Kubernetes基本概念之Volume

一、简介

Volume是Pod中能够被多个容器共享的磁盘目录。我们知道，默认情况下Docker容器中的数据都是非持久化的，在容器消亡后数据也会消失。因此Docker提供了Volume机制以便实现数据的持久化。Kubernetes中Volume的概念与Docker中的Volume类似，但不完全相同。具体区别如下：

• Kubernetes中的Volume与Pod的生命周期相同，但与容器的生命周期不相关。当容器终止或重启时，Volume中的数据也不会丢失。
• 当Pod被删除时，Volume才会被清理。并且数据是否丢失取决于Volume的具体类型，比如emptyDir类型的Volume数据会丢失，而PV类型的数据则不会丢失。

Kubernetes提供了非常丰富的Volume类型，下面是一些常用的Volume类型：

emptyDir、hostPath、gcePersistentDisk、awsElasticBlockStore、gitRepo、secret、nfs、iscsi、
glusterfs、persistentVolumeClaim、rbd、flexVolume、cinder、cephfs、flocker、downwardAPI、fc、azureFile、configMap、vsphereVolume

注意，这些 volume 并非全部都是持久化的，比如 emptyDir、secret、gitRepo 等，这些 volume 会随着 Pod 的消亡而消失。

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二、本地存储

2.1 emptyDir

顾名思义，它的初始内容为空，在同一个Pod中的所有容器均可以读写这个emptyDir volume。

emptyDir类型的volume是在Pod分配到Node时创建的，kubernetes会在Node上自动分配一个目录，因此无需指定宿主机Node上对应的目录文件。这个目录的初始内容为空，当 Pod 从 Node 上被删除（Pod 被删除，或者 Pod 发生迁移），emptyDir 也会被删除，并且数据永久丢失。

 一个简单的例子：

创建包含两个容器的busybox pod，每个容器都有映像busybox并运行“sleep 3600”命令。使两个容器都在'/etc/foo'处安装一个空的dir。
连接到第二个busybox，将'/etc/passwd'文件的第一列写入'/etc/foo/passwd'。连接到第一个busybox并将“/etc/foo/passwd”文件写入标准输出

 kubectl run busybox --image=busybox --restart=Never --dry-run -o yaml  -- /bin/sh -c "sleep 3600"  > pod.yaml 

复制粘贴容器定义并键入结尾有注释的行：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: busybox
  name: busybox
spec:
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Never
  containers:
  - args:
    - /bin/sh
    - -c
    - sleep 3600
    image: busybox
    name: busybox
    resources: {}
    volumeMounts:
    - name: myvolume
      mountPath: /etc/foo
  - args:
    - /bin/sh
    - -c
    - sleep 3600
    image: busybox
    name: busybox2   ### 注意修改成其他名称，不要和上面的名称重复
    volumeMounts:
    - name: myvolume
      mountPath: /etc/foo
  volumes:
  - name: myvolume
    emptyDir: {}
status: {}

创建pod

[root@han-test ckad-test]# kubectl apply -f pod.yaml -n ckad-test 
pod/busybox created
[root@han-test ckad-test]# kubectl get pod -n ckad-test 
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
busybox   2/2     Running   0          35s
[root@han-test ckad-test]# 

连接到第二个容器：

[root@han-test ckad-test]# kubectl -n ckad-test exec busybox -c busybox2 -it  -- /bin/sh 
/ # ls
bin   dev   etc   home  proc  root  sys   tmp   usr   var
/ # cat /etc/passwd |cut -f 1 -d ":" > /etc/foo/passwd
/ # cat /etc/foo/passwd 
root
daemon
bin
sys
sync
mail
www-data
operator
nobody
/ # exit

连接到第一个容器：　

[root@han-test ckad-test]# kubectl -n ckad-test exec busybox -c busybox -it  -- /bin/sh 
/ # mount |grep foo
/dev/vda1 on /etc/foo type xfs (rw,seclabel,relatime,attr2,inode64,noquota)
/ # cat /etc/foo/passwd 
root
daemon
bin
sys
sync
mail
www-data
operator
nobody
/ # exit
[root@han-test ckad-test]# 

emptyDir类型的volume适合于以下场景：

• 临时空间。某些应用程序无需永久保存的临时目录，无需永久保存。
• 一个容器需要从另一容器中获取数据的目录（多容器共享目录）

 

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2.2 hostPath

挂载Node文件系统上的文件或者目录到pod中的容器

hostPath类型的volume允许用户挂在Node上的文件系统到Pod中，如果 Pod 需要使用 Node 上的文件，可以使用 hostPath。

 一个简单的例子：

scp pod.yaml hostPath.yaml

这里不再重复，修改相应的volumes行：

vim hostPath.yaml 
...
  volumes:
  - name: myvolume
    hostPath:
      path: /etc/foo
...

创建hostPath pod

[root@han-test ckad-test]# kubectl -n ckad-test delete pod busybox  
pod "busybox" deleted
[root@han-test ckad-test]# kubectl apply -f hostPath.yaml -n ckad-test 
pod/busybox created
[root@han-test ckad-test]# kubectl get pod -n ckad-test 
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
busybox   2/2     Running   0          35s
[root@han-test ckad-test]# 

重复上面操作

[root@han-test ckad-test]# kubectl -n ckad-test exec busybox -c busybox2 -it -- /bin/sh
/ # cat /etc/passwd | cut -f 1 -d ':' > /etc/foo/passwd 
/ # cat /etc/foo/passwd
root
daemon
bin
sys
sync
mail
www-data
operator
nobody
/ # exit
[root@han-test ckad-test]# kubectl -n ckad-test exec busybox -c busybox -it -- /bin/sh 
/ # cat /etc/foo/passwd 
root
daemon
bin
sys
sync
mail
www-data
operator
nobody
/ # exit
[root@han-test ckad-test]#

访问宿主机上的目录文件

[root@han-test ckad-test]# cat /etc/foo/passwd 
root
daemon
bin
sys
sync
mail
www-data
operator
nobody

即使pod删除，文件还是会存在　

hostPath volume通常用于以下场景：

• 容器中的应用程序产生的日志文件需要永久保存，可以使用宿主机的文件系统进行存储。
• 需要访问宿主机上Docker引擎内部数据结构的容器应用，通过定义hostPath为/var/lib/docker目录，使容器内应用可以直接访问Docker的文件系统。

在使用hostPath volume时，需要注意：

• 在不同的Node上具有相同配置的Pod，可能会因为宿主机上的目录和文件不同，而导致对Volume上目录和文件的访问结果不一致。

 

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 三、网络存储

nfs

NFS 是 Network File System 的缩写，即网络文件系统。Kubernetes 中通过简单地配置就可以挂载 NFS 到 Pod 中，而 NFS 中的数据是可以永久保存的，同时 NFS 支持同时写操作。

volumes:
- name: nfs
  nfs:
    # FIXME: use the right hostname
    server: 10.254.234.223
    path: "/"

 关于静态存储、动态供给，请参考：Kubernetes对象之PersistentVolume，PersistentVolumeClaim和StorageClass

参考文章

• https://www.jianshu.com/p/99e610067bc8