容器编排系统K8s之PV、PVC、SC资源

作者：Linux-1874

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volume的基础使用，需要我们用户手动来向不同类型存储接口传递不同的参数，从而实现把外部存储映射到k8s上的一个volume对象，使得pod才能正常的挂载对应的存储卷，对应pod里的容器才能正常使用；这种使用方式的前提是用户必须了解对应的存储系统，了解对应类型的存储接口，以及相关参数；这使得用户在k8s上使用存储卷变得有些复杂；为了简化这一过程，在k8s上使用pv和pvc资源来把对应底层存储接口给隐藏了，用户使用存储卷不再关心底层存储系统接口；不管底层是哪种类型的存储，用户只需面对一个pvc接口即可；

PV、PVC和K8s集群以及pod的关系

提示：用户在创建pod时使用存储卷只需要关心对应名称空间的pvc对象；而对应pv是需要集群管理管理员定义；后端存储是专门的存储管理员负责管理；pv是k8s上的一种标准资源，全称叫做PersistentVolume翻译成中文就是持久存储卷；它主要作用是把后端存储中的某个逻辑单元，映射为k8s上的pv资源；pv是集群级别的资源；任意名称空间都可以直接关联某一个pv；关联pv的过程我们叫做绑定pv；而对应名称空间关联某一pv需要使用pvc资源来定义；pvc全称PersistentVolumeClaim的缩写，意思就是持久存储卷申请；在一个名称空间下创建一个pvc就是把对应名称空间同集群上的某一pv做绑定；一旦一个名称空间绑定了一个pv后，对应的pv就会从available状态转变成bond状态，其他名称空间将不能再使用，只有对应pv是available状态才能正常的被其他名称空间关联绑定；简单讲pvc和pv的关系是一一对应的，一个pv只能对应一个pvc；至于同一名称空间下的多个pod是否能够同时使用一个PVC取决pv是否允许多路读写，对应pv是否支持多路读写取决后端存储系统；不同类型的存储系统，对应访问模式也有所不同。访问模式有三种，单路读写(ReadWriteOnce简称RWO)，多路读写(ReadWriteMany简称RWX)，多路只读(ReadOnlyMany简称ROX)；

示例：pv资源创建

[root@master01~]

提示：pv是k8s的标准资源，其群组版本为v1,类型为PersistentVolume；字段用来描述pv的存储容量；volumeMode用来描述对应存储系统提供的存储卷类型接口，一般存储卷类型接口有两种，分别是文件系统接口和块设备接口；accessModes用来描述pv的访问模式；presistentVolumeReclaimPolicy字段用来描述存储卷回收策略，持久卷回收策略有3中，一种是Delete，表示当pvc删除以后，对应pv也随之删除；第二种是Recycle,表示当pvc删除以后，对应pv的数据也随之被删除；第三种是Retain表示当pvc被删除以后，pv原封动，即pv也在，对应数据也在；mountOptions字段用来指定挂载选项；nfs表示后端存储为nfs，对于不同类型的存储，对应的要传递的参数各不相同，对于nfs这种类型的存储，我们只需要指定其nfs服务器地址以及对应共享出来的文件路径；以上配置就表示把nfs上的/data/v1目录映射到k8s上的pv，对应pv的名称为nfs-pv-v1；这里需要注意一点，在创建pv时，对应后端存储应该提前准备好；

应用配置清单

[root@master01~]kubectlgetpvNAMECAPACITYACCESSMODESRECLAIMPOLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGEnfs-pv-v11GiRWO,ROX,RWXRetainAvailable4s[root@master01~]

提示：在pv的详细信息中能够看到，当前pv的状态为available，pv对应后端的存储是nfs，对应存储的ip地址为192.168.0.99，当前pv对应后端存储的逻辑单元就是/data/v1；

示例：创建pvc

[root@master01~]

提示：pvc也是k8s上的标准资源，对应的群组版本为v1,类型为PersistentVolumeClaim；其中字段是用来指定其pvc的访问模式，一般这个模式是被pv的accessModes包含，也就说pvc的访问模式必须是pv的子集，即等于小于pv的访问模式；resources用来描述对应pvc的存储空间限制，requests用来描述对应pvc最小容量限制，limits用来描述最大容量限制；selector用来定义标签选择器，主要作用过滤符合对应标签的pv；如果不定义标签选择器，它会在所有available状态的pv中，通过其容量大小限制以及访问模式去匹配一个最佳的pv进行关联；

应用配置清单

[root@master01~]kubectlgetpvcNAMESTATUSVOLUMECAPACITYACCESSMODESSTORAGECLASSAGEpvc-nfs-pv-v1Boundnfs-pv-v11GiRWO,ROX,RWX8s[root@master01~]kubectlgetpvNAMECAPACITYACCESSMODESRECLAIMPOLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGEnfs-pv-v11GiRWO,ROX,RWXRetainBounddefault/pvc-nfs-pv-v119m[root@master01~]:v1kind:Podmetadata:name:redis-demolabels:app:redisspec:containers:-name:redisimage:redis:alpinevolumeMounts:-mountPath:/dataname:redis-datavolumes:-name:redis-datapersistentVolumeClaim:claimName:pvc-nfs-pv-v1[root@master01~]/redis-democreated[root@master01~]kubectlgetpodNAMEREADYSTATUSRESTARTSAGEredis-demo1/1Running027s[root@master01~]

提示：可以看到对应pod已经正常运行起来；从详细信息中可以看到对应pod使用的volumes类型为PersistentVolumeClaim，对应名称为pvc-nfs-pv-v1；对应容器以读写方式挂载了对应存储卷；

测试：在redis-demo上产生数据，看看是否能够正常保存到nfs服务器上？

[root@master01~]kubectlexec-itredis-demo--/bin/sh//datall/data/v1total4-rw-r--r--1polkitdqiuhom122Dec2522:02[root@docker_registry~]"redis-demo"deleted[root@master01~]'192.168.0.99(192.168.0.99)'can':hQoossQnTJMXB0+:ef:61:b6:ee:76:46:9d:0e:38:b6:b5:dd:11:66:23:26.Areyousureyouwanttocontinueconnecting(yes/no)?yesWarning:Permanentlyadded'192.168.0.99'(ECDSA)@192.168.0.99'spassword:Lastlogin:FriDec2520:13:052020[root@docker_registry~][root@master01~]:v1kind:Podmetadata:name:redis-demolabels:app:redisspec:nodeName::-name:redisimage:redis:alpinevolumeMounts:-mountPath:/dataname:redis-datavolumes:-name:redis-datapersistentVolumeClaim:claimName:pvc-nfs-pv-v1[root@master01~]kubectlgetpod-owideNAMEREADYSTATUSRESTARTSAGEIPNODENOMINATEDNODEREADINESSGATESredis-demo0/1[root@master01~]

提示：可以看到新建的pod被调度到node01上了；

进入对应pod，看看是否应用了其快照文件中的数据？对应key是否能够被应用到内存？

[root@master01~]kubectlexec-itredis-demo--/bin/sh//data

提示：可以看到新建的pod能够正常读取到nfs上的快照文件并应用到内存中；

删除pvc，看看对应pv是否被删除？

提示：可以看到在没有删除pod的情况下，对应删除操作被阻塞了；

查看pvc状态

[root@master01~]kubectlgetpvcNAMESTATUSVOLUMECAPACITYACCESSMODESSTORAGECLASSAGEpvc-nfs-pv-v1Terminatingnfs-pv-v11GiRWO,ROX,RWX34m[root@master01~]kubectlgetpvcNAMESTATUSVOLUMECAPACITYACCESSMODESSTORAGECLASSAGEpvc-nfs-pv-v1Terminatingnfs-pv-v11GiRWO,ROX,RWX34m[root@master01~]

提示：可以看到现在pvc的状态变成了terminating，但对应pvc还在并没有被删除；对应pv还处于绑定状态；

删除pod，看看对应pvc是否会被删除呢？

[root@master01~]kubectldeletepodredis-demopod"redis-demo"deleted[root@master01~]kubectlgetpvNAMECAPACITYACCESSMODESRECLAIMPOLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGEnfs-pv-v11GiRWO,ROX,RWXRetainReleaseddefault/pvc-nfs-pv-v154m[root@master01~]kubectlgetpvNAMECAPACITYACCESSMODESRECLAIMPOLICYSTATUSCLAIMSTORAGECLASSREASONAGEnfs-pv-v11GiRWO,ROX,RWXRetainReleaseddefault/pvc-nfs-pv-v157m[root@master01~]kubectlgetpvNoresourcesfound[root@master01~]ll/data/v1total4-rw-r--r--1polkitdqiuhom122Dec2522:24[root@docker_registry~]

提示：可以看到删除了pv，对应快照文件并没有清除；

以上就是pv和pvc资源的用法，下面我们再来说一下sc资源

SC是StorageClass的缩写，表示存储类；这种资源主要用来对pv资源的自动供给提供接口；所谓自动供给是指用户无需手动创建pv，在使用pvc时自动创建pv并关联到对应pvc上；使用sc资源的前提是对应后端存储必须支持rustfull类型接口的管理接口，并且pvc必须指定对应存储类名称来引用SC；简单讲SC资源就是用来为后端存储提供自动创建pv的接口；如下图

提示：使用sc动态创建pv，对应pvc必须也是属于对应的sc；上图主要描述了用户在创建pvc时，引用对应的sc以后，对应sc会调用底层存储系统的管理接口，创建对应的pv并关联至对应pvc；

示例：创建sc资源

apiVersion:/v1kind:StorageClassmetadata:name:slowprovisioner:/glusterfsparameters:resturl:""clusterid:"630372ccdc720a92c681fb928f27b53f"restauthenabled:"true"restuser:"admin"secretNamespace:"default"secretName:"heketi-secret"gidMin:"40000"gidMax:"50000"volumetype:"replicate:3"

提示：上述是官方文档中的一个示例，在创建sc资源时，对应群组是/v1，类型为StorageClass；provisioner字段用于描述对应供给接口名称；parameters用来定义向对应存储管理接口要传递的参数；

在pvc资源中引用SC资源对象

apiVersion:v1kind:PersistentVolumeClaimmetadata:name:foo-pvcnamespace:foospec:storageClassName:"slow"volumeName:foo-pv

提示：在创建pvc时用storageClassName字段来指定对应的SC即可；

作者：Linux-1874

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