Kubernetes---存储--Persistent Volume【PV】

⒈概念

　　1.PersistentVolume（PV）

　　PersistentVolume (PV)是由管理员设置的存储，它是群集的一部分。就像节点是集群中的资源一样，PV也是集群中的资源。PV是Volume之类的卷插件，但具有独立于使用PV的Pod的生命周期。此API对象包含存储实现的细节，即NFS、iSCSl或特定于云供应商的存储系统。

 

　　2.PersistentVolumeClaim (PVC)

　　PersistentVolumeClaim (PVC)是用户存储的请求。它与Pod相似。Pod 消耗节点资源，PVC消耗PV资源。Pod可以请求特定级别的资源（CPU和内存）。声明可以请求特定的大小和访问模式（例如，可以以读/写一次或只读多次模式挂载）

 

　　3.动态pv

　　集群管理员创建一些PV。它们带有可供群集用户使用的实际存储的细节。它们存在于KubernetesAPl中，可用于消费。

　　

　　4.动态pv

　　当管理员创建的静态PV都不匹配用户的PersistentVolumeClaim 时，集群可能会尝试动态地为PVC创建卷。此配置基于StorageClasses：PVC必须请求[存储类]，并且管理员必须创建并配置该类才能进行动态创建。声明该类为“”可以有效地禁用其动态配置

　　要启用基于存储级别的动态存储配置，集群管理员需要启用API server上的DefaultStorageClass[准入控制器]。例如，通过确保 DefaultStorageClass位于API server 组件的--admission-control标志，使用逗号分隔的有序值列表中，可以完成此操作。

 

　　5.绑定

　　master中的控制环路监视新的PVC，寻找匹配的PV（如果可能），并将它们绑定在一起。如果为新的PVC动态调配PV，则该环路将始终将该PV绑定到PVC。否则，用户总会得到他们所请求的存储，但是容量可能超出要求的数量。一旦PV和PVC绑定后，PersistentVolumeClaim 绑定是排他性的，不管它们是如何绑定的。PVC跟PV绑定是一对一的映射。

 

⒉持久化卷声明的保护

     PVC保护的目的是确保由pod正在使用的PVC不会从系统中移除，因为如果被移除的话可能会导致数据丢失 当启用PVC保护 alpha功能时，如果用户删除了一个pod 正在使用的PVC，则该PVC不会被立即删除。PVC的 删除将被推迟，直到PVC不再被任何 pod使用

 

⒊持久化卷类型

 

PersistentVolume类型以插件形式实现。Kubernetes目前支持以下插件类型：

　　·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 VMware Photon Portworx Volumes Scalelo Volumes StorageOS

 

　　PV（持久卷）演示代码

apiVersion: v1 
kind: PersistentVolume 
metadata:
  name：pve003 
spec:
  capacity:
    storage: 5Gi 
  volumeMode: Filesystem 
  accessModes:
    - ReadNriteOnce 
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 
  storageClassName: slow 
  mountOptions:
    - hard 
    - nfsvers=4.1 
  nfs:
    path: /tmp 
    server: 172.17.0.2

 ⒋pv的访问模式　

　　PersistentVolume可以以资源提供者支持的任何方式挂载到主机上。如下表所示，供应商具有不同的功能，每个PV的访问模式都将被设置为该卷支持的特定模式。例如，NFS可以支持多个读/写客户端，但特定的NFSPV可能以只读方式导出到服务器上。每个PV都有一套自己的用来描述特定功能的访问模式

　　·ReadWriteOnce——该卷可以被单个节点以读/写模式挂载

　　·ReadOnlyMany——该卷可以被多个节点以只读模式挂载

　　·ReadWriteMany——该卷可以被多个节点以读/写模式挂载

　　在命令行中，访问模式缩写为：
　　·RWO-ReadWriteOnce

　　·ROX-ReadOnlyMany

　　·RWX-ReadWriteMany

　　<!-- 一个卷一次只能使用一种访问模式挂载，即使它支持很多访问模式。例如，GCEPersistentDisk可以由单个节点作为ReadWriteOnce模式挂载，或由多个节点以ReadOnlyMany模式挂载，但不能同时挂载 -->

⒌回收策略

　　·Retain（保留）——手动回收

　　·Recycle（回收）——基本擦除（rm-rf /thevolume/*)

　　·Delete（删除）——关联的存储资产（例如AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 和OpenStack Cinder卷）将被删除

　　当前，只有NFS和HostPath 支持回收策略，Recycle已被废弃。AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 和Cinder 卷支持删除策略

⒍pv状态

　　卷可以处于以下的某种状态：

　　·Available（可用）———块空闲资源还没有被任何声明绑定

　　·Bound（已绑定）——卷已经被声明绑定

　　·Released（已释放）——声明被删除，但是资源还未被集群重新声明

　　·Failed（失败）——该卷的自动回收失败

　　命令行会显示绑定到PV的PVC的名称

 ⒎实验-持久化演示说明-NFS 

　　1.安装NFS服务器

yum install -y nfs-common nfs-utils rpcbind 
mkdir /nfsdata 
chmod 777 /nfsdata 
chown nfsnobody /nfsdata 
cat /etc/exports /nfsdata *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
systemctl start rpcbind 
systemctl start nfs

　　2.在其他节点上安装客户端

yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /test
showmount -e 192.168.66.100
mount -t nfs 192.168.66.100:/nfsdata /test/
cd /test/
ls
umount /test/

　　3.部署PV

apiVersion: v1 
kind: PersistentVolume 
metadata:
  name: nfspv1 
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi 
  accessModes:
    - ReadWriteOnce 
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: nfs
  nfs:
   path: /nfsdata
   server: 192.168.66.100

　　4.创建服务并使用PVC

apiVersion: v1 
kind: Service 
metadata:
  name: nginx 
  labels:
    app: nginx 
spec:
  ports:
  - port: 80 
    name: web 
  clusterIP: None 
  selector:
    app: nginx
---
apiVersion: apps/v1 
kind: StatefulSet 
metadata:
  name: web 
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx 
  serviceName: "nginx"
  replicas: 3 
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx 
    spec:
      containers:
      - name: nginx 
        image: k8s.gcr.io/nginx-slim:0.8 
        ports:
        - containerPort: 80 
          name: web 
        volumeMounts:
        - name: www 
          mountPath: /usr/share/nginx/html 
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: www 
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ] 
      storageClassName: "nfs"
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

⒏关于 Statefulset

　　匹配 Pod name(网络标识)的模式为:$(statefulset名称)-$(序号)，比如上面的示例:web-0, web-1,web-2

　　StatefulSet 为每个Pod副本创建了一个DNS 域名，这个域名的格式为:S(podname).(headless servername)，也就意味着服务间是通过Pod域名来通信而非 PodIP，因为当Pod所在Node发生故障时，Pod会被飘移到其它 Node上,PodIP会发生变化，但是 Pod域名不会有变化

　　StatefulSet使用Headless服务来控制Pod 的域名，这个域名的FQDN为:S(servicename).$(namespace).svc.cluster.local,其中，“cluster.local”指的是集群的域名

　　根据volumeClaimTemplates，为每个Pod 创建一个pvo,pvc的命名规则匹配模式:

(volumeClaim Templates.name)-(pod_name)，比如上面的 volumeMounts.name=www,Podname-web-[0-2]，因此创建出来的PVC是 www-web-0、www-web-1、 www-web-2

　　删除 Pod 不会删除其pvc，手动删除 pvc将自动释放pv

　　Statefulset的启停顺序:

　　　　有序部署:部罢Statefulset时，如果有多个Pod副本，它们会被顺序地创建（从0到N-1)并且，在下一个Pod运行之前所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态。

　　　　有序删除:当Pod被删除时，它们被终止的顺序是从N-1到0。

　　　　有序扩展:当对Pod执行扩展操作时，与部署一样，它前面的Pod必须都处于Running和Ready状态。

　　Statefulset使用场景:
　　　　稳定的持久化存储，即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据，基于PVC 来实现。
　　　　稳定的网络标识符，即Pod 重新调度后其iPodName 和 HostName不变。
　　　　有序部署，有序扩展，基于init containers 来实现。
　　　　有序收缩。