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k8s之挂载本地磁盘到POD中

news 来源：原创 2024/11/16 22:47:58

写在前面

本文一起看下如何挂载本地的磁盘到POD中。

1：都需要哪些API对象

现实世界中的存储设备有非常非常多的种类，如本文要分析的计算机磁盘，还包括NFS(一种网络磁盘存储协议)，Ceph（一种分布式的文件存储系统），不管是哪种方式，最终都是通过将数据存储到硬盘来实现持久化，但是不同种类写入数据的方式是不相同的，k8s针对这些不同的存储目标进行抽象定义了PersistentValume API对象，如下：

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl api-resources|egrep -w 'PersistentVolume|KIND'
NAME                              SHORTNAMES   APIVERSION                             NAMESPACED   KIND
persistentvolumes                 pv           v1                                     false        PersistentVolume

现在不同存储系统的抽象已经有了，那么具体该怎么使用办呢？能不能让pv拥有这种能力呢？自然是可以的，但是这又不符合单一职责的原则了，所以对于这些存储系统的具体使用k8s又定义了一个新的API对象，Persistent Volume Claim,如下：

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl api-resources|egrep -w 'PersistentVolumeClaim|KIND'
NAME                              SHORTNAMES   APIVERSION                             NAMESPACED   KIND
persistentvolumeclaims            pvc          v1                                     true         PersistentVolumeClaim

最后，这么多的存储系统，当多了之后，混杂在一起，势必造成混乱，为此k8s又定义了StorageClass来进行分类维护，如下：

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl api-resources|egrep -w 'StorageClass|KIND'
NAME                              SHORTNAMES   APIVERSION                             NAMESPACED   KIND
storageclasses                    sc           storage.k8s.io/v1                      false        StorageClass

这样，需要用到的3个API对象我们就介绍完毕了，三者的关系我们可以参考下图：

在这里插入图片描述

下面我们看一个实际的例子。

2：挂载磁盘到POD中

毫无疑问，我们需要先定义磁盘的抽象PV，yaml如下：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: host-10m-pv

spec:
  storageClassName: host-test
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  capacity:
    storage: 10Mi
  hostPath:
    path: /tmp/host-10m-pv/

主要属性介绍如下：

name: host-10m-pv
    名字，见名知意，基于host的10m的pv
storageClassName: host-test
    存储class，进行分类，根据具体业务即可
- ReadWriteOnce
    读写策略，完整如下：
        ReadWriteOnce：存储卷可读可写，但只能被一个节点上的Pod挂载。
        ReadOnlyMany：存储卷只读不可写，可以被任意节点上的Pod多次挂载。
        ReadWriteMany：存储卷可读可写，也可以被任意节点上的Pod多次挂载。
    这里是本地磁盘，自然是只能被一个节点上的POD挂载
storage: 10Mi
    大小10MB，但这里使用的是国际标准，不同于我们用的KB（1024 byte）,MB(1024*1024 byte)，一定不要写错
path: /tmp/host-10m-pv/
    要挂载的本地磁盘目录，没有的话需要手动创建该目录

接着我们应用PV,如下：

kubectl apply -f host-path-pv.yml

在这里插入图片描述

接着我们就要来使用已经定义的PV了，方式自然是定义persistent volume claim，如下：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: host-5m-pvc

spec:
  storageClassName: host-test
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 5Mi

storage: 5Mi代表要求的大小是5MB，然后我们应用：

kubectl apply -f host-path-pv.yml

操作完成后k8s就会寻找存储class类型为host-test，大小满足5M的PV，最终找到了pv host-10m-pv，就将其给pvc host-5m-pvc使用，这个使用和被使用确定的过程，我们叫做绑定 bound，如下就显示二者就处于Bound状态了：

需要的是5m但有10m，此时怎么办呢？剩余5m就免费赠送了，因为没有更合适的了。

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get pv
NAME          CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                 STORAGECLASS   REASON   AGE
host-10m-pv   10Mi       RWO            Retain           Bound    default/host-5m-pvc   host-test               3h27m
dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get pvc
NAME          STATUS   VOLUME        CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
host-5m-pvc   Bound    host-10m-pv   10Mi       RWO            host-test      3h33m

此时PVC已经绑定了PV，接下来我们就该将PVC挂载到POD中了，定义POD如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: host-pvc-pod

spec:
  volumes:
  - name: host-pvc-vol
    persistentVolumeClaim:
      claimName: host-5m-pvc

  containers:
    - name: ngx-pvc-pod
      image: nginx:alpine
      ports:
      - containerPort: 80
      volumeMounts:
      - name: host-pvc-vol
        mountPath: /tmp

通过claimName: host-5m-pvc声明pvc host-5m-pvc为卷volume，然后在volumeMounts挂载卷到mountPath: /tmp目录中，如果一切顺利的话，我们在POD中的/tmp目录更新文件的内容都会同步写到宿主机Node的/tmp/host-10m-pv/目录，应用后，我们进入POD中验证，如下：

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl exec -it host-pvc-pod -- sh
/ # ls /tmp
/ # cd /tmp/
/tmp # ls
/tmp # touch a.txt
/tmp # echo "content writed by pod" > a.txt 
/tmp # cat a.txt 
content writed by pod
/tmp #

查看POD所在Node(注意这里一定要是POD所在的Node,不确定POD在哪里可通过-o wide确定)：

dongyunqi@mongomummy:~/k8s/images$ cd /tmp/host-10m-pv/
dongyunqi@mongomummy:/tmp/host-10m-pv$ ls
a.txt
dongyunqi@mongomummy:/tmp/host-10m-pv$ cat a.txt 
content writed by pod

这样就算POD销毁重建，新建的文件也依然在，也就实现了持久化，如下测试：

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl delete pod host-pvc-pod
pod "host-pvc-pod" deleted
dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl apply -f host-path-pod.yml 
pod/host-pvc-pod created
dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get pod
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
host-pvc-pod   1/1     Running   0          11s
dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl exec -it host-pvc-pod -- sh
/ # cat /tmp/a.txt 
content writed by pod
/ # exit
dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$