文章目录
- 1.Ceph集群使用RBD块存储与K8S集成简介
- 2.Ceph集群RBD块存储与K8S Volume集成
- 2.1.在Ceph集群中创建K8S集群使用的块存储
- 2.2.创建用于K8S访问Ceph RBD块设备的认证用户
- 2.3.将认证用户的Key存储在K8S Secret资源中
- 2.4.在K8S集群的所有节点中安装Ceph命令
- 2.5.创建Pod资源使用Ceph集群的RBD块存储进行数据持久化
- 2.6.查看Pod资源挂载的RBD信息
1.Ceph集群使用RBD块存储与K8S集成简介
在K8S集群中为Pod资源提供数据持久化，大致分为三种解决方案：
- Volume
- Volume持久化有三种类型分别是EmptyDir、HostPath、NFS。
- Volume是K8S集群中较为简单的数据持久化方案，无需创建其他资源，直接在Pod资源编排文件中声明Volume卷，即可挂载使用。
- PV、PVC
- PV和PVC是一种高级类型的持久化存储费方案，PV负责与底层存储系统进行对接，PVC从PV中分配一定的资源，最后由PVC挂载到Pod中。
- StorageClass
- 更加高级的一种持久化存储方案，由StorageClass提供一个数据持久化资源池，当Pod需要持久化数据时，直接从StorageClass中自动创建出PV和PVC，最后挂载到Pod资源中。
无论使用哪种持久化方案，最常用的方式是通过NFS或者NAS来实现，今天通过Ceph分布式集群中的RBD块存储来实现Pod数据的持久化。
2.Ceph集群RBD块存储与K8S Volume集成
2.1.在Ceph集群中创建K8S集群使用的块存储
1.创建一个Pool资源池
[root@ceph-node-1 ~]# ceph osd pool create kubernetes_data 16 16
pool 'kubernetes_data' created
2.在资源池中创建块存储设备
[root@ceph-node-1 ~]# rbd create --image-feature layering kubernetes_data/rbd_volume_data.img --size 10G
3.查看创建的块存储设备
[root@ceph-node-1 ~]# rbd -p kubernetes_data ls
rbd_volume_data.img
4.查看块存储设备的信息
[root@ceph-node-1 ~]# rbd info kubernetes_data/rbd_volume_data.img
rbd image 'rbd_volume_data.img':
size 10 GiB in 2560 objects
order 22 (4 MiB objects)
snapshot_count: 0
id: ad8a1b33e8b
block_name_prefix: rbd_data.ad8a1b33e8b
format: 2
features: layering
op_features:
flags:
create_timestamp: Mon Apr 11 23:00:30 2022
access_timestamp: Mon Apr 11 23:00:30 2022
modify_timestamp: Mon Apr 11 23:00:30 2022
2.2.创建用于K8S访问Ceph RBD块设备的认证用户
K8S想要访问Ceph中的RBD块设备，必须通过一个认证用户才可以访问，如果没有认证用户则无法访问Ceph集群中的块设备。
命令格式：ceph auth get-or-create {用户名称} mon '{访问mon的方式}' osd '{访问osd的方式}'
[root@ceph-node-1 ~]# ceph auth get-or-create client.kubernetes mon 'profile rbd' osd 'profile rbd pool=kubernetes_data'
[client.kubernetes]
key = AQBlRVRibbqzJRAAD3lacYaxRloTVTio6e+10A==
命令解释：创建了一个client.kubernetes名称的Ceph认证用户，访问mon的方式是以RBD块存储形式访问，访问OSD的方式也是以块存储RBD方式访问Pool资源池。
查看创建的认证用户。
[root@ceph-node-1 ~]# ceph auth list
可以看到Ceph的认证用户都是以client开头，每一个用户都有对mon和osd的访问方式。
2.3.将认证用户的Key存储在K8S Secret资源中
将认证用户的key通过Base64进行加密，存储在K8S的Secret资源中。
1）将key通过Base64进行加密
[root@ceph-node-1 ~]# echo AQBlRVRibbqzJRAAD3lacYaxRloTVTio6e+10A== | base64
QVFCbFJWUmliYnF6SlJBQUQzbGFjWWF4UmxvVFZUaW82ZSsxMEE9PQo=
2）将加密后的Key存储在Secret资源中
[root@k8s-master volumes]# vim rbd-volume-secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: rbd-volume-secret
type: "kubernetes.io/rbd"
data:
key: QVFCbFJWUmliYnF6SlJBQUQzbGFjWWF4UmxvVFZUaW82ZSsxMEE9PQo=
3）创建Secret资源
RBD的Secret要与Pod在同一Namespace下，如果不同的Namespace的Pod都需要使用RBD进行存储，则需要在每个Namespace下都进行创建。
[root@k8s-master volumes]# kubectl apply -f rbd-volume-secret.yaml
secret/rbd-volume-secret created
[root@k8s-master volumes]# kubectl get secret
NAME TYPE DATA AGE
rbd-volume-secret kubernetes.io/rbd 1 16s
default-token-fbknq kubernetes.io/service-account-token 3 60d
2.4.在K8S集群的所有节点中安装Ceph命令
不安装ceph命令将无法成功挂载块设备。
[root@k8s-master ~]# yum -y install ceph-common
[root@k8s-node1 ~]# yum -y install ceph-common
[root@k8s-node2 ~]# yum -y install ceph-common
2.5.创建Pod资源使用Ceph集群的RBD块存储进行数据持久化
1）编写Pod资源使用RBD块存储的资源编排文件
[root@k8s-master volumes]# vim rbd-volumes-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: rbd-volumes-pod
spec:
nodeName: k8s-node1
containers:
- name: rbd-volumes-pod
image: nginx:1.15
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- name: web
containerPort: 80
protocol: TCP
volumeMounts:
- name: rbd-volume
mountPath: /data
volumes:
- name: rbd-volume
rbd:
monitors:
- 192.168.20.20:6789
- 192.168.20.21:6789
- 192.168.20.22:6789
pool: kubernetes_data
image: rbd_volume_data.img
fsType: ext4
user: kubernetes
secretRef:
name: rbd-volume-secret
2）创建Pod资源
[root@k8s-master volumes]# kubectl apply -f rbd-volumes-pod.yaml
pod/rbd-volumes-pod created
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod
[root@k8s-master volumes]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
rbd-volumes-pod 1/1 Running 0 3s
2.6.查看Pod资源挂载的RBD信息
1）进入Pod中查看挂载的RBD信息
可以看到Pod成功挂载上了RBD块存储，和之前做块设备映射一样，也是将块设备映射成了一块名为/dev/rbd0的裸磁盘，然后挂载到了/data目录中。
[root@k8s-master volumes]# kubectl exec -it rbd-volumes-pod bash
root@rbd-volumes-pod:/# df -hT /data
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/rbd0 ext4 9.8G 37M 9.7G 1% /data
2）在宿主机上查看挂载的RBD信息
为什么会在Pod中看到挂载的RBD块设备映射的磁盘，其实是宿主机将块设备映射的磁盘挂载到了容器的某个路径中，这才导致在Pod里显示的是一块RBD磁盘挂载。
首先查看Pod运行在了哪个Node节点上，然后查看RBD块设备的挂载信息。
[root@k8s-node1 ~]# df -HT /dev/rbd0
文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/rbd0 ext4 11G 38M 11G 1% /var/lib/kubelet/plugins/kubernetes.io/rbd/mounts/kubernetes_data-image-rbd_volume_data.img
3）当Pod资源被删除后观察NOde节点挂载的RBD状态
当Pod资源被删除后，Node节点挂载的RBD块设备自动删除。
[root@k8s-master volumes]# kubectl delete -f rbd-volumes-pod.yaml
pod "rbd-volumes-pod" deleted
[root@k8s-node1 ~]# df -HT /dev/rbd0
df: "/dev/rbd0": 没有那个文件或目录
4）多个Pod同时使用一个块存储设备会有什么效果
一个块设备映射的磁盘只能被一个节点进行挂载，如果多个Pod资源分布在不同Node节点上，多个Node节点都要挂载这一个块存储映射的磁盘将会报错。
Warning FailedMount 5s kubelet MountVolume.WaitForAttach failed for volume "rbd-volume" : rbd image kubernetes_data/rbd_volume_data.img is still being used
若是多个Pod都调度在同一个Node节点上，那么可以同时使用同一块块存储设备持久化Pod中的数据，并且也Pod可以启动成功。
[root@k8s-master volumes]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
rbd-volumes-pod 1/1 Running 0 7m12s 100.111.156.122 k8s-node1 <none> <none>
rbd-volumes-pod-2 1/1 Running 0 8s 100.111.156.120 k8s-node1 <none> <none>
类似于共享存储的效果，如下图所示，都是挂载的一块块设备，任何Pod在里面写数据，其他的Pod都可以读取。
