解决办法:

/etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml 添加这段" - --feature-gates=RemoveSelfLink=false "

...- command:- kube-apiserver- --advertise-address=192.168.5.11- --allow-privileged=true- --feature-gates=RemoveSelfLink=false
...

保存退出，kubernetes会自动重建apiserver。