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Bulut0907

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Kubernetes(k8s)的Volume数据存储介绍和各种基本储存类型(EmptyDir、HostPath、NFS)的使用

Bulut0907 发布时间：2022-09-13 09:23:04 ，浏览量：4

目录
  • 1. 概述
  • 2. EmptyDir
    • 2.1 概述
    • 2.2 EmptyDir使用实战
    • 2.2.1 创建pod
      • 2.2.2 查看pod
      • 2.2.3 访问Pod中的Nginx：
      • 2.3.4 查看busybox容器的标准输出
  • 3. HostPath
    • 3.1 概述
    • 3.2 HostPath使用实战
    • 3.2.1 创建pod
      • 3.2.2 查看pod
      • 3.2.3 访问Pod中的Nginx：
      • 3.3.4 查看Pod所在node节点的日志
  • 4. NFS
    • 4.1 概述
    • 4.2 搭建NFS服务器
    • 4.3 NFS使用实战
    • 4.3.1 创建pod
      • 4.3.2 查看pod
      • 4.3.3 访问Pod中的Nginx：
      • 4.3.4 查看NFS远程主机的目录

1. 概述

Volumn定义在Pod上，然后被该Pod里面的多个容器挂载到具体的文件目录下。实现同一个Pod中不同容器之间的数据共享以及数据的持久化存储。Volume的生命周期不和Pod中的单个容器的生命周期有关。Volume的生命周期和Pod的生命周期关系需要根据储存类型来定

kubernetes支持的常见Volume类型如下：

  • 基本存储：EmptyDir、HostPath、NFS
  • 高级存储：PV、PVC
  • 配置存储：ConfigMap、Secret
2. EmptyDir 2.1 概述

EmptyDir在Pod被分配到Node时创建的，它的初始内容为空，并且无须指定宿主机上对应的目录文件，因为kubernetes会自动分配一个目录，当Pod销毁时，EmptyDir中的数据也会被永久删除

2.2 EmptyDir使用实战
  1. 先声明一个EmptyDir储存类型的volume
  2. 在一个Pod中准备两个容器nginx和busybox
  3. 将volume分别挂载到两个容器的目录中
  4. 然后nginx容器负责向volume中写日志，busybox中通过命令从volume读取日志文件内容到控制台

EmptyDir

2.2.1 创建pod

新建volume-emptydir.yaml文件，内容如下。然后运行pod

[root@k8s-master ~]# cat volume-emptydir.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: volume-emptydir
  namespace: dev
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:latest
      ports:
        - name: nginx-port
          containerPort: 80
          protocol: TCP
      volumeMounts:    # 将logs-volume挂载到nginx容器的/var/log/nginx目录, nginx会将用户的访问日志写入到该目录的access.log文件中
        - name: logs-volume
          mountPath: /var/log/nginx
    - name: busybox
      image: busybox:latest
      command: ["/bin/sh", "-c", "tail -f /logs/access.log"] 
      volumeMounts:    # 将logs-volume挂载到busybox容器中的/logs目录
        - name: logs-volume
          mountPath: /logs
  volumes:    # 声明volume
    - name: logs-volume
      emptyDir: {}
[root@k8s-master ~]# 
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f volume-emptydir.yaml 
pod/volume-emptydir created
[root@k8s-master ~]#
2.2.2 查看pod 
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod volume-emptydir -n dev -o wide
NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
volume-emptydir   2/2     Running   0          56s   10.244.169.181   k8s-node2              
[root@k8s-master ~]#
2.2.3 访问Pod中的Nginx： 
[root@k8s-master ~]# curl 10.244.169.181



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html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }



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[root@k8s-master ~]#
2.3.4 查看busybox容器的标准输出 
[root@k8s-master ~]# kubectl logs volume-emptydir -c busybox -f -n dev
10.244.235.192 - - [23/May/2022:08:04:45 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 615 "-" "curl/7.29.0" "-"
3. HostPath 3.1 概述

HostPath就是将Node主机中的一个实际目录挂载到Pod中，以供容器使用。即使Pod销毁，数据依旧可以保存在Node主机上

3.2 HostPath使用实战
  1. 先声明一个HostPath储存类型的volume，数据储存在Node主机的目录中
  2. 在一个Pod中准备两个容器nginx和busybox
  3. 将volume分别挂载到两个容器的目录中
  4. 然后nginx容器负责向volume中写日志，busybox中通过命令从volume读取日志文件内容到控制台

HostPath

3.2.1 创建pod

新建volume-hostpath.yaml文件，内容如下。然后运行pod

[root@k8s-master ~]# cat volume-hostpath.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: volume-hostpath
  namespace: dev
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:latest
      ports:
        - name: nginx-port
          containerPort: 80
          protocol: TCP
      volumeMounts:    # 将logs-volume挂载到nginx容器的/var/log/nginx目录, nginx会将用户的访问日志写入到该目录的access.log文件中
        - name: logs-volume
          mountPath: /var/log/nginx
    - name: busybox
      image: busybox:latest
      command: ["/bin/sh", "-c", "tail -f /logs/access.log"] 
      volumeMounts:    # 将logs-volume挂载到busybox容器中的/logs目录
        - name: logs-volume
          mountPath: /logs
  volumes:    # 声明volume
    - name: logs-volume
      hostPath:
        path: /root/logs
        type: DirectoryOrCreate
[root@k8s-master ~]# 
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f volume-hostpath.yaml 
pod/volume-hostpath created
[root@k8s-master ~]#

type的值说明：

  • DirectoryOrCreate：目录存在就使用，不存在就先创建
  • Directory：目录必须存在
  • FileOrCreate：文件存在就使用，不存在就先创建
  • File：文件必须存在
  • Socket：unix socket必须存在
  • CharDevice：字符设备必须存在
  • BlockDevice：块设备必须存在
3.2.2 查看pod 
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod volume-hostpath -n dev -o wide
NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
volume-hostpath   2/2     Running   0          2m47s   10.244.169.180   k8s-node2              
[root@k8s-master ~]#
3.2.3 访问Pod中的Nginx： 
[root@k8s-master ~]# curl 10.244.169.180



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[root@k8s-master ~]#
3.3.4 查看Pod所在node节点的日志 
[root@k8s-node2 ~]# ll logs/
总用量 8
-rw-r--r--. 1 root root  95 5月  23 16:24 access.log
-rw-r--r--. 1 root root 510 5月  23 16:20 error.log
[root@k8s-node2 ~]#

如果在此目录中创建文件，到容器中也是可以看到的

4. NFS 4.1 概述

HostPath虽然可以解决数据持久化的问题，但是一旦Node节点故障了，Pod如果转移到别的Node节点上，又会出现问题。此时需要准备单独的网络存储系统，比较常用的是NFS和CIFS

NFS是一个网络文件存储系统，可以搭建NFS服务器，然后将Pod中的存储直接连接到NFS系统上。无论Pod在节点上怎么转移，只要Node和NFS的对接没有问题，数据就可以成功访问

NFS

4.2 搭建NFS服务器

生产环境可以使用nfs + keepalived做高可用防止单点故障，rsync + inotify实现主备间共享数据同步

我们这里测试环境只搭建一台NFS服务器

  1. 安装NFS服务(客户端只需安装NFS服务即可，用于客户端驱动NFS设备)
[root@nfs ~]# yum install -y nfs-utils
  1. 准备共享目录
[root@nfs ~]# mkdir -p /root/data/nfs
  1. 将共享目录以读写权限暴露给192.168.23.0/24网段中的所有主机
[root@nfs ~]# cat /etc/exports
/root/data/nfs 192.168.23.0/24(rw,no_root_squash)
[root@nfs ~]#

其中no_root_squash表示：NFS客户端连接服务端时如果使用的是root的话，那么对服务端共享目录也拥有root权限

  1. 启动NFS服务
[root@nfs ~]# systemctl start nfs
4.3 NFS使用实战
  1. 先声明一个NFS储存类型的volume，数据储存在远程主机的目录中
  2. 在一个Pod中准备两个容器nginx和busybox
  3. 将volume分别挂载到两个容器的目录中
  4. 然后nginx容器负责向volume中写日志，busybox中通过命令从volume读取日志文件内容到控制台
4.3.1 创建pod

新建volume-nfs.yaml文件，内容如下。然后运行pod

[root@k8s-master ~]# cat volume-nfs.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: volume-nfs
  namespace: dev
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:latest
      ports:
        - name: nginx-port
          containerPort: 80
          protocol: TCP
      volumeMounts:    # 将logs-volume挂载到nginx容器的/var/log/nginx目录, nginx会将用户的访问日志写入到该目录的access.log文件中
        - name: logs-volume
          mountPath: /var/log/nginx
    - name: busybox
      image: busybox:latest
      command: ["/bin/sh", "-c", "tail -f /logs/access.log"] 
      volumeMounts:    # 将logs-volume挂载到busybox容器中的/logs目录
        - name: logs-volume
          mountPath: /logs
  volumes:    # 声明volume
    - name: logs-volume
      nfs:
        server: 192.168.23.31    # NFS服务器地址
        path: /root/data/nfs     # NFS服务器的共享目录
[root@k8s-master ~]# 
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f volume-hostpath.yaml 
pod/volume-nfs created
[root@k8s-master ~]#
4.3.2 查看pod 
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod volume-nfs -n dev -o wide
NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
volume-nfs   2/2     Running   0          65s   10.244.169.182   k8s-node2              
[root@k8s-master ~]#
4.3.3 访问Pod中的Nginx： 
[root@k8s-master ~]# curl 10.244.169.182



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body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }



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[root@k8s-master ~]#
4.3.4 查看NFS远程主机的目录 
[root@nfs ~]# ll data/nfs
总用量 8
-rw-r--r--. 1 root root  95 5月  23 17:09 access.log
-rw-r--r--. 1 root root 510 5月  23 17:08 error.log
[root@nfs ~]#

如果在此目录中创建文件，到容器中也是可以看到的

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