PersistentVolume(PV存儲(chǔ)卷) 是集群中的一塊存儲(chǔ)空間,由集群管理員管理或者由Storage class(存儲(chǔ)類)自動(dòng)管理,PV和Pod,deployment，service 一樣，都是一個(gè)資源對(duì)象
既然有了PV概念,PVC(PersistentVolumeClaim) 也說(shuō)明下,PVC代表用戶使用存儲(chǔ)的請(qǐng)求，應(yīng)用申請(qǐng)PV持久化空間的一個(gè)申請(qǐng)、聲明。K8S集群可能會(huì)有多個(gè)PV,需要不停的為不同的應(yīng)用創(chuàng)建多個(gè)PV。
比如: Pod是消耗node節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源,而PVC 存儲(chǔ)券聲明是消耗PV的存儲(chǔ)資源。Pod可以請(qǐng)求的是特定數(shù)量的計(jì)算資源(CPU或內(nèi)存等),而PVC 請(qǐng)求的是特定大小或特定訪問(wèn)模式(只能被單節(jié)點(diǎn)讀寫(xiě)/可被多節(jié)點(diǎn)只讀/可與被多節(jié)點(diǎn)讀寫(xiě))的存儲(chǔ)資源。

PV和PVC 關(guān)系

PV(存儲(chǔ)卷)和PVC(存儲(chǔ)卷聲明)關(guān)系如下圖：

image.png

1. PV 是集群中的存儲(chǔ)資源,通常是由集群管理員創(chuàng)建和管理
2. StorageClass 用于對(duì)PV進(jìn)行分類,如果配置正常，Storage也可以根據(jù)PVC的請(qǐng)求動(dòng)態(tài)創(chuàng)建PV
3. PVC 是使用該資源的請(qǐng)求,通常由應(yīng)用程序提出請(qǐng)求,并指定對(duì)應(yīng)的StorageClass和需求空間大小
4. PVC 可以作為數(shù)據(jù)卷的一種，被掛載到Pod中使用

存儲(chǔ)卷(PVC)的管理過(guò)程

PV和PVC的管理過(guò)程如下：
1. 在主機(jī)上劃分一個(gè)單獨(dú)的目錄用于PV使用,并且定義其可用大小
2. 創(chuàng)建PVC資源對(duì)象,以便請(qǐng)求PV的存儲(chǔ)空間
3. Pod中添加數(shù)據(jù)卷,數(shù)據(jù)卷關(guān)聯(lián)PVC
4. PVC 中包含容器,容器掛載數(shù)據(jù)卷

PVC配置

底層存儲(chǔ)用NFS存儲(chǔ),然后NFS 目錄互粉1G的容量提供PV 調(diào)度.然后通過(guò)創(chuàng)建PVC來(lái)申請(qǐng)PV的存儲(chǔ)資源空間，最后創(chuàng)建Pod 測(cè)試,使用PVC聲明的存儲(chǔ)資源來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化。

1、搭建nfs存儲(chǔ)

# yum -y install nfs-utils
[root@master ~]# systemctl enable rpcbind
[root@master ~]# vim /etc/exports
/nfsdata *(rw,sync,no_root_squash)
[root@master ~]# systemctl start nfs-server
[root@master ~]# systemctl enable nfs-server
[root@master ~]# showmount -e
Export list for master:
/nfsdata *

2、創(chuàng)建PV資源對(duì)象

# vim test-pv.yaml    #編輯PV的yaml文件

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: test-pv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi          #該P(yáng)V可分配的容量為1G
  accessModes:
    - ReadWriteOnce              #訪問(wèn)模式為只能以讀寫(xiě)的方式掛載到單個(gè)節(jié)點(diǎn)
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle   #回收策略為Recycle
  storageClassName: nfs            #定義存儲(chǔ)類名字
  nfs:                                #這里和上面定義的存儲(chǔ)類名字需要一致
    path: /nfsdata/test-pv       #指定nfs的目錄
    server: 192.168.20.6           #nfs服務(wù)器的IP
#關(guān)于上述的具體解釋
#capacity：指定PV的大小
#AccessModes：指定訪問(wèn)模式
    #ReadWriteOnce：只能以讀寫(xiě)的方式掛載到單個(gè)節(jié)點(diǎn)（單個(gè)節(jié)點(diǎn)意味著只能被單個(gè)PVC聲明使用）
    #ReadOnlyMany：能以只讀的方式掛載到多個(gè)節(jié)點(diǎn)
    #ReadWriteMany：能以讀寫(xiě)的方式掛載到多個(gè)節(jié)點(diǎn)
#persistentVolumeReclaimPolicy：PV的回收策略
    #Recycle：清除PV中的數(shù)據(jù)，然后自動(dòng)回收。
    #Retain:需要手動(dòng)回收。
    #Delete：刪除云存儲(chǔ)資源。（云存儲(chǔ)專用）
    #PS：注意這里的回收策略是指，在PV被刪除后，在這個(gè)PV下所存儲(chǔ)的源文件是否刪除。
#storageClassName：PV和PVC關(guān)聯(lián)的依據(jù)。
[root@master ~]# kubectl apply -f test-pv.yaml     #執(zhí)行yaml文件
[root@master ~]# kubectl get pv test-pv    #既然PV是一個(gè)資源對(duì)象，那么自然可以通過(guò)此方式查看其狀態(tài)
NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
test-pv   1Gi        RWO            Recycle          Available           nfs                     38s
#查看PV的狀態(tài)必須為Available才可以正常使用

3、創(chuàng)建PVC資源對(duì)象

#cat test-pvc.yaml         #編寫(xiě)yaml文件

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: test-pvc
spec:
  accessModes:          #定義訪問(wèn)模式，必須和PV定義的訪問(wèn)模式一致
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi          #直接請(qǐng)求使用最大的容量
  storageClassName: nfs      #這里的名字必須和PV定義的名字一致
[root@master ~]# kubectl apply -f test-pvc.yaml     #執(zhí)行yaml文件

#再次查看PV及PVC的狀態(tài)（狀態(tài)為bound，表示該P(yáng)V正在被使用）
[root@master ~]# kubectl get pvc      #查看PVC的狀態(tài)
NAME       STATUS   VOLUME    CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
test-pvc   Bound    test-pv   1Gi        RWO            nfs            2m10s
[root@master ~]# kubectl get pv      #查看PV的狀態(tài)
NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM              STORAGECLASS   REASON   AGE
test-pv   1Gi        RWO            Recycle          Bound    default/test-pvc   nfs                     8m24s

4、 創(chuàng)建一個(gè)Pod

 test-pod.yaml       #編寫(xiě)pod的yaml文件
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-pod
spec:
  containers:
  - name: test-pod
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - sleep 30000
    volumeMounts:
    - mountPath: /testdata
      name: volumedata     #這里自定義個(gè)名稱
  volumes:
    - name: volumedata      #這里的是上面定義的名稱解釋，這兩個(gè)名稱必須一致
      persistentVolumeClaim:
        claimName: test-pvc
[root@master ~]# kubectl apply -f test-pod.yaml        #執(zhí)行yaml文件
[root@master ~]# kubectl get pod     #查看pod的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)其一直處于ContainerCreating狀態(tài)
#怎么回事呢？
NAME       READY   STATUS              RESTARTS   AGE
test-pod   0/1     ContainerCreating   0          23s
#當(dāng)遇到pod狀態(tài)不正常時(shí)，一般我們可以采用三種方式來(lái)排錯(cuò)
#第一就是使用kubectl  describe命令來(lái)查看pod的詳細(xì)信息
#第二就是使用kubectl logs命令來(lái)查看pod的日志
#第三就是查看宿主機(jī)本機(jī)的message日志
#這里我采用第一種方法排錯(cuò)
[root@master ~]# kubectl describe pod test-pod
#輸出的最后一條信息如下：
mount.nfs: mounting 192.168.20.6:/nfsdata/test-pv failed, reason given by server: No such file or directory
#原來(lái)是我們?cè)趻燧dnfs存儲(chǔ)目錄時(shí)，指定的目錄并不存在
#那就在nfs服務(wù)器上（這里是本機(jī)）進(jìn)行創(chuàng)建相關(guān)目錄咯
[root@master ~]# mkdir -p /nfsdata/test-pv      #創(chuàng)建對(duì)應(yīng)目錄
[root@master ~]# kubectl get pod test-pod   #然后再次查看pod的狀態(tài)
#如果pod的狀態(tài)還是正在創(chuàng)建，那么就是因?yàn)檫\(yùn)行該pod的節(jié)點(diǎn)上的kubelet組件還沒(méi)有反應(yīng)過(guò)來(lái)
#如果要追求pod的啟動(dòng)速度，可以手動(dòng)將pod所在節(jié)點(diǎn)的kubelet組件進(jìn)行重啟即可。
[root@master ~]# kubectl get pod test-pod    #稍等片刻，再次查看，發(fā)現(xiàn)其pod已經(jīng)running了
NAME       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
test-pod   1/1     Running   0          8m

5、測(cè)試其數(shù)據(jù)持久化的效果

# kubectl exec -it test-pod /bin/sh   #進(jìn)入pod
/ # echo "test pv pvc" > /testdata/test.txt       #向數(shù)據(jù)持久化的目錄寫(xiě)入測(cè)試信息
#回到nfs服務(wù)器，查看共享的目錄下是否有容器中寫(xiě)入的信息
[root@master ~]# cat /nfsdata/test-pv/test.txt   #確定是有的
test pv pvc
#現(xiàn)在查看到pod容器的所在節(jié)點(diǎn)，然后到對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)將其刪除
[root@master ~]# kubectl get pod -o wide       #我這里是運(yùn)行在node02節(jié)點(diǎn)
NAME       READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
test-pod   1/1     Running   0          11m   10.244.2.2   node02   <none>           <none>
#在node02節(jié)點(diǎn)查看到其pod容器的ID號(hào)，然后將其刪除
[root@node02 ~]# docker ps      #獲取容器的ID號(hào)
[root@node02 ~]# docker rm -f dd445dce9530   #刪除剛剛創(chuàng)建的容器
#回到nfs服務(wù)器，發(fā)現(xiàn)其本地目錄下的數(shù)據(jù)還是在的
[root@master ~]# cat /nfsdata/test-pv/test.txt 
test pv pvc
#那么現(xiàn)在測(cè)試，將這個(gè)pod刪除，nfs本地的數(shù)據(jù)是否還在？
[root@master ~]# kubectl delete -f test-pod.yaml 
[root@master ~]# cat /nfsdata/test-pv/test.txt      #哦吼，數(shù)據(jù)還在
test pv pvc
#那現(xiàn)在要是將PVC刪除呢？
[root@master ~]# kubectl delete -f test-pvc.yaml 
[root@master ~]# cat /nfsdata/test-pv/test.txt       #哦吼，數(shù)據(jù)不在了。
cat: /nfsdata/test-pv/test.txt: 沒(méi)有那個(gè)文件或目錄

總結(jié)

由于我們?cè)趧?chuàng)建pv這個(gè)資源對(duì)象時(shí)，采用的回收策略是清除PV中的數(shù)據(jù)，然后自動(dòng)回收，而PV這個(gè)資源對(duì)象是由PVC來(lái)申請(qǐng)使用的，所以不管是容器也好，pod也好，它們的銷毀并不會(huì)影響用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化的nfs本地目錄下的數(shù)據(jù)，但是，一旦這個(gè)PVC被刪除，那么本地的數(shù)據(jù)就會(huì)隨著PVC的銷毀而不復(fù)存在，也就是說(shuō)，采用PV這種數(shù)據(jù)卷來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化，它這個(gè)數(shù)據(jù)持久化的生命周期是和PVC的生命周期是一致的。