一、搭建 NFS 服务器
1、背景介绍
Kubernetes 对 Pod 进行调度时，以当时集群中各节点的可用资源作为主要依据，自动选择某一个可用的节点，并将 Pod 分配到该节点上。在这种情况下，Pod 中容器数据的持久化如果存储在所在节点的磁盘上，就会产生不可预知的问题，例如，当 Pod 出现故障，Kubernetes 重新调度之后，Pod 所在的新节点上，并不存在上一次 Pod 运行时所在节点上的数据。
为了使 Pod 在任何节点上都能够使用同一份持久化存储数据，我们需要使用网络存储的解决方案为 Pod 提供数据卷。常用的网络存储方案有：NFS/cephfs/glusterfs。
本文介绍一种使用 centos 搭建 nfs 服务器的方法。此方法仅用于测试目的，请根据您生产环境的实际情况，选择合适的 NFS 服务。
2、配置要求
本文以手动模式部署一个开发测试用集群为例，如果使用通过 Rook 支持 Ceph 存储方案，则不需要准备存储主机。每个主机的用途和需求是：
3、配置NFS服务器
3.1、配置环境
本文中所有命令都以 root 身份执行
关闭防火墙服务
# 停止并禁用防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld关闭并禁用SELinux
setenforce 0
sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config3.2、安装nfs-utils和rpcbind
yum install -y nfs-utils rpcbind3.3、创建存储的文件夹
# 创建文件夹
mkdir /nfs
# 更改归属组与用户
chown -R nfsnobody:nfsnobody /nfs3.4、配置NFS
执行命令vim /etc/exports，创建 exports 文件，文件内容如下：
# 编辑exports
vi /etc/exports
# 输入以下内容(格式：FS共享的目录 NFS客户端地址1(参数1,参数2,...) 客户端地址2(参数1,参数2,...))
/nfs 172.16.106.215/24(rw,async,no_root_squash)如果设置为 /nfs *(rw,async,no_root_squash) 则对所以的IP都有效
-
常用选项：
- ro：客户端挂载后，其权限为只读，默认选项；
- rw:读写权限；
- sync：同时将数据写入到内存与硬盘中；
- async：异步，优先将数据保存到内存，然后再写入硬盘；
- Secure：要求请求源的端口小于1024
-
用户映射：
- root_squash:当NFS客户端使用root用户访问时，映射到NFS服务器的匿名用户；
- no_root_squash:当NFS客户端使用root用户访问时，映射到NFS服务器的root用户；
- all_squash:全部用户都映射为服务器端的匿名用户；
- anonuid=UID：将客户端登录用户映射为此处指定的用户uid；
- anongid=GID：将客户端登录用户映射为此处指定的用户gi
3.5、设置开机启动并启动
执行以下命令，启动 nfs 服务:
rpcbind：
systemctl restart rpcbindnfs：
systemctl enable nfs && systemctl restart nfs3.6、查看是否有可用的NFS地址
检查配置是否生效：
showmount -e 127.0.0.14、客户端配置
- 本章节中所有命令都以 root 身份执行
- 服务器端防火墙开放111、662、875、892、2049的 tcp / udp 允许，否则远端客户无法连接。
4.1、安装nfs-utils和rpcbind
执行以下命令安装 nfs 客户端所需的软件包
yum install -y nfs-utils rpcbind4.2、创建挂载的文件夹
mkdir -p /nfs-data4.3、挂载nfs
执行以下命令挂载 nfs 服务器上的共享目录到本机路径/nfs-data
mount -t nfs -o nolock,vers=4 172.16.106.205:/nfs /nfs-data-
参数解释：
- mount：挂载命令
- o：挂载选项
- nfs :使用的协议
- nolock :不阻塞
- vers : 使用的NFS版本号
- IP : NFS服务器的IP（NFS服务器运行在哪个系统上，就是哪个系统的IP）
- /nfs: 要挂载的目录（Ubuntu的目录）
- /nfs-data : 要挂载到的目录（开发板上的目录，注意挂载成功后，/mnt下原有数据将会被隐藏，无法找到）
查看挂载：
df -h卸载挂载：
umount /nfs-data检查 nfs 服务器端是否有设置共享目录
# showmount -e $(nfs服务器的IP)
showmount -e 172.16.106.205
# 输出结果如下所示
Export list for 172.16.106.205:
/nfs *查看nfs版本
# 查看nfs服务端信息(服务端执行)
nfsstat -s
# 查看nfs客户端信息（客户端执行）
nfsstat -c5、写入一个测试文件
echo "hello nfs server" > /nfs-data/test.txt在 nfs 服务器上执行以下命令，验证文件写入成功：
cat /nfs/test.txt二、部署 NFS-Subdir-External-Provisioner 提供动态分配卷
1、NFS-Subdir-External-Provisioner 简介
NFS-Subdir-External-Provisioner是一个自动配置卷程序，它使用现有的和已配置的 NFS 服务器来支持通过持久卷声明动态配置 Kubernetes 持久卷。
持久卷被配置为：${namespace}-${pvcName}-${pvName}。
此组件是对 nfs-client-provisioner 的扩展，nfs-client-provisioner 已经不提供更新，且 nfs-client-provisioner 的 Github 仓库已经迁移到 NFS-Subdir-External-Provisioner 的仓库。
GitHub 地址：https://github.com/kubernetes-sigs/nfs-subdir-external-provisioner
2、创建 NFS 服务端
本文是具体介绍如何部署 NFS 动态卷分配应用 “NFS-Subdir-External-Provisioner”，所以部署前请确认已经存在 NFS 服务端，，如果非 Centos 系统，请先自行查找 NFS Server 安装方法。
这里 NFS 服务端环境为：
- IP地址：172.16.106.205
- 存储目录：/nfs/data
- 存储目录：/nfs/helm_data
3、部署 NFS Provisioner
3.1、创建 ServiceAccount
现在的 Kubernetes 集群大部分是基于 RBAC 的权限控制，所以创建一个一定权限的 ServiceAccount 与后面要创建的 “NFS Provisioner” 绑定，赋予一定的权限。
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
name: nfs-client-provisioner
namespace: default # 替换成你要部署的 Namespace
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: nfs-client-provisioner-runner
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["persistentvolumes"]
verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]
- apiGroups: [""]
resources: ["persistentvolumeclaims"]
verbs: ["get", "list", "watch", "update"]
- apiGroups: ["storage.k8s.io"]
resources: ["storageclasses"]
verbs: ["get", "list", "watch"]
- apiGroups: [""]
resources: ["events"]
verbs: ["create", "update", "patch"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: run-nfs-client-provisioner
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: nfs-client-provisioner
namespace: default
roleRef:
kind: ClusterRole
name: nfs-client-provisioner-runner
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: leader-locking-nfs-client-provisioner
namespace: default
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["endpoints"]
verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch"]
---
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: leader-locking-nfs-client-provisioner
namespace: default
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: nfs-client-provisioner
namespace: default
roleRef:
kind: Role
name: leader-locking-nfs-client-provisioner
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io创建 RBAC：
kubectl apply -f nfs-rbac.yaml3.2、部署 NFS-Subdir-External-Provisioner
创建 NFS Provisioner 部署文件，这里将其部署到 “default” Namespace 中。
nfs-provisioner-deploy.yaml：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nfs-client-provisioner
labels:
app: nfs-client-provisioner
spec:
replicas: 1
strategy:
type: Recreate ## 设置升级策略为删除再创建(默认为滚动更新)
selector:
matchLabels:
app: nfs-client-provisioner
template:
metadata:
labels:
app: nfs-client-provisioner
spec:
serviceAccountName: nfs-client-provisioner
containers:
- name: nfs-client-provisioner
#image: gcr.io/k8s-staging-sig-storage/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.0
image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/xngczl/nfs-subdir-external-provisione:v4.0.0
volumeMounts:
- name: nfs-client-root
mountPath: /persistentvolumes
env:
- name: PROVISIONER_NAME ## Provisioner的名称,以后设置的storageclass要和这个保持一致
value: nfs-client
- name: NFS_SERVER ## NFS服务器地址,需和valumes参数中配置的保持一致
value: 172.16.106.205
- name: NFS_PATH ## NFS服务器数据存储目录,需和valumes参数中配置的保持一致
value: /nfs/data
volumes:
- name: nfs-client-root
nfs:
server: 172.16.106.205 ## NFS服务器地址
path: /nfs/data ## NFS服务器数据存储目录创建 NFS Provisioner：
# -n: 指定应用部署的 Namespace
kubectl apply -f nfs-provisioner-deploy.yaml3.3、创建 NFS SotageClass
创建一个 StoageClass，声明 NFS 动态卷提供者名称为 “nfs-storage”。
nfs-storage.yaml:
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: nfs-storage
annotations:
storageclass.kubernetes.io/is-default-class: "false" ## 是否设置为默认的storageclass
provisioner: nfs-client ## 动态卷分配者名称，必须和上面创建的"provisioner"变量中设置的Name一致
parameters:
archiveOnDelete: "true" ## 设置为"false"时删除PVC不会保留数据,"true"则保留数据
mountOptions:
- hard ## 指定为硬挂载方式
- nfsvers=4 ## 指定NFS版本,这个需要根据NFS Server版本号设置创建 StorageClass：
kubectl apply -f nfs-storage.yaml3.4、创建 PVC 和 Pod 进行测试
3.4.1、创建测试 PVC
在 Namespace 下创建一个测试用的 PVC 并观察是否自动创建是 PV 与其绑定。
test-pvc.yaml：
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
name: test-pvc
spec:
storageClassName: nfs-storage #---需要与上面创建的storageclass的名称一致
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 1Mi创建 PVC：
kubectl apply -f test-pvc.yaml 查看 PVC 状态是否与 PV 绑定
利用 Kubectl 命令获取 pvc 资源，查看 STATUS 状态是否为 “Bound”。
$ kubectl get pvc test-pvc
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE
test-pvc Bound pvc-105a5f32-e4dd-4b1d-943b-c4f2ca498f60 1Mi RWO nfs-storage-new 45m3.4.2、创建测试 Pod 并绑定 PVC
创建一个测试用的 Pod，指定存储为上面创建的 PVC，然后创建一个文件在挂载的 PVC 目录中，然后进入 NFS 服务器下查看该文件是否存入其中。
test-pod.yaml：
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
name: test-pod
spec:
containers:
- name: test-pod
image: busybox:latest
command:
- "/bin/sh"
args:
- "-c"
- "touch /mnt/SUCCESS && exit 0 || exit 1" #创建一个名称为"SUCCESS"的文件
volumeMounts:
- name: nfs-pvc
mountPath: "/mnt"
restartPolicy: "Never"
volumes:
- name: nfs-pvc
persistentVolumeClaim:
claimName: test-pvc创建 Pod：
# -n：指定创建 Pod 的 Namespace
kubectl apply -f test-pod.yaml4、进入 NFS 服务器验证是否创建对应文件
进入 NFS 服务器的 NFS 挂载目录，查看是否存在 Pod 中创建的文件：
[root@nfs ~]# cd /nfs/data/
[root@nfs data]# ll
总用量 4
drwxrwxrwx 2 root root 4096 10月 17 12:29 default-test-pvc-pvc-e85690ac-311f-46fa-af88-9501e35f8582
[root@nfs data]# cd default-test-pvc-pvc-e85690ac-311f-46fa-af88-9501e35f8582/
[root@nfs default-test-pvc-pvc-e85690ac-311f-46fa-af88-9501e35f8582]# ll
总用量 0
-rw-r--r-- 1 root root 0 10月 17 12:29 SUCCESS
[root@nfs default-test-pvc-pvc-e85690ac-311f-46fa-af88-9501e35f8582]#可以看到已经生成 SUCCESS 该文件，并且可知通过 NFS Provisioner 创建的目录命名方式为“namespace名称-pvc名称-pv名称”，pv 名称是随机字符串，所以每次只要不删除 PVC，那么 Kubernetes 中的与存储绑定将不会丢失，要是删除 PVC 也就意味着删除了绑定的文件夹，下次就算重新创建相同名称的 PVC，生成的文件夹名称也不会一致，因为 PV 名是随机生成的字符串，而文件夹命名又跟 PV 有关,所以删除 PVC 需谨慎。
示例源码：