研发工程师玩转Kubernetes——local型PV和PVC绑定过程中的状态变化
PV全称是PersistentVolume,即持久卷,是由管理员事先准备好的资源。它可以是本地磁盘,也可以是网络磁盘。
PVC全称是PersistentVolumeClaim,即持久卷申领。它表示卷的使用者,对PV的申请。即我们可以认为,PV是整体,PVC是申请其中的部分。
local型PV
local类型的持久卷分配的是本地磁盘空间。K8S要求该类型的卷在配置时指定其节点亲和性(nodeAffinity),即我们优先(只能)在哪些节点上分配空间。
# default_storage_class_pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: default-storage-class-pv
spec:capacity:storage: 100KivolumeMode: FilesystemaccessModes:- ReadWriteOncepersistentVolumeReclaimPolicy: Retainlocal:path: /tmpnodeAffinity:required:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: Invalues:- ubuntud
accessModes是卷的访问模式。有如下选项:
- ReadWriteOnce:读写权限,只能被一个Node挂载。
- ReadOnlyMany:只读权限,可以被多个Node挂载。
- ReadWriteMany:读写权限,可以被多个Node挂载。
由于上例是本地磁盘,所以只能是ReadWriteOnce,因为它只能被一个Node挂载。
persistentVolumeReclaimPolicy选择Retain,表示资源回收需要手工进行。
local和nodeAffinity表示我们将在ubuntud的/tmp目录下分配卷空间。
静态绑定的PVC
# default_storage_class_pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: default-storage-class-pvc
spec:resources:requests:storage: 10KivolumeName: default-storage-class-pvaccessModes:- ReadWriteOnce
volumeName指定了PV的名称。这样PVC就和PV进行了绑定。
绑定过程中状态的变化
我们创建上述资源PV。
kubectl create -f default_storage_class_pv.yaml
然后观察其状态:
kubectl describe persistentvolume default-storage-class-pv
Name: default-storage-class-pv
Labels: <none>
Annotations: <none>
Finalizers: [kubernetes.io/pv-protection]
StorageClass:
Status: Available
Claim:
Reclaim Policy: Retain
Access Modes: RWO
VolumeMode: Filesystem
Capacity: 100Ki
Node Affinity: Required Terms: Term 0: kubernetes.io/hostname in [ubuntud]
Message:
Source:Type: LocalVolume (a persistent volume backed by local storage on a node)Path: /tmp
Events: <none>
可以看到PV处于Available状态。
然后我们创建绑定其的PVC:
kubectl create -f default_storage_class_pvc.yaml
过段时间后我们查看PVC状态。
kubectl describe persistentvolumeclaims default-storage-class-pvc
Name: default-storage-class-pvc
Namespace: default
StorageClass:
Status: Bound
Volume: default-storage-class-pv
Labels: <none>
Annotations: pv.kubernetes.io/bind-completed: yes
Finalizers: [kubernetes.io/pvc-protection]
Capacity: 100Ki
Access Modes: RWO
VolumeMode: Filesystem
Used By: <none>
Events: <none>
可以看到PVC的状态是Bound(已绑定)。
最后我们看下PV的状态,它的状态也变成了Bound(已绑定)。至此,该PV和PVC已经绑定了。
kubectl describe persistentvolume default-storage-class-pv
Name: default-storage-class-pv
Labels: <none>
Annotations: pv.kubernetes.io/bound-by-controller: yes
Finalizers: [kubernetes.io/pv-protection]
StorageClass:
Status: Bound
Claim: default/default-storage-class-pvc
Reclaim Policy: Retain
Access Modes: RWO
VolumeMode: Filesystem
Capacity: 100Ki
Node Affinity: Required Terms: Term 0: kubernetes.io/hostname in [ubuntud]
Message:
Source:Type: LocalVolume (a persistent volume backed by local storage on a node)Path: /tmp
Events: <none>
已经绑定的PV不可以再绑定PVC。我们创建一个新的PVC,进行测试
# default_storage_class_pvc_invalid.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: default-storage-class-pvc-invalid
spec:resources:requests:storage: 10KivolumeName: default-storage-class-pvaccessModes:- ReadWriteOnce
kubectl create -f default_storage_class_pvc_invalid.yaml
persistentvolumeclaim/default-storage-class-pvc-invalid created
显示创建成功,但是实际状态是Pending。原因是default-storage-class-pv已经绑定到其他PVC。
kubectl describe persistentvolumeclaims default-storage-class-pvc-invalid
Name: default-storage-class-pvc-invalid
Namespace: default
StorageClass:
Status: Pending
Volume: default-storage-class-pv
Labels: <none>
Annotations: <none>
Finalizers: [kubernetes.io/pvc-protection]
Capacity: 0
Access Modes:
VolumeMode: Filesystem
Used By: <none>
Events:Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------Warning FailedBinding 8s (x2 over 22s) persistentvolume-controller volume "default-storage-class-pv" already bound to a different claim.
删除过程中的状态变化
我们先删掉上面创建的PVC
kubectl delete persistentvolumeclaims default-storage-class-pvc-invalid
kubectl delete persistentvolumeclaims default-storage-class-pvc
然后观察PV的变化
kubectl describe persistentvolume default-storage-class-pv
Name: default-storage-class-pv
Labels: <none>
Annotations: pv.kubernetes.io/bound-by-controller: yes
Finalizers: [kubernetes.io/pv-protection]
StorageClass:
Status: Released
Claim: default/default-storage-class-pvc
Reclaim Policy: Retain
Access Modes: RWO
VolumeMode: Filesystem
Capacity: 100Ki
Node Affinity: Required Terms: Term 0: kubernetes.io/hostname in [ubuntud]
Message:
Source:Type: LocalVolume (a persistent volume backed by local storage on a node)Path: /tmp
Events: <none>
此时PV因为绑定的PVC被删除,而其persistentVolumeReclaimPolicy选择了Retain,资源没有被回收,而变成了Released状态。卷的状态如下:
- Available(可用)-- 卷是一个空闲资源,尚未绑定到任何申领;
- Bound(已绑定)-- 该卷已经绑定到某申领;
- Released(已释放)-- 所绑定的申领已被删除,但是资源尚未被集群回收;
- Failed(失败)-- 卷的自动回收操作失败。
这个时候我们再创建上述PVC,还是会处于pending状态。因为PV没有处于Available状态。
kubectl create -f default_storage_class_pvc.yaml
persistentvolumeclaim/default-storage-class-pvc created
kubectl describe persistentvolumeclaims default-storage-class-pvc
Name: default-storage-class-pvc
Namespace: default
StorageClass:
Status: Pending
Volume: default-storage-class-pv
Labels: <none>
Annotations: <none>
Finalizers: [kubernetes.io/pvc-protection]
Capacity: 0
Access Modes:
VolumeMode: Filesystem
Used By: <none>
Events:Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------Warning FailedBinding 8s persistentvolume-controller volume "default-storage-class-pv" already bound to a different claim.
再绑定Released状态的PV
使用下面指令,删除描述绑定信息的claimRef段。
kubectl edit persistentvolume default-storage-class-pv
# Please edit the object below. Lines beginning with a '#' will be ignored,
# and an empty file will abort the edit. If an error occurs while saving this file will be
# reopened with the relevant failures.
#
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:annotations:pv.kubernetes.io/bound-by-controller: "yes"creationTimestamp: "2023-08-09T09:26:04Z"finalizers:- kubernetes.io/pv-protectionname: default-storage-class-pvresourceVersion: "285190"uid: 09782be4-09b9-4116-9b44-8dbb75f08dbf
spec:accessModes:- ReadWriteOncecapacity:storage: 100KiclaimRef:apiVersion: v1kind: PersistentVolumeClaimname: default-storage-class-pvcnamespace: defaultresourceVersion: "285153"uid: c55398f4-77cd-4627-8a11-57b0e049c594local:path: /tmpnodeAffinity:required:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: Invalues:- ubuntudpersistentVolumeReclaimPolicy: RetainvolumeMode: Filesystem
status:phase: Released
保存完后过一会儿,PV就会变成Available状态。而之前处于Pending状态的PVC也会因为PV的状态变化从Pending变成Bound状态,PV也会进而变成Bound状态
kubectl describe persistentvolume default-storage-class-pv
Name: default-storage-class-pv
Labels: <none>
Annotations: pv.kubernetes.io/bound-by-controller: yes
Finalizers: [kubernetes.io/pv-protection]
StorageClass:
Status: Bound
Claim: default/default-storage-class-pvc
Reclaim Policy: Retain
Access Modes: RWO
VolumeMode: Filesystem
Capacity: 100Ki
Node Affinity: Required Terms: Term 0: kubernetes.io/hostname in [ubuntud]
Message:
Source:Type: LocalVolume (a persistent volume backed by local storage on a node)Path: /tmp
Events: <none>
kubectl describe persistentvolumeclaims default-storage-class-pvc
Name: default-storage-class-pvc
Namespace: default
StorageClass:
Status: Bound
Volume: default-storage-class-pv
Labels: <none>
Annotations: pv.kubernetes.io/bind-completed: yes
Finalizers: [kubernetes.io/pvc-protection]
Capacity: 100Ki
Access Modes: RWO
VolumeMode: Filesystem
Used By: <none>
Events: <none>
参考资料
- https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/storage/persistent-volumes/
- https://cloud.tencent.com/document/product/457/47014
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