Kubernetes Pv & Pvc

阿新 • • 發佈：2018-11-27

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Kubernetes PV & pvc

介紹

PersistentVolume（pv）和PersistentVolumeClaim（pvc）是k8s提供的兩種API資源，用於抽象存儲細節。管理員關註於如何通過pv提供存儲功能而無需
關註用戶如何使用，同樣的用戶只需要掛載pvc到容器中而不需要關註存儲卷采用何種技術實現。
pvc和pv的關系與pod和node關系類似，前者消耗後者的資源。pvc可以向pv申請指定大小的存儲資源並設置訪問模式,這就可以通過Provision -> Claim 的方式，來對存儲資源進行控制。

生命周期

pv和pvc遵循以下生命周期：

供應準備。通過集群外的存儲系統或者雲平臺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。
```
  目前只有NFS和HostPath類型卷支持回收策略，AWS EBS,GCE PD,Azure Disk和Cinder支持刪除(Delete)策略。
```

Provisioning

兩種方式提供的PV資源供給：

static

  通過集群管理者創建多個PV，為集群“使用者”提供存儲能力而隱藏真實存儲的細節。並且存在於kubenretes api中，可被直接使用。

dynamic

  動態卷供給是kubernetes獨有的功能，這一功能允許按需創建存儲建。在此之前，集群管理員需要事先在集群外由存儲提供者或者雲提供商創建

存儲卷，成功之後再創建PersistentVolume對象，才能夠在kubernetes中使用。動態卷供給能讓集群管理員不必進行預先創建存儲卷，而是隨著用戶需求
進行創建。在1.5版本提高了動態卷的彈性和可用性。

    在此前1.4版本中加入了一個 新的 API 對象 StorageClass，可以定義多個 StorageClass 對象，並可以分別指定存儲插件、設置參數，用於提

供不同的存儲卷。這樣的設計讓集群管理員能夠在同一個集群內，定義和提供不同類型的、不同參數的卷（相同或者不同的存儲系統）。這樣的設計還確
保了最終用戶在無需了解太多的情況下，有能力選擇不同的存儲選項。

PV類型

pv支持以下類型:

GCEPersistentDisk
AWSElasticBlockStore
NFS
iSCSI
RBD (Ceph Block Device)
Glusterfs
AzureFile
AzureDisk
CephFS
cinder
FC
FlexVolume
Flocker
PhotonPersistentDisk
Quobyte
VsphereVolume
HostPath (single node testing only – local storage is not supported in any way and WILL NOT WORK in a multi-node cluster)

PV屬性:

訪問模式,與pv的語義相同。在請求資源時使用特定模式。
資源,申請的存儲資源數額。

PV卷階段狀態：

Available – 資源尚未被claim使用
Bound – 卷已經被綁定到claim了
Released – claim被刪除，卷處於釋放狀態，但未被集群回收。
Failed – 卷自動回收失敗

AwsElasticBlockServer 靜態PV示例

需要滿足以下條件方可使用EBS：

Pod運行的節點必須為AWS EC2實例
這些示例需要和EBS在同一個區域和可用區域
EBS只支持一個EC2掛載一個卷
RC或者Deployment 副本集只能為1。

1. 創建PV(Persistent Volume)

$ vim ebs-pv.yaml

    apiVersion: v1
    kind: PersistentVolume
    metadata:
      name: ebs-pv
      labels:
        type: amazonEBS
    spec:
      capacity:
        storage: 5Gi
      accessModes:
        - ReadWriteOnce
      awsElasticBlockStore:
        volumeID: vol-079c492115a7be6e1
        fsType: ext4

$ kubectl create -f ebs-pv.yaml

    persistentvolume "ebs-pv" created

2. 創建PVC(Persistent Volume Claim)

$ vim nginx-pvc.yaml

    kind: PersistentVolumeClaim
    apiVersion: v1
    metadata:
      name: nginx-pvc
      labels:
        type: amazonEBS
    spec:
      accessModes:
        - ReadWriteOnce
      resources:
        requests:
          storage: 5Gi

$ kubectl create -f nginx-pvc.yaml

    persistentvolumeclaim "nginx-pvc" created

3.創建deployment服務使用pvc資源

$ vim nginx-with-pvc.yaml

    apiVersion: extensions/v1beta1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: nginx-with-pvc
    spec:
      replicas: 1
      template:
        metadata:
          labels:
            service: nginx
            app: test
        spec:
          containers:
          - image: nginx
            name: nginx-with-pvc
            volumeMounts:
            - mountPath: /test-ebs
              name: my-pvc
          volumes:
          - name: my-pvc
            persistentVolumeClaim:
              claimName: nginx-pvc

kubectl create -f nginx-with-pvc.yaml

    Deployment "nfs-web" created

註意事項

    - 由於aws ebs限制一個ebs只能同時掛載一個ec2,在使用基於pvc的pod時，建議使用replicas=1來創建一個部署集。StatefulSet可解決數據庫集群問題。
    - pod遷移,pvc遷移(卸載舊實例/掛載新實例)默認35秒。
    - 通過deployemnt部署，刪除deployment之後，可重新掛載原有pvc到新的pod裏面。
    - 當pod被刪除，同時刪除依賴的pvc，pv狀態變更為release。此時不能被其他pvc使用，aws ebs需要delete pv重建。目前不支持通過手動回收

。
- 已經被pvc綁定的pv可以被刪除，刪除後對應的pvc仍為Bound狀態。如有pod正在使用此pvc則仍可使用。如無pod使用，則創建pod掛載此pvc時
會出現失敗。
- pv可以在綁定後被編輯（如訪問模式，容量），導致信息與對應的pvc不一致

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