1、儲存卷概述

由於容器本身是非持久化的，因此需要解決在容器中執行應用程式遇到的一些問題。首先，當容器崩潰時，kubelet將重新啟動容器，但是寫入容器的檔案將會丟失，容器將會以映象的初始狀態重新開始；第二，在通過一個Pod中一起執行的容器，通常需要共享容器之間一些檔案。Kubernetes通過儲存卷解決上述的兩個問題。

在Docker有儲存卷的概念卷，但Docker中儲存卷只是磁碟的或另一個容器中的目錄，並沒有對其生命週期進行管理。Kubernetes的儲存卷有自己的生命週期，它的生命週期與使用的它Pod生命週期一致。因此，相比於在Pod中執行的容器來說，儲存卷的存在時間會比的其中的任何容器都長，並且在容器重新啟動時會保留資料。當然，當Pod停止存在時，儲存卷也將不再存在。在Kubernetes支援多種型別的卷，而Pod可以同時使用各種型別和任意數量的儲存卷。在Pod中通過指定下面的欄位來使用儲存卷：

• spec.volumes：通過此欄位提供指定的儲存卷
• spec.containers.volumeMounts：通過此欄位將儲存卷掛接到容器中

2、儲存卷型別和示例

當前Kubernetes支援如下所列這些儲存卷型別，並以hostPath、nfs和persistentVolumeClaim型別的儲存卷為例，介紹如何定義儲存卷，以及如何在Pod中被使用。

• awsElasticBlockStore
• azureDisk
• azureFile
• cephfs
• configMap
• csi
• downwardAPI
• emptyDir
• fc (fibre channel)
• flocker
• gcePersistentDisk
• gitRepo
• glusterfs
• hostPath
• iscsi
• local
• nfs
• persistentVolumeClaim
• projected
• portworxVolume
• quobyte
• rbd
• scaleIO
• secret
• storageos
• vsphereVolume

2.1 hostPath

hostPath型別的儲存卷用於將宿主機的檔案系統的檔案或目錄掛接到Pod中，除了需要指定path欄位之外，在使用hostPath型別的儲存卷時，也可以設定type，type支援的列舉值由下表。另外在使用hostPath時，需要注意下面的事項：

• 具有相同配置的Pod（例如：從同一個podTemplate建立的），可能會由於Node的檔案不同，而行為不同。
• 在宿主機上建立的檔案或目錄，只有root使用者具寫入的許可權。您要麼在容器中以root身份執行程序，要麼在主機上修改的檔案或目錄的許可權，以便具備寫入內容到hostPath的儲存卷中。

下面是使用hostPath作為儲存卷的YAML檔案，此YAML檔案定義了一個名稱為test-pd的Pod資源。它通過hostPath型別的儲存卷，將Pod宿主機上的/data掛接到容器中的/teset-pd目錄。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-pd
spec:
  containers:
  - image: k8s.gcr.io/test-webserver
    name: test-container
    # 指定在容器中掛接路徑
    volumeMounts:
    - mountPath: /test-pd
      name: test-volume
  # 指定所提供的儲存卷
  volumes:
  - name: test-volume
    hostPath:
      # 宿主機上的目錄
      path: /data
      # this field is optional
      type: Directory

2.2 NFS

在Kubernetes中，可以通過nfs型別的儲存卷將現有的NFS（網路檔案系統）到的掛接到Pod中。在移除Pod時，NFS儲存卷中的內容被不會被刪除，只是將儲存卷解除安裝而已。這意味著在NFS儲存卷總可以預先填充資料，並且可以在Pod之間共享資料。NFS可以被同時掛接到多個Pod中，並能同時進行寫入。需要注意的是：在使用nfs儲存卷之前，必須已正確部署和執行NFS伺服器，並已經設定了共享目錄。

下面是一個redis部署的YAML配置檔案，redis在容器中的持久化資料儲存在/data目錄下；儲存卷使用nfs，nfs的服務地址為：192.168.8.150，儲存路徑為：/k8s-nfs/redis/data。容器通過volumeMounts.name的值確定所使用的儲存卷。

apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: redis
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: redis
  revisionHistoryLimit: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis
    spec:
      containers:
      # 應用的映象
      - image: redis
        name: redis
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        # 應用的內部埠
        ports:
        - containerPort: 6379
          name: redis6379
        env:
        - name: ALLOW_EMPTY_PASSWORD
          value: "yes"
        - name: REDIS_PASSWORD
          value: "redis"   
        # 持久化掛接位置，在docker中 
        volumeMounts:
        - name: redis-persistent-storage
          mountPath: /data
      volumes:
      # 宿主機上的目錄
      - name: redis-persistent-storage
        nfs:
          path: /k8s-nfs/redis/data
          server: 192.168.8.150

2.3 persistentVolumeClaim

persistentVolumeClaim型別儲存卷將PersistentVolume掛接到Pod中作為儲存卷。使用此型別的儲存卷，使用者並不知道儲存卷的詳細資訊。

此處定義名為busybox-deployment的部署YAML配置檔案，使用的映象為busybox。基於busybox映象的容器需要對/mnt目錄下的資料進行持久化，在YAML檔案指定使用名稱為nfs的PersistenVolumeClaim對容器的資料進行持久化。

# This mounts the nfs volume claim into /mnt and continuously
# overwrites /mnt/index.html with the time and hostname of the pod. 
apiVersion: v1
kind: Deployment
metadata:  
  name: busybox-deployment
spec:  
  replicas: 2  
  selector:    
    name: busybox-deployment
  template:    
    metadata:      
      labels:        
        name: busybox-deployment    
    spec:      
      containers:      
      - image: busybox        
        command:          
        - sh          
        - -c          
        - 'while true; do date > /mnt/index.html; hostname >> /mnt/index.html; sleep $(($RANDOM % 5 + 5)); done'        
        imagePullPolicy: IfNotPresent        
        name: busybox        
        volumeMounts:          
        # name must match the volume name below          
        - name: nfs            
          mountPath: "/mnt"     
     volumes:      
     - name: nfs        
       persistentVolumeClaim:          
         claimName: nfs-pvc