storageclass

为什么要有service account

https://www.cnblogs.com/cosmos-wong/p/16867388.html

storageclass资源可以通过apiserver自动创建pv资源，用到service account

一.StorageClass持久化存储介绍

1.是什么

StorageClass又称为PV动态供给，是k8s1.4之后引入的一个新资源，主要实现了存储卷PV按需创建，动态创建。一旦有pvc资源，storageclass会自动创建pv

2.为什么用

以前静态的PV和PVC都需要手动来创建，因为pv和pvc一一对应，一个pv一旦被绑定就不会再被其他pvc绑定，因此当pvc逐渐增多，pv也会同比增加，这时候就需要自动创建pv，就要用到stroageclass

3.和pv、pvc关系

StorageClass创建的pvc，只要pvc不删除，即使控制器删除、pod删除重建还是会找到原来的pvc，并且持久化数据，一旦pvc删除，下次重建statefulset控制器，重新使用StorageClass创建pvc，pvc的路径就会发生改变，当然pvc一般是不会删除的
StorageClass可以配合Statefulset控制器为每一个有状态的Pod自动创建PVC并进行挂载，使每一个有状态的pod数据都实现持久化
StorageClass只能配合statefulset为每个Pod自动创建PVC，因为只有statefulset有volumeClaimTemplates配置选项

StorageClass依赖一个自动配置程序，比如我们的后端存储是nfs，那么就需要一个nfs-client的自动配置程序，如果是gfs，就需要gfs-client自动配置程序，也称为Provisione，StorageClass也是靠这个Provisione自动配置程序来实现自动创建PV持久卷

自动创建的PV以{namespace}-${pvcname}-${pvname}进行命名到服务器上创建相应的目录

当pv被回收后会以archieved-${namespace}-${pvcname}-${pvname}格式存在服务器上

storageclass自动创建的pv命名规则：pvc-${PVC_UID}

当程序删除后，PVC、PV不会消失

4.部署步骤

1.编写nfs-client-provisioner程序的rbac授权角色账号

2.编写nfs-client-provisioner程序的deployment资源文件，与rbac账号进行绑定，使nfs-client-provisioner对pv、pvc有增删改查权限(这是server account存在的原因)

3.创建一个StorageClass资源关联nfs-client，自动创建PV时，就将PV存储到了nfs-client对应的nfs存储上

4.编写一个PVC yaml文件，验证是否能自动创建PV

5.编写一个无状态的yaml文件，使用PVC挂载数据

6.在statefulset里定义StorageCLass，实现每个pod都使用单独的pvc存储

5.原理

一旦有pvc资源文件，storageclass资源会去找自动配置程序也就是nfs-client-provisioner，由nfs-client-provisioner去创建一个PV，并将PV的数据存储在对应的nfs设备上，然后再从PV中分出一个PVC-1，最后挂载到Pod上实现持久化存储

二.部署storageclass

具体文件参考：https://github.com/kubernetes-retired/external-storage/tree/master/nfs-client

1.用户角色授权

创建角色授权是为了让pod(内含nfs-client-provisioner工具)对pv和pvc有操作权限

#创建名称为nfs-client-provisioner的serviceaccount
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount 
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  namespace: storage-class
---
#声明角色对pv、pvc等资源的权限
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: nfs-client-provisioner-runner
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["nodes"]
    verbs: ["get", "list", "watch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumes"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumeclaims"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "update"]
  - apiGroups: ["storage.k8s.io"]
    resources: ["storageclasses"]
    verbs: ["get", "list", "watch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["events"]
    verbs: ["create", "update", "patch"]
---
#将用户与角色绑定
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: run-nfs-client-provisioner
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nfs-client-provisioner
    namespace: storage-class
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: nfs-client-provisioner-runner
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner
  namespace: storage-class
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["endpoints"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch"]
---
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner
  namespace: storage-class
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nfs-client-provisioner
    namespace: storage-class
roleRef:
  kind: Role
  name: leader-locking-nfs-client-provisioner
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

2.nfs-client-provisioner资源

创建nfs-client-provisioner工具

kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  namespace: storage-class
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nfs-client-provisioner
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      #绑定service account，使得自动化配置工具能访问pv、pvc等资源
      serviceAccountName: nfs-client-provisioner  
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          # 下载nfs-client-provisioner工具
          image: quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner:latest
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME #给nfs-client-provisioner起个名字
              value: nfs-storage-01
            - name: NFS_SERVER
              value: 192.168.181.141 #nfs server地址
            - name: NFS_PATH
              value: /data/storagedata #nfs共享路径
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes #具体挂载路径
      volumes:       #定义一个nfs类型的volume，将nfs挂载到容器中
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 192.168.181.141
            path: /data/storagedata

3.storageclass资源

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-storageclass
provisioner: nfs-storage-01  #匹配找到env中PROVISIONER_NAME的值，通过其创建pv
reclaimPolicy: Retain        #回收策略

storageclass资源通过provisioner绑定2中的nfs-client-provisioner资源，nfs-client-provisioner资源通过serviceAccountName绑定1中的用户进而对pvc、pv进行操作

4.创建所有资源

1.创建资源
[root@k8s-master1 storageclass]# kubectl apply -f ./

2.查看nfs-client-provisioner资源的状态
[root@k8s-master1 storageclass]# kubectl get pod -n storage-class 
NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nfs-client-provisioner-554cc7d84d-j4966   1/1     Running   0          35m

3.查看storageclass资源的状态
[root@k8s-master1 storageclass]# kubectl get sc -n storage-class 
NAME               PROVISIONER      RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
nfs-storageclass   nfs-storage-01   Retain          Immediate           false                  7s

以下5、6、7都是对上面资源的测试

5.手动创建pvc测试

5.1创建pvc资源

1.编写yaml文件
[root@k8s-master1 storageclass]# vim test-pvc.yaml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
 name: test-pvc
spec:
  storageClassName: nfs-storageclass			#指定storageclass的名称
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Mi

2.创建资源
[root@k8s-master1 storageclass]# kubectl create -f test-pvc.yaml 
persistentvolumeclaim/test-pvc created

5.2查看nfs-client日志输出

可以看到日志最后一行的输出，产生一个事件信息，一个类型为pvc、命名空间为default、名称为test-pvc、UID为4bd5e8d9-1b38-48a8-a04a-1261eaa0b00f的pvc通过storageclass建立了，storageclass为test-pvc自动创建了一个名为pvc-4bd5e8d9-1b38-48a8-a04a-1261eaa0b00f的pv

storageclass自动创建的pv命名规则：pvc-${PVC_UID}

5.3查看pv、pvc状态

pv创建成功后，会在2中nfs存储路径创建一个{namespace}-${pvcname}-${pvname}这样命名规则的目录存储pvc的数据

6.使用deployment资源引用创建的PVC资源

1.编写yaml文件
[root@k8s-master1 storageclass]# vim nginx-deploy.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-pv
spec:
  replicas: 1
  selector:            
    matchLabels:       
      app: nginx 
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx-pv
        image: nginx:1.17.1
        volumeMounts:
        - name: nginx-data
          mountPath: /usr/share/nginx
      volumes:
      - name: nginx-data
        persistentVolumeClaim:
          claimName: test-pvc			#指定pvc
          readOnly: false

2.创建资源
[root@k8s-master1 storageclass]# kubectl create -f nginx-deploy.yaml
deployment.apps/nginx-pv created

3.进入容器产生数据
[root@k8s-master1 storageclass]# kubectl exec -it nginx-pv-56646f947b-twq2m bash
root@nginx-pv-56646f947b-twq2m:/# cd /usr/share/nginx/
root@nginx-pv-56646f947b-twq2m:/usr/share/nginx# for i in {1..10}
> do
> echo "this is web${i}" >> index.html
> sleep 1
> done

4.查看nfs存储上是否有数据产生
[root@k8s-master2 /data2/k8s/storageclass]# ll default-test-pvc-pvc-4bd5e8d9-1b38-48a8-a04a-1261eaa0b00f/
总用量 4
-rw-r--r-- 1 root root 131 5月  18 14:05 index.html

7.使用StatefulSet控制器引入StorageClass

1.使用statfulset部署nginx，每个pod使用不同的pvc存储数据。

2.如果我们使用手动指定pvc的方式，当我们pod为多实例的时候，多个pod使用的是一个pvc。但是我们使用statefulset时，storageclass会为我们每一个Pod创建一个pv和pvc（造成数据隔离，因为在不同的主机）

3.statefulset使用storageclass，需要用到volumeClaimTemplates配置项，volumeClaimTemplates配置项是statfulset控制器独有的，因此需要配置在statefulset.spec下，volumeClaimTemplates下的配置和pvc调用storageclass一致，定义好volumeClaimTemplates后，直接在pod中定义volumeMounts，填写volumeClaimTemplates中的pvc名称，即可对每个Pod分配一个pvc进行存储

7.1创建statefulset资源

[root@k8s-master1 storageclass]# vim nginx-statfuleset.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: nginx-storage-stat
spec:
  replicas: 3
  serviceName: "nginx"
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.17.1
        volumeMounts:
        - name: nginx-storage-test-pvc
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:	#在statfulset.spec下定义pvc模板，里面的配置参数和pvc的一致
    - metadata:		#定义元数据
        name: nginx-storage-test-pvc	#pvc的名称，要与volumeMounts中的名称一致	
      spec:	#定义属性
        storageClassName: nfs-storageclass	#指定使用哪个storageclass
        accessModes: #访问模式为多主机可读写
        - ReadWriteMany
        resources: #分配的资源大小
          requests:
            storage: 1Gi 
            
[root@k8s-master1 storageclass]# kubectl create -f nginx-statfuleset.yaml 
statefulset.apps/nginx-storage-stat created

[root@k8s-master1 storageclass]# kubectl get pod
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-storage-stat-0   1/1     Running   0          9m51s
nginx-storage-stat-1   1/1     Running   0          9m46s
nginx-storage-stat-2   1/1     Running   0          9m41s