目录
一、存储卷的分类
二、empty存储卷以及特点
三、hostpath存储卷以及特点
四、nfs存储卷以及特点
五、pvc存储卷
查看pv的定义
查看pvc的定义
实操：静态创建pv的方式 实现pvc存储卷
步骤一：先完成nfs的目录共享，需要准备不同的目录
步骤二：编写配置文件，完成静态pv的创建，设置访问模式和资源大小等
步骤三：编写pvc创建配置文件，完成创建，查看是否与pv绑定
步骤四：基于pvc存储卷创建pod
实操：基于nfs存储卷插件动态创建pv，实现pvc存储卷
步骤一：完成nfs共享准备
步骤二：创建 Service Account，用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限，设置 nfs-client 对 PV，PVC，StorageClass 等的规则
步骤三：使用 Deployment 来创建 NFS Provisioner
编辑 步骤四：创建 StorageClass，负责建立 PVC 并调用 NFS provisioner 进行预定的工作，并让 PV 与 PVC 建立关联
步骤五：创建pvc存储卷以及创建pod测试
六、总结
一、存储卷的分类
容器磁盘上的文件的生命周期是短暂的，这就使得在容器中运行重要应用时会出现一些问题。首先，当容器崩溃时，kubelet 会重启它，但是容器中的文件将丢失——容器以干净的状态（镜像最初的状态）重新启动（容器一旦被删除再次重建，那么数据都会丢失）。其次，在Pod中同时运行多个容器时，这些容器之间通常需要共享文件。Kubernetes 中的Volume抽象就很好的解决了这些问题。Pod中的容器通过Pause容器共享Volume。
查看支持的存储卷类型
kubectl explain pod.spec.volumes常用的有：
emptyDir、hostPath、nfs、persistentVolumeClaim
二、empty存储卷以及特点
当Pod被分配给节点时，首先创建emptyDir卷，并且只要该Pod在该节点上运行，该卷就会存在。正如卷的名字所述，它最初是空的。Pod 中的容器可以读取和写入emptyDir卷中的相同文件，尽管该卷可以挂载到每个容器中的相同或不同路径上。当出于任何原因从节点中删除 Pod 时，emptyDir中的数据将被永久删除。
piVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod01
namespace: default
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- name: myapp
image: soscscs/myapp:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- name: http
containerPort: 80
#定义容器挂载内容
volumeMounts:
#使用的存储卷名称，如果跟下面volume字段name值相同，则表示使用volume的这个存储卷
- name: html
#挂载至容器中哪个目录
mountPath: /usr/share/nginx/html/
- name: busybox
image: busybox:1.28
imagePullPolicy: IfNotPresent
volumeMounts:
- name: html
#在容器内定义挂载存储名称和挂载路径
mountPath: /data/
command: ['/bin/sh','-c','while true;do echo $(date) >> /data/index.html;sleep 2;done']
#定义存储卷
volumes:
#定义存储卷名称
- name: html
#定义存储卷类型
emptyDir: {}
在上面定义了2个容器，其中一个容器是输入日期到index.html中，然后另一个容器是否可以获取日期文件index.html。以验证两个容器之间挂载的emptyDir实现共享。
三、hostpath存储卷以及特点
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod01
namespace: default
spec:
containers:
- name: myapp
image: soscscs/myapp:v1
#定义容器挂载内容
volumeMounts:
#使用的存储卷名称，如果跟下面volume字段name值相同，则表示使用volume的这个存储卷
- name: html
#挂载至容器中哪个目录
mountPath: /usr/share/nginx/html
#读写挂载方式，默认为读写模式false
readOnly: false
#volumes字段定义了paues容器关联的宿主机或分布式文件系统存储卷
volumes:
#存储卷名称
- name: html
#路径，为宿主机存储路径
hostPath:
#在宿主机上目录的路径
path: /data/pod/volume1
#定义类型，这表示如果宿主机没有此目录则会自动创建
type: DirectoryOrCreate
删除pod，再重建，验证是否依旧可以访问原来的内容
删除pod，再重建，指定到node01节点，验证是否依旧可以访问原来的内容
四、nfs存储卷以及特点
准备好nfs共享
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-vol-nfs
namespace: default
spec:
containers:
- name: myapp
image: soscscs/myapp:v1
volumeMounts:
- name: html
mountPath: /usr/share/nginx/html
volumes:
- name: html
nfs: #存储卷类型为nfs
path: /opt/k8s #共享的目录为/opt/k8s
server: 192.168.20.10 #可以为主机名（但是做了hosts映射），或者ip也可以
删除nfs相关pod，再重新创建，可以得到数据的持久化存储
可以实现跨node节点的完成数据持久化
五、pvc存储卷
PV 全称叫做 Persistent Volume，持久化存储卷。它是用来描述或者说用来定义一个存储卷的，这个通常都是由运维工程师来定义。
PVC 的全称是 Persistent Volume Claim，是持久化存储的请求。它是用来描述希望使用什么样的或者说是满足什么条件的 PV 存储。
PVC 的使用逻辑：在 Pod 中定义一个存储卷（该存储卷类型为 PVC），定义的时候直接指定大小，PVC 必须与对应的 PV 建立关系，PVC 会根据配置的定义去 PV 申请，而 PV 是由存储空间创建出来的。PV 和 PVC 是 Kubernetes 抽象出来的一种存储资源。
上面介绍的PV和PVC模式是需要运维人员先创建好PV，然后开发人员定义好PVC进行一对一的Bond，但是如果PVC请求成千上万，那么就需要创建成千上万的PV，对于运维人员来说维护成本很高，Kubernetes提供一种自动创建PV的机制，叫StorageClass，它的作用就是创建PV的模板。
创建 StorageClass 需要定义 PV 的属性，比如存储类型、大小等；另外创建这种 PV 需要用到的存储插件，比如 Ceph 等。 有了这两部分信息，
Kubernetes 就能够根据用户提交的 PVC，找到对应的 StorageClass，然后 Kubernetes 就会调用 StorageClass 声明的存储插件，自动创建需要的 PV 并进行绑定。
PV是集群中的资源。 PVC是对这些资源的请求，也是对资源的索引检查。
PV和PVC之间的相互作用遵循这个生命周期：
Provisioning（配置）---> Binding（绑定）---> Using（使用）---> Releasing（释放） ---> Recycling（回收）
●Provisioning，即 PV 的创建，可以直接创建 PV（静态方式），也可以使用 StorageClass 动态创建
●Binding，将 PV 分配给 PVC
●Using，Pod 通过 PVC 使用该 Volume，并可以通过准入控制StorageProtection（1.9及以前版本为PVCProtection） 阻止删除正在使用的 PVC
●Releasing，Pod 释放 Volume 并删除 PVC
●Reclaiming，回收 PV，可以保留 PV 以便下次使用，也可以直接从云存储中删除
根据这 5 个阶段，PV 的状态有以下 4 种：
●Available（可用）：表示可用状态，还未被任何 PVC 绑定
●Bound（已绑定）：表示 PV 已经绑定到 PVC
●Released（已释放）：表示 PVC 被删掉，但是资源尚未被集群回收
●Failed（失败）：表示该 PV 的自动回收失败
//一个PV从创建到销毁的具体流程如下：
1、一个PV创建完后状态会变成Available，等待被PVC绑定。
2、一旦被PVC邦定，PV的状态会变成Bound，就可以被定义了相应PVC的Pod使用。
3、Pod使用完后会释放PV，PV的状态变成Released。
4、变成Released的PV会根据定义的回收策略做相应的回收工作。有
三种回收策略，Retain、Delete和Recycle。
- Retain就是保留现场，K8S集群什么也不做，等待用户手动去处理PV里的数据，处理完后，再手动删除PV。
- Delete策略，K8S会自动删除该PV及里面的数据。（对于动态配置的PV来说，默认回收策略为Delete。表示当用户删除对应的PVC时，动态配置的volume将被自动删除。）
- Recycle方式，K8S会将PV里的数据删除，然后把PV的状态变成Available，又可以被新的PVC绑定使用。（如果用户删除PVC，则删除卷上的数据，卷不会删除）
查看pv的定义
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata: #由于 PV 是集群级别的资源，即 PV 可以跨 namespace 使用，所以 PV 的 metadata 中不用配置 namespace
name:
spec
#查看pv定义的规格
kubectl explain pv.spec
spec:
nfs:（定义存储类型）
path:（定义挂载卷路径）
server:（定义服务器名称）
accessModes:（定义访问模型，有以下三种访问模型，以列表的方式存在，也就是说可以定义多个访问模式）
- ReadWriteOnce #（RWO）卷可以被一个节点以读写方式挂载。 ReadWriteOnce 访问模式也允许运行在同一节点上的多个 Pod 访问卷。
- ReadOnlyMany #（ROX）卷可以被多个节点以只读方式挂载。
- ReadWriteMany #（RWX）卷可以被多个节点以读写方式挂载。
#nfs 支持全部三种；iSCSI 不支持 ReadWriteMany（iSCSI 就是在 IP 网络上运行 SCSI 协议的一种网络存储技术）；HostPath 不支持 ReadOnlyMany 和 ReadWriteMany。
#新版本的k8s还增减了ReadWriteOncePod 表示可以与某一个pod进行绑定
capacity:（定义存储能力，一般用于设置存储空间）
storage: 2Gi （指定大小）
storageClassName: （自定义存储类名称，此配置用于绑定具有相同类别的PVC和PV）
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain #回收策略（Retain/Delete/Recycle）
#Retain（保留）：当用户删除与之绑定的PVC时候，这个PV被标记为released（PVC与PV解绑但还没有执行回收策略）且之前的数据依然保存在该PV上，但是该PV不可用，需要手动来处理这些数据并删除该PV。
#Delete（删除）：删除与PV相连的后端存储资源。对于动态配置的PV来说，默认回收策略为Delete。表示当用户删除对应的PVC时，动态配置的volume将被自动删除。（只有 AWS EBS, GCE PD, Azure Disk 和 Cinder 支持）
#Recycle（回收）：如果用户删除PVC，则删除卷上的数据，卷不会删除。（只有 NFS 和 HostPath 支持）查看pvc的定义
kubectl explain pvc #查看PVC的定义方式
KIND: PersistentVolumeClaim
VERSION: v1
FIELDS:
apiVersion <string>
kind <string>
metadata <Object>
spec <Object>
#PV和PVC中的spec关键字段要匹配，比如存储（storage）大小、访问模式（accessModes）、存储类名称（storageClassName）
kubectl explain pvc.spec
spec:
accessModes: （定义访问模式，必须是PV的访问模式的子集）
resources:
requests:
storage: （定义申请资源的大小）
storageClassName: （定义存储类名称，此配置用于绑定具有相同类别的PVC和PV）实操：静态创建pv的方式 实现pvc存储卷
步骤一：先完成nfs的目录共享，需要准备不同的目录
步骤二：编写配置文件，完成静态pv的创建，设置访问模式和资源大小等
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv001
labels:
name: pv001
spec:
nfs:
path: /opt/nfs/v1
server: 192.168.20.10
accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
capacity:
storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv002
labels:
name: pv002
spec:
nfs:
path: /opt/nfs/v2
server: 192.168.20.10
accessModes: ["ReadWriteOnce"]
capacity:
storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv003
labels:
name: pv003
spec:
nfs:
path: /opt/nfs/v3
server: 192.168.20.10
accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
capacity:
storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv004
labels:
name: pv004
spec:
nfs:
path: /opt/nfs/v4
server: 192.168.20.10
accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
capacity:
storage: 4Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv005
labels:
name: pv005
spec:
nfs:
path: /opt/nfs/v5
server: 192.168.20.10
accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
capacity:
storage: 5Gi
步骤三：编写pvc创建配置文件，完成创建，查看是否与pv绑定
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: mypvc #定义pvc的名称
namespace: default
spec:
accessModes: ["ReadWriteMany"]
resources:
requests:
storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-vol-pvc
namespace: default
spec:
containers:
- name: myapp
image: soscscs/myapp:v1
volumeMounts:
- name: html #与下面定义的存储卷名称一致
mountPath: /usr/share/nginx/html
volumes:
- name: html #定义的是pvc的名称
persistentVolumeClaim:
claimName: mypvc #通过名称调用定义的pvc
步骤四：基于pvc存储卷创建pod
静态创建PV的步骤：
1）准备好存储设备和共享目录
2）准备创建PV资源的配置文件，定义访问模式(ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany、ReadWriteMany)、存储空间大小、回收策略（Retain、Recycle、Delete）、存储设备类型、storageClassName等
3）准备创建PVC资源的配置文件，定义访问模式(必要条件，必须是PV支持的访问模式)、存储空间大小(默认就近选择大于等于指定大小的PV)、storageClassName等来绑定PV
4）创建Pod资源挂载PVC存储卷，定义卷类型为persistentVolumeClaim，并在容器配置中定义存储卷挂载点路径
实操：基于nfs存储卷插件动态创建pv，实现pvc存储卷
搭建 StorageClass + nfs-client-provisioner ，实现 NFS 的动态 PV 创建
Kubernetes 本身支持的动态 PV 创建不包括 NFS，所以需要使用外部存储卷插件分配PV。详见：https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/storage/storage-classes/
卷插件称为 Provisioner（存储分配器），NFS 使用的是 nfs-client，这个外部卷插件会使用已经配置好的 NFS 服务器自动创建 PV。
Provisioner：用于指定 Volume 插件的类型，包括内置插件（如 kubernetes.io/aws-ebs）和外部插件（如 external-storage 提供的 ceph.com/cephfs）。
步骤一：完成nfs共享准备
步骤二：创建 Service Account，用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限，设置 nfs-client 对 PV，PVC，StorageClass 等的规则
#创建service Account 账户，用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限
metadata:
name: nfs-client-provisioner
---
#创建集群角色
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
name: nfs-client-provisioner-clusterrole
rules:
- 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: ["list", "watch", "create", "update", "patch"]
- apiGroups: [""]
resources: ["endpoints"]
verbs: ["create", "delete", "get", "list", "watch", "patch", "update"]
---
#集群角色绑定
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
name: nfs-client-provisioner-clusterrolebinding
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: nfs-client-provisioner
namespace: default
roleRef:
kind: ClusterRole
name: nfs-client-provisioner-clusterrole
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
步骤三：使用 Deployment 来创建 NFS Provisioner
NFS Provisioner(即 nfs-client)，有两个功能：一个是在 NFS 共享目录下创建挂载点(volume)，另一个则是将 PV 与 NFS 的挂载点建立关联。
#由于 1.20 版本启用了 selfLink，所以 k8s 1.20+ 版本通过 nfs provisioner 动态生成pv会报错，解决方法如下：
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
spec:
containers:
- command:
- kube-apiserver
- --feature-gates=RemoveSelfLink=false #添加这一行
- --advertise-address=192.168.20.30
......
接下来以deployment的方式创建nfs的存储插件
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:
name: nfs-client-provisioner
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nfs-client-provisioner
strategy:
type: Recreate
template:
metadata:
labels:
app: nfs-client-provisioner
spec:
serviceAccountName: nfs-client-provisioner #指定Service Account账户
containers:
- name: nfs-client-provisioner
image: quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner:latest
imagePullPolicy: IfNotPresent
volumeMounts:
- name: nfs-client-root
mountPath: /persistentvolumes
env:
- name: PROVISIONER_NAME
value: nfs-storage #配置provisioner的Name，确保该名称与StorageClass资源中的provisioner名称保持一致
- name: NFS_SERVER
value: 192.168.20.10 #配置绑定的nfs服务器
- name: NFS_PATH
value: /opt/k8s #配置绑定的nfs服务器目录
volumes: #申明nfs数据卷
- name: nfs-client-root
nfs:
server: 192.168.20.10
path: /opt/k8s
步骤四：创建 StorageClass，负责建立 PVC 并调用 NFS provisioner 进行预定的工作，并让 PV 与 PVC 建立关联
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: nfs-client-storageclass
provisioner: nfs-storage #这里的名称要和provisioner配置文件中的环境变量PROVISIONER_NAME保持一致
parameters:
archiveOnDelete: "false" #false表示在删除PVC时不会对数据目录进行打包存档，即删除数据；为ture时就会自动对数据目录进行打包存档，存档文件以archived开头
步骤五：创建pvc存储卷以及创建pod测试
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: test-nfs-pvc
#annotations: volume.beta.kubernetes.io/storage-class: "nfs-client-storageclass" #另一种SC配置方式
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
storageClassName: nfs-client-storageclass #关联StorageClass对象
resources:
requests:
storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-storageclass-pod
spec:
containers:
- name: busybox
image: busybox:latest
imagePullPolicy: IfNotPresent
command:
- "/bin/sh"
- "-c"
args:
- "sleep 3600"
volumeMounts:
- name: nfs-pvc
mountPath: /mnt
restartPolicy: Never
volumes:
- name: nfs-pvc
persistentVolumeClaim:
claimName: test-nfs-pvc #与PVC名称保持一致
验证
六、总结
动态创建PV的步骤：
1）准备好存储设备和共享目录
2）如果是外置存储卷插件，需要先创建serviceaccount账户(Pod使用访问apiserver使用的账户)和RBAC授权(创建角色授予相关资源对象的操作权限，再将账户与角色绑定)，使得serviceaccount账户具有对PV、PVC、StorageClass等资源的操作权限
3）准备创建外置存储插件Pod资源的配置文件（外置存储插件在k8s集群中以pod形式运行），定义serviceaccount账户作为Pod的用户，并设置相关的环境变量(比如存储插件名称等)
4）创建StorageClass资源，provisioner要设置为存储插件名称
------------------------以上操作是一劳永逸的，
之后只需要创建PVC资源引用StorageClass就可以自动调用存储卷插件动态创建PV资源
------------------------
5）准备创建PVC资源的配置文件，定义访问模式、存储空间大小、storageClassName设置为StorageClass资源名称等来动态创建PV资源并绑定PV
6）创建Pod资源挂载PVC存储卷，定义卷类型为persistentVolumeClaim，并在容器配置中定义存储卷挂载点路径
![[数据结构]OJ一道------用栈实现队列](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/6216be4d4d7c4d338503853be34783cc.png)