Kubernetes & Volume & Persistent Volume
Kubernetes & Volume & Persistent Volume
一、Volume
Volume（儲存卷）是Pod中能夠被多個容器訪問的共享目錄。
Kubernetes的Volume概念、用途和目的與Docker的Volume比較類似，但兩者不能等價。首先，Kubernetes中的Volume被定義在Pod上，然後被一個Pod裡的多個容器掛載到具體的檔案目錄下；
其次，Kubernetes中的Volume與Pod的生命週期相同，但與容器的生命週期不相關，當容器終止或者重啟時，Volume中的資料也不會丟失。
最後，Kubernetes支援多種型別的Volume，例如GlusterFS
Ceph等先進的分散式檔案系統。
Volume的使用也比較簡單，在大多數情況下，我們先在Pod上宣告一個Volume，然後在容器裡引用該Volume並掛載（Mount）到容器裡的某個目錄上。
Kubernetes提供了非常豐富的Volume型別，下面逐一進行說明。
1.emptyDir
一個emptyDir Volume是在Pod分配到Node時建立的。從它的名稱就可以看出，它的初始內容為空，並且無須指定宿主機上對應的目錄檔案，因為這是Kubernetes自動分配的一個目錄，當Pod從Node上移除時，emptyDir中的資料也會被永久刪除。emptyDir的一些用途如下。
- ◎ 臨時空間，例如用於某些應用程式執行時所需的臨時目錄，且無須永久保留。
- ◎ 長時間任務的中間過程CheckPoint的臨時儲存目錄。
- ◎ 一個容器需要從另一個容器中獲取資料的目錄（多容器共享目錄）。
目前，使用者無法控制emptyDir使用的介質種類。如果kubelet的配置是使用硬碟，那麼所有emptyDir都將被建立在該硬碟上。Pod在將來可以設定emptyDir是位於硬碟、固態硬碟上還是基於記憶體的tmpfs上。
2.hostPath
hostPath為在Pod上掛載宿主機上的檔案或目錄，它通常可以用於以下幾方面。
- ◎ 容器應用程式生成的日誌檔案需要永久儲存時，可以使用宿主機的高速檔案系統進行儲存。
- ◎ 需要訪問宿主機上Docker引擎內部資料結構的容器應用時，可以通過定義hostPath為宿主機/var/lib/docker目錄，使容器內部應用可以直接訪問Docker的檔案系統。
在使用這種型別的Volume時，需要注意以下幾點。
- ◎ 在不同的Node上具有相同配置的Pod，可能會因為宿主機上的目錄和檔案不同而導致對Volume上目錄和檔案的訪問結果不一致。
- ◎ 如果使用了資源配額管理，則Kubernetes無法將hostPath在宿主機上使用的資源納入管理。
3.gcePersistentDisk
使用這種型別的Volume表示使用谷歌公有云提供的永久磁碟（Persistent Disk，PD）存放Volume的資料，它與emptyDir不同，PD上的內容會被永久儲存，當Pod被刪除時，PD只是被解除安裝（Unmount），但不會被刪除。需要注意的是，你需要先建立一個PD，才能使用gcePersistentDisk。
使用gcePersistentDisk時有以下一些限制條件。
- ◎ Node（執行kubelet的節點）需要是GCE虛擬機器。
- ◎ 這些虛擬機器需要與PD存在於相同的GCE專案和Zone中。
4.awsElasticBlockStore
與GCE類似，該型別的Volume使用亞馬遜公有云提供的EBS Volume儲存資料，需要先建立一個EBS Volume才能使用awsElasticBlockStore。
使用awsElasticBlockStore的一些限制條件如下。
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◎ Node（執行kubelet的節點）需要是AWS EC2例項。
-
◎ 這些AWS EC2例項需要與EBS Volume存在於相同的
region和availability-zone中。 -
◎ EBS只支援單個EC2例項掛載一個Volume。
5.NFS
使用NFS網路檔案系統提供的共享目錄儲存資料時，我們需要在系統中部署一個NFS Server。
6.其他型別Volume
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◎ iscsi：使用iSCSI儲存裝置上的目錄掛載到Pod中。
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◎ flocker：使用Flocker管理儲存卷。
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◎ glusterfs：使用開源GlusterFS網路檔案系統的目錄掛載到Pod中。
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◎ rbd：使用Ceph塊裝置共享儲存（Rados Block Device）掛載到Pod中。
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◎ gitRepo：通過掛載一個空目錄，並從Git庫clone一個git repository以供Pod使用。
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◎ secret：一個Secret Volume用於為Pod提供加密的資訊，你可以將定義在Kubernetes中的Secret直接掛載為檔案讓Pod訪問。Secret Volume是通過TMFS（記憶體檔案系統）實現的，這種型別的Volume總是不會被持久化的
二、Persistent Volume
之前提到的Volume是被定義在Pod上的，屬於計算資源的一部分，而實際上，網路儲存是相對獨立於計算資源而存在的一種實體資源。比如在使用虛擬機器的情況下，我們通常會先定義一個網路儲存，然後從中劃出一個“網盤”並掛接到虛擬機器上。Persistent Volume（PV）和與之相關聯的Persistent Volume Claim（PVC）也起到了類似的作用。
PV可以被理解成Kubernetes叢集中的某個網路儲存對應的一塊儲存，它與Volume類似，但有以下區別。
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◎ PV只能是網路儲存，不屬於任何Node，但可以在每個Node上訪問。
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◎ PV並不是被定義在Pod上的，而是獨立於Pod之外定義的。
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◎ PV目前支援的型別包括：gcePersistentDisk、AWSElasticBlockStore、AzureFile、AzureDisk、FC（Fibre Channel）、Flocker、NFS、iSCSI、RBD（Rados Block Device）、CephFS、Cinder、GlusterFS、VsphereVolume、Quobyte Volumes、VMware Photon、Portworx Volumes、ScaleIO Volumes和HostPath
比較重要的是PV的accessModes屬性，目前有以下型別。
- ◎ ReadWriteOnce：讀寫許可權，並且只能被單個Node掛載。
- ◎ ReadOnlyMany：只讀許可權，允許被多個Node掛載。
- ◎ ReadWriteMany：讀寫許可權，允許被多個Node掛載。
最後說說PV的狀態。PV是有狀態的物件，它的狀態有以下幾種。
- ◎ Available：空閒狀態。
- ◎ Bound：已經繫結到某個PVC上。
- ◎ Released：對應的PVC已經被刪除，但資源還沒有被叢集收回。
- ◎ Failed：PV自動回收失敗。