Kubernetes數據持久化方案
1、Emptydir
EmptyDir是一個空目錄，他的生命周期和所屬的 Pod 是完全一致的，EmptyDir主要作用可以在同一 Pod 內的不同容器之間共享工作過程中產生的文件。如果Pod配置了emptyDir類型Volume， Pod 被分配到Node上時候，會創建emptyDir，只要Pod運行在Node上，emptyDir都會存在（容器掛掉不會導致emptyDir丟失數據），但是如果Pod從Node上被刪除（Pod被刪除，或者Pod發生遷移），emptyDir也會被刪除，並且永久丟失。
# cat emptydir.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: busybox spec: containers: - name : busybox image: registry.fjhb.cn/busybox imagePullPolicy: IfNotPresent command: - sleep - "3600" volumeMounts: - mountPath: /busybox-data name: data volumes: - name: data emptyDir: {}
2、Hostpath
Hostpath會把宿主機上的指定卷加載到容器之中，如果 Pod 發生跨主機的重建，其內容就難保證了。這種卷一般和DaemonSet搭配使用。hostPath允許掛載Node上的文件系統到Pod裏面去。如果Pod有需要使用Node上的東西，可以使用hostPath，不過不過建議使用，因為理論上Pod不應該感知Node的。
# cat hostpath.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: busybox spec: containers: - name : busybox image: registry.fjhb.cn/busybox imagePullPolicy: IfNotPresent command: - sleep - "3600" volumeMounts: - mountPath: /busybox-data name: data volumes: - hostPath: path: /tmp name: data
emptyDir和hostPat很多場景是無法滿足持久化需求，因為在Pod發生遷移的時候，數據都無法進行轉移的，這就需要分布式文件系統的支持。
3、Configmap
鏡像使用的過程中，經常需要利用配置文件、啟動腳本等方式來影響容器的運行方式，如果僅有少量配置，我們可以使用環境變量的方式來進行配置。然而對於一些較為復雜的配置，k8s提供了configmap解決方案。
ConfigMap API資源存儲鍵/值對配置數據，這些數據可以在pods裏使用。
ConfigMap跟Secrets類似，但是ConfigMap可以更方便的處理不包含敏感信息的字符串。
當ConfigMap以數據卷的形式掛載進Pod的時，這時更新ConfigMap（或刪掉重建ConfigMap），Pod內掛載的配置信息會熱更新。這時可以增加一些監測配置文件變更的腳本，然後reload對應服務
ConfigMap的API概念上來說是很簡單的。從數據角度來看，ConfigMap的類型只是鍵值組。應用可以從不同角度來配置。在一個pod裏面使用ConfigMap大致有三種方式：
1、命令行參數
2、環境變量
3、數據卷文件
將變量做成configmap
將nginx配置文件做成configmap
# cat nginx.conf
user nginx;
worker_processes auto;
error_log /etc/nginx/error.log;
pid /run/nginx.pid;
# Load dynamic modules. See /usr/share/nginx/README.dynamic.
include /usr/share/nginx/modules/*.conf;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
log_format main ‘$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ‘
‘$status $body_bytes_sent "$http_referer" ‘
‘"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"‘;
server_tokens off;
access_log /usr/share/nginx/html/access.log main;
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
keepalive_timeout 65;
types_hash_max_size 2048;
include /etc/nginx/mime.types;
default_type application/octet-stream;
include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
server {
[root@vm1 ~]# cat nginx.conf
user nginx;
worker_processes auto;
error_log /etc/nginx/error.log;
pid /run/nginx.pid;
# Load dynamic modules. See /usr/share/nginx/README.dynamic.
include /usr/share/nginx/modules/*.conf;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
log_format main ‘$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ‘
‘$status $body_bytes_sent "$http_referer" ‘
‘"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"‘;
server_tokens off;
access_log /usr/share/nginx/html/access.log main;
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
keepalive_timeout 65;
types_hash_max_size 2048;
include /etc/nginx/mime.types;
default_type application/octet-stream;
include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
server {
listen 80 default_server;
listen [::]:80 default_server;
server_name _;
root /usr/share/nginx/html;
include /etc/nginx/default.d/*.conf;
location / {
}
error_page 404 /404.html;
location = /40x.html {
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
}
}
}# kubectl create configmap nginxconfig --from-file nginx.conf
# kubectl get configmap
# kubectl get configmap -o yaml
在rc配置文件中使用configmap
# cat nginx-rc-configmap.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: nginx
labels:
name: nginx
spec:
replicas: 2
selector:
name: nginx
template:
metadata:
labels:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: docker.io/nginx
volumeMounts:
- name: nginx-etc
mountPath: /etc/nginx/nginx.conf
subPath: nginx.conf
ports:
- containerPort: 80
volumes:
- name: nginx-etc
configMap:
name: nginxconfig
items:
- key: nginx.conf
path: nginx.conf# kubectl create -f nginx-rc-configmap.yaml 
configmap的信息實際是存儲在etcd中的，可以使用kubectl edit configmap xxx 來對configmap進行修改
# etcdctl ls /registry/configmaps/default
# etcdctl get /registry/configmaps/default/nginxconfig
4、Secret
Kubemetes提供了Secret來處理敏感數據，比如密碼、Token和密鑰，相比於直接將敏感數據配置在Pod的定義或者鏡像中，Secret提供了更加安全的機制（Base64加密），防止數據泄露。Secret的創建是獨立於Pod的，以數據卷的形式掛載到Pod中，Secret的數據將以文件的形式保存，容器通過讀取文件可以獲取需要的數據。
目前Secret的類型有3種：?
Opaque(default): 任意字符串?
kubernetes.io/service-account-token: 作用於ServiceAccount
kubernetes.io/dockercfg: 作用於Docker registry，用戶下載docker鏡像認證使用
secert的具體配置在前文serviceaccount中已經介紹過了，本文不再贅述。
下面我們來介紹一下k8s的持久化存儲方案，目前k8s支持的存儲方案主要如下：
分布式文件系統：NFS/GlusterFS/CephFS
公有雲存儲方案：AWS/GCE/Auzre
Nfs存儲方案
NFS 是Network File System的縮寫，即網絡文件系統。Kubernetes中通過簡單地配置就可以掛載NFS到Pod中，而NFS中的數據是可以永久保存的，同時NFS支持同時寫操作。
1、首先安裝nfs
# yum -y install nfs-util*
# cat /etc/exports
/home 192.168.115.0/24(rw,sync,no_root_squash)
# systemctl start rpcbind
# systemctl start nfs
# showmount -e 127.0.0.1
Export list for 127.0.0.1:
/home 192.168.115.0/24
2、使用pod直接掛載nfs
要保證集群內所有的node節點都可以掛載nfs
# cat nfs.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: busybox
spec:
containers:
- name : busybox
image: registry.fjhb.cn/busybox
imagePullPolicy: IfNotPresent
command:
- sleep
- "3600"
volumeMounts:
- mountPath: /busybox-nfsdata
name: nfsdata
volumes:
- name: nfsdata
nfs:
server: 192.168.115.6
path: /home
3、使用PV和PVC
在實際的使用中，我們通常會將各存儲劃分成PV，然後和PVC綁定給pod使用。
PV：PersistentVolume
PVC：PersistentVolumeClaim
PV和PVC的生命周期：
供應準備：通過集群外的存儲系統或者公有雲存儲方案來提供存儲持久化支持。
靜態提供：管理員手動創建多個PV，供PVC使用。
動態提供：動態創建PVC特定的PV，並綁定。
綁定：用戶創建pvc並指定需要的資源和訪問模式。在找到可用pv之前，pvc會保持未綁定狀態。
使用：用戶可在pod中像使用volume一樣使用pvc。
釋放：用戶刪除pvc來回收存儲資源，pv將變成“released”狀態。由於還保留著之前的數據，這些數據需要根據不同的策略來處理，否則這些存儲資源無法被其他pvc使用。
回收(Reclaiming)：pv可以設置三種回收策略：保留（Retain），回收（Recycle）和刪除（Delete）
保留策略：允許人工處理保留的數據。
刪除策略：將刪除pv和外部關聯的存儲資源，需要插件支持。
回收策略：將執行清除操作，之後可以被新的pvc使用，需要插件支持。
PV卷階段狀態：
Available – 資源尚未被PVC使用
Bound – 卷已經被綁定到PVC了
Released – PVC被刪除，PV卷處於釋放狀態，但未被集群回收。
Failed – PV卷自動回收失敗
PV卷的訪問模式
ReadWriteOnce – 單node的讀寫?
ReadOnlyMany – 多node的只讀?
ReadWriteMany – 多node的讀寫
創建pv與pvc
# cat nfs-pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv-nfs-001
spec:
capacity:
storage: 5Gi
accessModes:
- ReadWriteMany
nfs:
path: /home
server: 192.168.115.6
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 
# cat nfs-pvc.yaml
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
name: nfs-data
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
resources:
requests:
storage: 5Gi
在PVC綁定PV時通常根據兩個條件來綁定，一個是存儲的大小，另一個就是訪問模式。
在rc文件中使用PVC
# cat nginx-rc-configmap.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: nginx
labels:
name: nginx
spec:
replicas: 2
selector:
name: nginx
template:
metadata:
labels:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: docker.io/nginx
volumeMounts:
- name: nginx-data
mountPath: /usr/share/nginx/html
- name: nginx-etc
mountPath: /etc/nginx/nginx.conf
subPath: nginx.conf
ports:
- containerPort: 80
volumes:
- name: nginx-data
persistentVolumeClaim:
claimName: nfs-data
- name: nginx-etc
configMap:
name: nginxconfig
items:
- key: nginx.conf
path: nginx.confKubernetes數據持久化方案