概念

Volumes

容器中的磁盘文件是短暂的，容器崩溃后，再次重启，数据就丢失了。k8s通过volumes进行数据持久化和共享数据。volumes的本质就是一个目录。volume有很多类型，有些已经弃用了，这里提几个还在用的。

ConfigMap && Secret

之前介绍过，可以查看下面的文章：
k8s学习-ConfigMap（创建、使用、更新、删除等）
k8s学习-Secret（创建、使用、更新、删除等）

hostPath

hostPath卷能将主机节点文件系统上的文件或目录挂载到你的 Pod 中。
hostPath卷存在许多安全风险，最佳做法是尽可能避免使用hostPath。当必须使用hostPath 卷时，它的范围应仅限于所需的文件或目录，并以只读方式挂载。

如果通过 AdmissionPolicy 限制hostPath 对特定目录的访问，则必须要求 volumeMounts 使用 readOnly 挂载以使策略生效。
注意：使用hostPath时，别忘了指定Pod部署的节点。

模版

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: test-pd
spec:containers:- image: test-webservername: test-containervolumeMounts:- mountPath: /test-pdname: test-volumevolumes:- name: test-volumehostPath:# 宿主上目录位置path: /data# 此字段为可选type: Directory

支持的 type 值如下：

取值	行为
	空字符串（默认）用于向后兼容，这意味着在安装 hostPath 卷之前不会执行任何检查。
`DirectoryOrCreate`	如果在给定路径上什么都不存在，那么将根据需要创建空目录，权限设置为 0755，具有与 kubelet 相同的组和属主信息。
`Directory`	在给定路径上必须存在的目录。
`FileOrCreate`	如果在给定路径上什么都不存在，那么将在那里根据需要创建空文件，权限设置为 0644，具有与 kubelet 相同的组和所有权。
`File`	在给定路径上必须存在的文件。
`Socket`	在给定路径上必须存在的 UNIX 套接字。
`CharDevice`	在给定路径上必须存在的字符设备。
`BlockDevice`	在给定路径上必须存在的块设备。

emptyDir

当 Pod 分派到某个 Node 上时，emptyDir 卷会被创建，并且在 Pod 在该节点上运行期间，卷一直存在。就像其名称表示的那样，卷最初是空的。尽管 Pod 中的容器挂载 emptyDir 卷的路径可能相同也可能不同，这些容器都可以读写 emptyDir 卷中相同的文件。当 Pod 因为某些原因被从节点上删除时，emptyDir 卷中的数据也会被永久删除。

说明：容器崩溃并不会导致 Pod 被从节点上移除，因此容器崩溃期间 emptyDir 卷中的数据是安全的。

emptyDir 的一些用途：

缓存空间，例如基于磁盘的归并排序。
为耗时较长的计算任务提供检查点，以便任务能方便地从崩溃前状态恢复执行。
在Web服务器容器服务数据时，保存内容管理器容器获取的文件。

模版

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: test-pd
spec:containers:- image: test-webservername: test-containervolumeMounts:- mountPath: /cachename: cache-volume- image: test-webservername: test-container2volumeMounts:- mountPath: /cachename: cache-volumevolumes:- name: cache-volumeemptyDir: {}

PV

PV就是持久卷（Persistent Volume），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。与Volume不同的是，它们有独立的生命周期，是一种k8s资源，在kubectl中可以缩写为pv。

模版

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv0003
spec:capacity:storage: 5GivolumeMode: FilesystemaccessModes:- ReadWriteOncepersistentVolumeReclaimPolicy: RecyclestorageClassName: slowmountOptions:- hard- nfsvers=4.1nfs:path: /tmpserver: 172.17.0.2

persistentVolumeReclaimPolicy有以下三种：

Retain – 手动回收
Delete – 诸如 AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 或 OpenStack Cinder 卷这类关联存储资产也被删除
Recycle – 基本擦除 (rm -rf /thevolume/*)，已被废弃，使用动态制备替代。

capacity: PV的容量

VolumeMode（卷模式）有两种：

Filesystem：被 Pod 挂载到某个目录
Block：这类卷以块设备的方式交给 Pod 使用，其上没有任何文件系统。

accessModes（访问模式）有以下几种：

ReadWriteOnce：单节点读写模式挂载
ReadWriteMany：多节点读写模式挂载
ReadOnlyMany：多节点只读模式挂载

说明：Kubernetes 使用卷访问模式来匹配 PersistentVolumeClaim 和 PersistentVolume。在某些场合下，卷访问模式也会限制 PersistentVolume 可以挂载的位置。

storageClassName：PVC和PV的保持一致

每个卷会处于以下阶段（Phase）之一：

Available（可用）-- 卷是一个空闲资源，尚未绑定到任何申领；
Bound（已绑定）-- 该卷已经绑定到某申领；
Released（已释放）-- 所绑定的申领已被删除，但是资源尚未被集群回收；
Failed（失败）-- 卷的自动回收操作失败。

PVC

PVC就是持久卷申领（PersistentVolumeClaim，PVC）表达的是用户对存储的请求。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。如果用户删除被某 Pod 使用的 PVC 对象，该 PVC 申领不会被立即移除。 PVC 对象的移除会被推迟，直至其不再被任何 Pod 使用。

模版

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: myclaim
spec:accessModes:- ReadWriteOncevolumeMode: Filesystemresources:requests:storage: 8GistorageClassName: slowselector:matchLabels:release: "stable"matchExpressions:- {key: environment, operator: In, values: [dev]}

selector说明：

matchLabels - 卷必须包含带有此值的标签
matchExpressions - 通过设定键（key）、值列表和操作符（operator）来构造的需求。合法的操作符有 In、NotIn、Exists 和 DoesNotExist。

实战

volumes - hostPath

宿主机的时区、时间和Pod中容器的不一致

修改一下上面的模版，nginx-hostpath.yaml如下

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginx-hostpath
spec:nodeName: xxx-105-centoscontainers:- image: nginx:1.14.2name: nginxvolumeMounts:- mountPath: /etc/timezonename: test-volumevolumes:- name: test-volumehostPath:path: /etc/timezonetype: File

根据个人情况，替换node名，镜像等

命令

kubectl create -f nginx-hostpath.yaml

结果

可以看到，文件挂载成功了。

volumes - emptyDir

busybox-emptydir.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: busybox-emptydir
spec:containers:- image: busybox:latestname: busybox1imagePullPolicy: IfNotPresentcommand: ['sh','-c','sleep 3600']volumeMounts:- mountPath: /homename: cache-volume- image: busybox:latestname: busybox2imagePullPolicy: IfNotPresentcommand: ['sh','-c','sleep 3600']volumeMounts:- mountPath: /homename: cache-volumevolumes:- name: cache-volumeemptyDir: {}

命令

kubectl create -f busybox-emptydir.yaml

kubectl exec -it busybox-emptydir -c busybox1 -- touch /home/lady_killer
kubectl exec -it busybox-emptydir -c busybox2 -- ls /home

结果

PV & PVC - hostPath

任务：

创建一个pv，名字为app-config，大小为2Gi，访问权限为ReadWriteMany，storageClassName为manual。Volume的类型为hostPath，路径为/srv/app-config
创建一个名字为app-config-pvc的pvc，绑定上面的pv，大小为10Mi
创建一个Pod，名字为web-server，镜像为nginx:1.14.2，并且挂载该PVC至/usr/share/nginx/html，挂载的权限为ReadWriteMany。

app-config.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: app-configlabels:type: local
spec:storageClassName: manualcapacity:storage: 2GiaccessModes:- ReadWriteManyhostPath:path: "/srv/app-config"

app-config-pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: app-config
spec:storageClassName: manualaccessModes:- ReadWriteManyresources:requests:storage: 10Mi

web-server-pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: web-server
spec:volumes:- name: app-configpersistentVolumeClaim:claimName: app-configcontainers:- name: nginximage: nginx:1.14.2volumeMounts:- mountPath: "/usr/share/nginx/html"name: app-config

命令

kubectl create -f app-config.yaml
kubectl create -f app-config-pvc.yaml
kubectl create -f web-server-pvc.yaml

结果

可以看到PV在创建PVC后，状态由Available转为Bound，说明PVC绑定成功。

注意项

绑定不上pv的可能情况：

PVC的空间申领大小大于PV的大小
PVC的StorageClassName与PV的不一致
PVC的accessModes和PV的不一致

挂在PVC的Pod处于Pending状态：

PVC创建失败
PVC和Pod不在同一个namespace

删除PVC时建议先将使用PVC的Pod等删除

参考

k8s-volumes
k8s-Persistent Volumes
k8s-storage-classes
配置 Pod 以使用 PersistentVolume 作为存储
更多k8s相关内容，请看文章：k8s学习-思维导图与学习笔记

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