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技术干货 | K8S如何引入Volumes?

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  • 译者:k8s


Number1


为什么引入Volume?

  • 当container crash的时候,kubelet将会重启它,里面之前运行的数据将会丢失,容器将以一个clean state的状态来启动。

  • 运行在pod中的containers通常会共享数据,volumes的概念就是为了解决这些问题。

Number2


现状

kubernetes中的volume有完整的lifetime,在pod中可以脱离Container而存在。container重启的时候,volume中的pod会被保存;pod消失的时候,volume也会消失。 kubernetes支持多种volumes的类型,pod可以使用同时使用多个volume。类型如下:

emptyDir 

hostPath 

gcePersistentDisk 

awsElasticBlockStore 

nfs 

iscsi 

flocker 

glusterfs 

rbd 

cephfs 

gitRepo 

secret 

persistentVolumeClaim 

downwardAPI 

projected 

azureFileVolume 

azureDisk 

vsphereVolume 

Quobyte 

PortworxVolume 

ScaleIO 

Number3


常用存储类型

emptyDir

emptyDir卷当pod分配给Node的时候会被创建,伴随这pod在该Node上运行整个过程。开始的时候为空的, pod中的containers可以读写emptyDir volume中的同一个文件,这个volume可以被挂载到容器相同或者不同的目录。但是如果pod在该node上被removed,那么emptyDir中的数据将会被永远的删除。注意:如果容器crashing pod没有从node上remove,emptyDir中的volume数据是safe的。

emptyDir的用途

  • 暂存空间,如基于磁盘的合并排序

  • 检查一个长时间的计算以恢复崩溃

  • 持有内容管理器容器在Web服务器容器提供数据时提取的文件

默认情况下,根据您的环境,emptyDir卷存储在任何介质中,可能是磁盘或SSD或网络存储。 但是,您可以将emptyDir.medium字段设置为“Memory”,以告诉Kubernetes为您安装tmpfs(RAM支持的文件系统)。 虽然tmpfs非常快,但请注意,与磁盘不同,tmpfs在机器重新启动时被清除,您写入的任何文件都会计入您的容器的内存限制。

Pod的例子:

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: test-pd

spec:

  containers:

  – image: gcr.io/google_containers/test-webserver

    name: test-container

    volumeMounts:

    – mountPath: /cache

      name: cache-volume

  volumes:

  – name: cache-volume

    emptyDir: {}

Hostpath

hostPath卷将文件或目录从主机节点的文件系统挂载到您的pod中。 这不是大多数Pods需要的,但它为某些应用提供了强大的逃生舱。 

比如,一些使用hostPath的例子:

运行需要访问Docker内部的容器; 使用/ var / lib / docker的hostPath

在容器中运行cAdvisor; 使用/ dev / cgroups的hostPath

使用的时候需要注意:

1. 具有相同配置的pod(例如从podTemplate创建的),可能因节点上的不同文件在不同节点上的行为不同。 

2. 当Kubernetes按计划添加资源感知调度时,它将无法解决hostPath使用的资源。 

3. 在底层主机上创建的目录只能由root写入。 您需要以特权容器的身份运行您的进程,或修改主机上的文件权限,以便能够写入hostPath卷。

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: test-pd

spec:

  containers:

  – image: gcr.io/google_containers/test-webserver

    name: test-container

    volumeMounts:

    – mountPath: /test-pd

      name: test-volume

  volumes:

  – name: test-volume

    hostPath:

      # directory location on host

      path: /data

gcePersistentDisk

awsElasticBlockStore

Nfs

nfs卷允许现有的NFS(网络文件系统)共享挂载到您的pod中。 不同于在删除Pod时被清除的emptyDir,nfs卷的内容将被保留,并且卷仅被卸载。 这意味着NFS卷可以预先填充数据,并且该数据可以在pod之间“切换”。 NFS可以同时由多个写入器安装。

 

nfs例子:

https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/examples/volumes/nfs

iSCSI

iscsi卷允许将现有iSCSI(基于IP的SCSI)卷安装到您的pod中。 不同于在删除Pod时被清除的emptyDir,将保留iscsi卷的内容,并且该卷仅被卸载。 这意味着可以使用数据预先填充一个iscsi卷,并且该数据可以在pod之间“切换”。

iSCSI的一个特点是它可以同时由多个消费者以只读方式安装。 这意味着您可以使用数据集预先填充卷,然后根据需要从多个pod中并行提供。 不幸的是,iSCSI卷只能由读写模式的单个消费者进行装载——不允许同时写入。

iSCSI例子

https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/examples/volumes/iscsi

Flocker

Flocker是一个开源的集群容器数据卷管理器。它提供由各种存储后端支持的数据卷的管理和编排。

Flocker卷允许将Flocker数据集挂载到pod中。如果Flocker中尚未存在数据集,则需要首先使用Flocker CLI或使用Flocker API创建数据集。如果数据集已经存在,它将被Flocker重新连接到调度盒的节点,这意味着数据可以根据需要在pod之间“切换”。

 

Flocker例子:

https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/examples/volumes/flocker

glusterfs

glusterfs卷允许将Glusterfs(开源网络文件系统)卷安装到您的pod中。不同于在删除Pod时被清除的emptyDir,保留了一个glusterfs卷的内容,并且该卷只是被卸载。这意味着可以使用数据预先填充一个glusterfs卷,并且该数据可以在pod之间“切换”。GlusterFS可以同时由多个写入器安装。

Rbd

cephfs

gitRepo

secret

秘密卷用于将敏感信息(如密码)传递给pod。 您可以将秘密存储在Kubernetes API中,并将其作为文件安装在pod上,而不直接与Kubernetes连接。 秘密卷由tmpfs(RAM支持的文件系统)支持,因此它们永远不会写入非易失性存储。

PersistentVolumeClaim

persistentVolumeClaim卷用于将PersistentVolume安装到pod中。PersistentVolumes是用户在不知道特定云环境的细节的情况下“声称”持久存储(如GCE PersistentDisk或iSCSI卷)的一种方式。

downwardAPI

一个向下的API卷被用于使向下的API数据可用于应用程序。它安装一个目录,并将所请求的数据写入纯文本文件。

https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/downward-api-volume-expose-pod-information/


projected

A projected volume可以映射很多volume源到相同的目录下, 当前,下面类型的volume sources支持的有:

secret

downwardAPI

configMap

例子:

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: volume-test

spec:

  containers:

  – name: container-test

    image: busybox

    volumeMounts:

    – name: all-in-one

      mountPath: “/projected-volume”

      readOnly: true

  volumes:

  – name: all-in-one

    projected:

      sources:

      – secret:

          name: mysecret

          items:

            – key: username

              path: my-group/my-username

      – downwardAPI:

          items:

            – path: “labels”

              fieldRef:

                fieldPath: metadata.labels

            – path: “cpu_limit”

              resourceFieldRef:

                containerName: container-test

                resource: limits.cpu

      – configMap:

          name: myconfigmap

          items:

            – key: config

              path: my-group/my-config

SubPath

有时,在一个pod中共享一个卷用于多个用途是有用的。 volumeMounts.subPath属性可用于指定引用卷而不是根的子路径。 

下面是一个LAMP stack的例子,Html内容映射到html文件目录下,databases存储在MySQL文件目录下:

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: my-lamp-site

spec:

    containers:

    – name: mysql

      image: mysql

      volumeMounts:

      – mountPath: /var/lib/mysql

        name: site-data

        subPath: mysql

    – name: php

      image: php

      volumeMounts:

      – mountPath: /var/www/html

        name: site-data

        subPath: html

    volumes:

    – name: site-data

      persistentVolumeClaim:

        claimName: my-lamp-site-data


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