1、存储卷概述
由于容器本身是非持久化的，因此需要解决在容器中运行应用程序遇到的一些问题。首先，当容器崩溃时，kubelet将重新启动容器，但是写入容器的文件将会丢失，容器将会以镜像的初始状态重新开始；第二，在通过一个Pod中一起运行的容器，通常需要共享容器之间一些文件。Kubernetes通过存储卷解决上述的两个问题。
在Docker有存储卷的概念卷，但Docker中存储卷只是磁盘的或另一个容器中的目录，并没有对其生命周期进行管理。Kubernetes的存储卷有自己的生命周期，它的生命周期与使用的它Pod生命周期一致。因此，相比于在Pod中运行的容器来说，存储卷的存在时间会比的其中的任何容器都长，并且在容器重新启动时会保留数据。当然，当Pod停止存在时，存储卷也将不再存在。在Kubernetes支持多种类型的卷，而Pod可以同时使用各种类型和任意数量的存储卷。在Pod中通过指定下面的字段来使用存储卷：
- spec.volumes：通过此字段提供指定的存储卷
- spec.containers.volumeMounts：通过此字段将存储卷挂接到容器中
2、存储卷类型和示例
当前Kubernetes支持如下所列这些存储卷类型，并以hostPath、nfs和persistentVolumeClaim类型的存储卷为例，介绍如何定义存储卷，以及如何在Pod中被使用。
- awsElasticBlockStore
- azureDisk
- azureFile
- cephfs
- configMap
- csi
- downwardAPI
- emptyDir
- fc (fibre channel)
- flocker
- gcePersistentDisk
- gitRepo
- glusterfs
- hostPath
- iscsi
- local
- nfs
- persistentVolumeClaim
- projected
- portworxVolume
- quobyte
- rbd
- scaleIO
- secret
- storageos
- vsphereVolume
2.1 hostPath
hostPath类型的存储卷用于将宿主机的文件系统的文件或目录挂接到Pod中，除了需要指定path字段之外，在使用hostPath类型的存储卷时，也可以设置type，type支持的枚举值由下表。另外在使用hostPath时，需要注意下面的事项：
- 具有相同配置的Pod（例如：从同一个podTemplate创建的），可能会由于Node的文件不同，而行为不同。
- 在宿主机上创建的文件或目录，只有root用户具写入的权限。您要么在容器中以root身份运行进程，要么在主机上修改的文件或目录的权限，以便具备写入内容到hostPath的存储卷中。
| 值 | 行为 |
|---|---|
| 空字符串（默认）是用于向后兼容，这意味着在挂接主机路径存储卷之前不执行任何检查。 | |
DirectoryOrCreate |
如果path指定目录不存在，则会在宿主机上创建一个新的目录，并设置目录权限为0755，此目录与kubelet拥有一样的组和拥有者。 |
Directory |
path指定的目标必需存在 |
FileOrCreate |
如果path指定的文件不存在，则会在宿主机上创建一个空的文件，设置权限为0644，此文件与kubelet拥有一样的组和拥有者。 |
File |
path指定的文件必需存在 |
Socket |
path指定的UNIX socket必需存在 |
CharDevice |
path指定的字符设备必需存在 |
BlockDevice |
在path给定路径上必须存在块设备。 |
下面是使用hostPath作为存储卷的YAML文件，此YAML文件定义了一个名称为test-pd的Pod资源。它通过hostPath类型的存储卷，将Pod宿主机上的/data挂接到容器中的/teset-pd目录。
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: test-pd spec: containers: - image: k8s.gcr.io/test-webserver name: test-container # 指定在容器中挂接路径 volumeMounts: - mountPath: /test-pd name: test-volume # 指定所提供的存储卷 volumes: - name: test-volume hostPath: # 宿主机上的目录 path: /data # this field is optional type: Directory
2.2 NFS
在Kubernetes中，可以通过nfs类型的存储卷将现有的NFS（网络文件系统）到的挂接到Pod中。在移除Pod时，NFS存储卷中的内容被不会被删除，只是将存储卷卸载而已。这意味着在NFS存储卷总可以预先填充数据，并且可以在Pod之间共享数据。NFS可以被同时挂接到多个Pod中，并能同时进行写入。需要注意的是：在使用nfs存储卷之前，必须已正确部署和运行NFS服务器，并已经设置了共享目录。
下面是一个redis部署的YAML配置文件，redis在容器中的持久化数据保存在/data目录下；存储卷使用nfs，nfs的服务地址为：192.168.8.150，存储路径为：/k8s-nfs/redis/data。容器通过volumeMounts.name的值确定所使用的存储卷。
apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2 kind: Deployment metadata: name: redis spec: selector: matchLabels: app: redis revisionHistoryLimit: 2 template: metadata: labels: app: redis spec: containers: # 应用的镜像 - image: redis name: redis imagePullPolicy: IfNotPresent # 应用的内部端口 ports: - containerPort: 6379 name: redis6379 env: - name: ALLOW_EMPTY_PASSWORD value: "yes" - name: REDIS_PASSWORD value: "redis" # 持久化挂接位置，在docker中 volumeMounts: - name: redis-persistent-storage mountPath: /data volumes: # 宿主机上的目录 - name: redis-persistent-storage nfs: path: /k8s-nfs/redis/data server: 192.168.8.150
2.3 persistentVolumeClaim
persistentVolumeClaim类型存储卷将PersistentVolume挂接到Pod中作为存储卷。使用此类型的存储卷，用户并不知道存储卷的详细信息。
此处定义名为busybox-deployment的部署YAML配置文件，使用的镜像为busybox。基于busybox镜像的容器需要对/mnt目录下的数据进行持久化，在YAML文件指定使用名称为nfs的PersistenVolumeClaim对容器的数据进行持久化。
# This mounts the nfs volume claim into /mnt and continuously # overwrites /mnt/index.html with the time and hostname of the pod. apiVersion: v1 kind: Deployment metadata: name: busybox-deployment spec: replicas: 2 selector: name: busybox-deployment template: metadata: labels: name: busybox-deployment spec: containers: - image: busybox command: - sh - -c - 'while true; do date > /mnt/index.html; hostname >> /mnt/index.html; sleep $(($RANDOM % 5 + 5)); done' imagePullPolicy: IfNotPresent name: busybox volumeMounts: # name must match the volume name below - name: nfs mountPath: "/mnt" volumes: - name: nfs persistentVolumeClaim: claimName: nfs-pvc
参考资料
1.《Volumes》地址：https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/volumes/
2.《nfs》地址：https://github.com/kubernetes-incubator/external-storage/tree/master/nfs
本文转自中文社区-Kubernetes-存储卷Volume