k8s中的PV和PVC存储介绍

目录

一.PV介绍

1.含义

2.关键配置参数

二.PVC介绍

1.含义

2.关键参数配置

三.PV和PVC的生命周期问题

1.PV的生命周期会有4个阶段

2.用户申请空间PV的周期流程

3.PV和PVC的使用/释放/回收

四.案例演示

1.NFS配置

2.新建PV

3.新建PVC

4.新建Pod测试

5.模拟删除Pod后后端目录内数据不会受影响

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一.PV介绍

1.含义

称为持久化卷，是对底层的共享存储的一种抽象。一般情况下PV由 kubernetes管理员进行创建和配置，关联于底层具体的共享存储技术，并通过插件完成与共享存储的对接。

2.关键配置参数

这些参数在后面的例子中都有用到

（1）存储类型

这是要与底层存储对应的东西，像后面用到的nfs等类型

（2）存储能力

capacity，支持使用storage子项进行配置

（3）访问模式

accessModes，用户对于该存储资源的访问权限，有如下三种模式（因存储类型而异）：

ReadWriteOnce（RWO）：读写，被单个节点挂载

ReadOnlyMany（ROX）： 只读，可被多节点挂载

ReadWriteMany（RWX）：读写，可被多节点挂载

（4）回收策略

persistentVolumeReclaimPolicy，pv不供使用之后的三种处理策略（因存储类型而异）：

Retain 保留数据，需要管理员手工清理数据

Recycle清除数据

Delete删除与 PV 相连的后端存储完成删除操作

（5）存储类别

storageClassName，设定一个类别，pvc需要匹配此类的pv时才能相匹配，pvc不申请具有类的pv时，只能与没有设定类的pv匹配，不能和设定了类的pv匹配

二.PVC介绍

1.含义

持久卷声明，是用户对于存储需求的一种声明。用户向kubernetes系统发出的一种资源需求申请（可以是访问模式，存储空间，存储类别的需求），kubernetes再进一步去申请PV

2.关键参数配置

（1）访问模式

accessModes，主要是配置用户对存储资源的访问权限

（2）筛选条件

selector，和以往的selector一样，对有label的pv进行选择

（3）存储类别

storageClassName，上文已提及

（4）资源请求

resources，通过requests-storage子项进行资源大小申请

三.PV和PVC的生命周期问题

1.PV的生命周期会有4个阶段

Available：可用状态，还未被任何 PVC 绑定

Bound：PV 已经被 PVC 绑定

Released：PVC 被删除，但是资源还未被集群重新声明

Failed：该 PV 的自动回收失败

2.用户申请空间PV的周期流程

管理员创建PV，用户创建PVC，kubernetes通过PVC请求去找符合条件的PV并将PV与PVC绑定，匹配成功后用户进行使用，不成功则将PVC标记为Pending状态，一直持续到匹配到下一个符合条件的PV

3.PV和PVC的使用/释放/回收

通过volume挂载来使用PVC，使用完毕后删除掉PVC即可，但是现在PV却不能立刻去绑定另外的PVC，因为上面不清楚是否还存在残留数据（取决于你PV配置的回收策略），清除完毕后就可以进行信心PVC的绑定

四.案例演示

如下案例以nfs，my-pv1，my-pv2，my-pvc1，my-pvc2，my-pod1，my-pod2等资源来演示，主要是演示对于nginx访问日志的简单存储问题

1.NFS配置

存储类型选择NFS来演示

[root@k8s-master pv]# cat /etc/exports
/root/pv/pv1 192.168.2.0/24(rw,no_root_squash)    #共享后端目录，可以自己新建
/root/pv/pv2 192.168.2.0/24(rw,no_root_squash)
[root@k8s-master pv]# systemctl restart nfs
[root@k8s-master pv]# pwd
/root/pv
[root@k8s-master pv]# ll
total 12
-rw-r--r-- 1 root root 1011 Mar  7 20:14 pod.yaml
drwxr-xr-x 5 root root   74 Mar  7 20:16 pv1
drwxr-xr-x 5 root root   74 Mar  7 20:14 pv2
-rw-r--r-- 1 root root  353 Mar  6 21:54 pvc.yaml
-rw-r--r-- 1 root root  555 Mar  7 15:59 pv.yaml

2.新建PV

[root@k8s-master pv]# cat pv.yaml 
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:name: myns
​
---
​
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: my-pv1namespace: myns
spec:capacity:storage: 1G   #共1GaccessModes:- ReadWriteMany    #可读写persistentVolumeReclaimPolicy: Retain   #需手动删除后端内容nfs:    #nfs挂载信息path: /root/pv/pv1   #刚才建立的后端目录server: 192.168.2.150
​
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​
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: my-pv2namespace: myns
spec:capacity: storage: 1GaccessModes:- ReadWriteManypersistentVolumeReclaimPolicy: Retainnfs:path: /root/pv/pv2server: 192.168.2.150

3.新建PVC

[root@k8s-master pv]# cat pvc.yaml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: my-pvc1namespace: myns
spec:accessModes:- ReadWriteManyresources:requests:storage: 500M    #申请500M
​
---
​
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: my-pvc2namespace: myns
spec:accessModes:- ReadWriteManyresources:requests:storage: 600M

4.新建Pod测试

[root@k8s-master pv]# cat pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata: name: my-pod1namespace: myns
spec:containers:- name: my-nginx1image: nginxports:- name: nginx-port1containerPort: 80volumeMounts:- name: my-volumemountPath: /var/log/nginx- name: my-busybox1image: busyboxcommand: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"]volumeMounts:- name: my-volumemountPath: /logsvolumes:- name: my-volumepersistentVolumeClaim:claimName: my-pvc1
​
---
​
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: my-pod2namespace: myns
spec:containers:- name: my-nginx2image: nginxports:- name: nginx-port2containerPort: 80volumeMounts:- name: my-volumemountPath: /var/log/nginx- name: my-busybox2image: busyboxcommand: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"]volumeMounts:- name: my-volumemountPath: /logsvolumes:- name: my-volumepersistentVolumeClaim:claimName: my-pvc2
​
[root@k8s-master pv]# kubectl get pv,pvc,pod -n myns -o wide
NAME                      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM          STORAGECLASS   REASON   AGE   VOLUMEMODE
persistentvolume/my-pv1   1G         RWX            Retain           Bound    myns/my-pvc1                           22m   Filesystem
persistentvolume/my-pv2   1G         RWX            Retain           Bound    myns/my-pvc2                           22m   Filesystem
​
NAME                            STATUS   VOLUME   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE   VOLUMEMODE
persistentvolumeclaim/my-pvc1   Bound    my-pv1   1G         RWX                           22m   Filesystem
persistentvolumeclaim/my-pvc2   Bound    my-pv2   1G         RWX                           22m   Filesystem
​
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod/my-pod1   2/2     Running   0          7m43s   10.244.107.195   k8s-node3   <none>           <none>
pod/my-pod2   2/2     Running   0          7m43s   10.244.36.67     k8s-node1   <none>           <none>
​
[root@k8s-master pv]# ansible all -m shell -a "curl 10.244.107.195"  #访问产生日志
[root@k8s-master pv]# ansible all -m shell -a "curl 10.244.36.67"
​
[root@k8s-master pv]# cat pv1/access.log 
10.244.36.64 - - [07/Mar/2024:12:15:05 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 615 "-" "curl/7.29.0" "-"
10.244.169.128 - - [07/Mar/2024:12:15:05 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 615 "-" "curl/7.29.0" "-"
192.168.2.153 - - [07/Mar/2024:12:15:05 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 615 "-" "curl/7.29.0" "-"
[root@k8s-master pv]# cat pv2/access.log 
10.244.169.128 - - [07/Mar/2024:12:15:20 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 615 "-" "curl/7.29.0" "-"
192.168.2.151 - - [07/Mar/2024:12:15:20 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 615 "-" "curl/7.29.0" "-"
10.244.107.192 - - [07/Mar/2024:12:15:20 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 615 "-" "curl/7.29.0" "-"

5.模拟删除Pod后后端目录内数据不会受影响

[root@k8s-master pv]# kubectl get pods -n myns
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
my-pod1   2/2     Running   0          14m
my-pod2   2/2     Running   0          14m
[root@k8s-master pv]# kubectl delete pod my-pod1 my-pod2 -n myns
pod "my-pod1" deleted
pod "my-pod2" deleted
[root@k8s-master pv]# ll
total 12
-rw-r--r-- 1 root root 1011 Mar  7 20:14 pod.yaml
drwxr-xr-x 5 root root   74 Mar  7 20:16 pv1
drwxr-xr-x 5 root root   74 Mar  7 20:14 pv2
-rw-r--r-- 1 root root  353 Mar  6 21:54 pvc.yaml
-rw-r--r-- 1 root root  555 Mar  7 15:59 pv.yaml
[root@k8s-master pv]# cat pv1/access.log 
10.244.36.64 - - [07/Mar/2024:12:15:05 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 615 "-" "curl/7.29.0" "-"
10.244.169.128 - - [07/Mar/2024:12:15:05 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 615 "-" "curl/7.29.0" "-"
192.168.2.153 - - [07/Mar/2024:12:15:05 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 615 "-" "curl/7.29.0" "-"