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[kubernetes] 持久化存储之静态PV/PVC

IT知识Kubernetes

少年乘勇气，百战过乌孙。这篇文章主要讲述[kubernetes] 持久化存储之静态PV/PVC相关的知识，希望能为你提供帮助。
【[kubernetes] 持久化存储之静态PV/PVC】      PV/PVC（PersistentVolume/PersistentVolumeClaim）是生产中最常用的存储方式，其实底层使用的还是各类存储如文件系统/块等。PV通过不同的存储API去对接不同类型的存储，而PVC并不关心这些内容，我个人理解有点类似于存储池和lun的关系，只不过pv和pvc是一一对应的。

        所谓的静态PV/PVC，指的是在使用之前需要手动创建PV/PVC，而动态的方式则是由StorageClass实现，我们只需要创建PVC，PV就会被自动创建。
      PV是独立于pod的生命周期的，目前PV可以支持以下存储：

  •   GCEPersistentDisk
  •   AWSElasticBlockStore
  •   AzureFile
  •   AzureDisk
  •   FC (Fibre Channel)
  •   Flexvolume
  •   Flocker
  •   NFS
  •   iSCSI
  •   RBD (Ceph Block Device)
  •   CephFS
  •   Cinder (OpenStack block storage)
  •   Glusterfs
  •   VsphereVolume
  •   Quobyte Volumes
  •   HostPath (Single node testing only – local storage is not supported in any way and WILL NOT WORK in a multi-node cluster)
  •   Portworx Volumes
  •   ScaleIO Volumes
  •   StorageOS
??01 创建PV??
        本节实验使用nfs来作为底层存储，nfs的配置略过。
        1）创建PV
cat pv-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume# PV
metadata:
name: pv1
labels:
name: pv1
spec:
nfs:# 存储类型
path: /data/nfs-volume/pv1# nfs路径
server: host200# nfs主机
accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]# 访问模式
capacity:# 存储大小
storage: 1Gi

        2）应用和查看PV -- PV是不区分namespace的
[root@host21 pv]# kubectl apply -f pv-demo.yaml
persistentvolume/pv1 created
[root@host21 pv]# kubectl get pv
NAMECAPACITYACCESS MODESRECLAIM POLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGE
pv11GiRWO,RWXRetainAvailable3s

        3）字段详解
              ACCESS MODES：访问模式，这个比较重要，PVC的权限不能设置比PV还大。 
  • (RWO) ReadWriteOnce 可被一个节点读写挂载
  • (ROX) ReadOnlyMany 可被多个节点只读挂载
  • (RWX) ReadWriteMany 可被多个节点读写挂载
        RECLAIM PLICY：回收策略，pv可以设置三种回收策略：保留（Retain），回收（Recycle）和删除（Delete）。默认是Retain
                          ?-  保留策略：允许人工处理保留的数据。?
?                                -  删除策略：将删除pv和外部关联的存储资源，需要插件支持。?
?                                -  回收策略：将执行清除操作，之后可以被新的pvc使用，需要插件支持。?
              STATUS：PV状态
  •   Available –  资源尚未被claim使用
  •   Bound –  卷已经被绑定到claim了
  •   Released – claim被删除，卷处于释放状态，但未被集群回收。
  •   Failed –  卷自动回收失败
              CLAIM：绑定的PVC
              STORAGECLASS：所属的SC
        4）删除PV
[root@host21 pv]# kubectl delete -f pv-demo.yaml
persistentvolume "pv1" deleted



??02 创建PVC
?        创建PVC来消费PV，这里可以指定PV，也可以不指定PV，如果不指定的话会动态选择一个满足条件的PV。?
?        1）资源配置清单?
cat pvc-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim# PVC
metadata:
name: pvc1
spec:
accessModes: ["ReadWriteMany"]# 访问模式
resources:
requests:
storage: 1Gi# 大小
selector:# 指定pv
matchLabels:
name: pv1

        2）应用和查看
[root@host21 pv]# kubectl apply -f pvc-demo.yaml
[root@host21 pv]# kubectl get pvc
NAMESTATUSVOLUMECAPACITYACCESS MODESSTORAGECLASSAGE
pvc1Boundpv11GiRWO,RWX3m5s
[root@host21 pv]# kubectl get pv
NAMECAPACITYACCESS MODESRECLAIM POLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGE
pv11GiRWO,RWXRetainBounddefault/pvc17m36s

?        3）字段详解?
?              STATUS：PVC状态?
?                                -  ?Pending? ：未绑定到PV?
?                - Bound：已绑定到PV?
?              VOLUME：绑定的PV名称?
?                其余参数和PV一致，这里不进行说明。?
?        4）删除pvc  -- 可以看到这时候pv就变为了Released状态?
[root@host21 pv]# kubectl delete -f pvc-demo.yaml
persistentvolumeclaim "pvc1" deleted
[root@host21 pv]# kubectl get pv
NAMECAPACITYACCESS MODESRECLAIM POLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGE
pv11GiRWO,RWXRetainReleaseddefault/pvc18m9s
[root@host21 pv]# kubectl get pvc
No resources found.



      5）PV和PVC操作状态变化图如下：

??03  PV/PVC简单应用??
        实验图：

        1）创建资源配置清单
[root@host21 pv]# cat nginx-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-web
spec:
volumes:# volume name
- name: nginx-html
persistentVolumeClaim:
claimName: nginx-html-pvc# pvc name
containers:
- name: nginx-pvc
image: harbor.od.com/public/nginx:v1.7.9
volumeMounts:
- name: nginx-html# volume name name
mountPath: /usr/share/nginx/html# target dir name
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: nginx-html-pvc
spec:
accessModes: ["ReadWriteMany"]
resources:
requests:
storage: 1Gi
selector:
matchLabels:
name: nginx-html-pv# pv name
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: nginx-html-pv
labels:
name: nginx-html-pv
spec:
nfs:
path: /data/nfs-volume/pv3
server: host200
accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
capacity:
storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-svc
labels:
app: nginx
spec:
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
selector:
name: nginx-web

        2）应用和测试
[root@host21 pv]# kubectl apply -f nginx-demo.yaml
pod/nginx-web created
persistentvolumeclaim/nginx-html-pvc created
persistentvolume/nginx-html-pv created
service/nginx-svc created
[root@host21 pv]# kubectl get all | grep nginx
pod/nginx-web1/1Running02m4s
service/nginx-svcClusterIP10.254.58.245< none> 80/TCP2m4s
# 测试
[root@host21 pv]# curl 10.254.58.245
pv3

        3）删除资源
[root@host21 pv]# kubectl delete -f nginx-demo.yaml
pod "nginx-web" deleted
persistentvolumeclaim "nginx-html-pvc" deleted
persistentvolume "nginx-html-pv" deleted
service "nginx-svc" deleted

??04 实践出真知??
      1）PVC的容量是否可以比PV大？  -- 不可以
# pv 为1Gi
[root@host21 pv]# kubectl get pv
NAMECAPACITYACCESS MODESRECLAIM POLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGE
pv11GiRWO,RWXRetainAvailable13m
# 创建pvc为1.2Gi
[root@host21 pv]# cat pvc-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc1
spec:
accessModes: ["ReadWriteMany"]
resources:
requests:
storage: 1.2Gi
# 应用
[root@host21 pv]# kubectl apply -f pvc-demo.yaml
persistentvolumeclaim/pvc1 created
[root@host21 pv]# kubectl get pvc
NAMESTATUSVOLUMECAPACITYACCESS MODESSTORAGECLASSAGE
pvc1Pending12s
# 可以看到pvc一直处于Pending状态
# kubect describe pvc pvc1


        可见没有符合条件的PV。


        2）PVC设置的权限可以比PV设置的大吗？  -- 不可以
# PV访问模式诶ROX
[root@host21 pv]# kubectl get pv
NAMECAPACITYACCESS MODESRECLAIM POLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGE
pv11GiROXRetainAvailable97s
# PVC访问模式为RWX
[root@host21 pv]# cat pvc-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc1
spec:
accessModes: ["ReadWriteMany"]
resources:
requests:
storage: 1Gi
selector:
matchLabels:
name: pv1
# pvc一直处于pending状态，没有符合的pv


        3）PV可以先于PVC删除吗？- 不可以，删除任务会一直卡在Terminating状态。

        删除了pvc后，卡在terminating会继续执行删除任务。

        4）被pod使用了的pvc可以先于pod删除吗？  -- 不可以，原因和3一样，删除是有顺序的，删除资源时需要从上往下删。
        5）删除了pvc后，pv处于Released，这时候该pv就不能被pvc关联了，也就意味着这个pv的数据无法再使用，怎么解决这个问题？-- 通过修改pv的yaml文件，将pv记录的pvc内容删除掉即可再次给新pv使用。
# 使用nginx-demo.yaml进行测试
[root@host21 pv]# kubectl get pv,pvc,pod,svc
NAMECAPACITYACCESS MODESRECLAIM POLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGE
persistentvolume/nginx-html-pv1GiRWO,RWXRetainBounddefault/nginx-html-pvc16s
NAMESTATUSVOLUMECAPACITYACCESS MODESSTORAGECLASSAGE
persistentvolumeclaim/nginx-html-pvcBoundnginx-html-pv1GiRWO,RWX16s
NAMEREADYSTATUSRESTARTSAGE
pod/nginx-web0/1ContainerCreating016s
NAMETYPECLUSTER-IPEXTERNAL-IPPORT(S)AGE

service/nginx-svcClusterIP10.254.233.79< none> 80/TCP16s
# 测试文件
[root@host21 pv]# curl 10.254.233.79
pv3
# 删除pod
[root@host21 pv]# kubectl delete pod/nginx-web
[root@host21 pv]# kubectl get pod
No resources found.

# 删除pvc，这时候pv处于Released状态
[root@host21 pv]# kubectl delete pvc nginx-html-pvc
persistentvolumeclaim "nginx-html-pvc" deleted
[root@host21 pv]# kubectl get pvc
No resources found.
[root@host21 pv]# kubectl get pv
NAMECAPACITYACCESS MODESRECLAIM POLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGE
nginx-html-pv1GiRWO,RWXRetainReleaseddefault/nginx-html-pvc2m17s

# 重新生成pvc，看看是否能绑定pv
[root@host21 pv]# kubectl apply -f nginx-demo.yaml
pod/nginx-web created
persistentvolumeclaim/nginx-html-pvc created
persistentvolume/nginx-html-pv unchanged
service/nginx-svc unchanged

# 查看pvc和pod状态- 可以看到pvc一直处于pending状态，导致pod也无法启动
[root@host21 pv]# kubectl get pvc
NAMESTATUSVOLUMECAPACITYACCESS MODESSTORAGECLASSAGE
nginx-html-pvcPending28s
[root@host21 pv]# kubectl get pod
NAMEREADYSTATUSRESTARTSAGE
nginx-web0/1Pending031s
[root@host21 pv]#

# 修改pv的配置文件,将红色框住的部分删除，并保存退出
[root@host21 pv]# kubectl edit pv nginx-html-pvc


# 可以看到pv处于Bound状态了，如果没有pvc绑定，就处于Available状态。
[root@host21 pv]# kubectl edit pv nginx-html-pv
persistentvolume/nginx-html-pv edited
[root@host21 pv]# kubectl get pv
NAMECAPACITYACCESS MODESRECLAIM POLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGE
nginx-html-pv1GiRWO,RWXRetainBounddefault/nginx-html-pvc8m27s
# 查看pvc和pod，并测试内容
[root@host21 pv]# kubectl get pvc,pod
NAMESTATUSVOLUMECAPACITYACCESS MODESSTORAGECLASSAGE
persistentvolumeclaim/nginx-html-pvcBoundnginx-html-pv1GiRWO,RWX4m13s

NAMEREADYSTATUSRESTARTSAGE
pod/nginx-web1/1Running04m13s
[root@host21 pv]# curl 10.254.233.79
pv3









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