k8s之数据存储-基本存储

2023-12-10 17:35:27

EmptyDir

EmptyDir是最基础的Volume类型，一个EmptyDir就是Host上的一个空目录。

EmptyDir是在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k8s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。

EmptyDir用途如下：

临时空间，例如某些应用程序运行时所需的临时目录，且无须永久保留
一个容器需要从另一个容器中获取数据的目录（多容器共享目录）

接下来，通过一个容器之间文件共享的案例来使用一下EmptyDir。

在一个Pod中准备两个容器nginx和busybox，然后声明一个Volume分别挂载到两个容器的目录中，然后nginx容器负责向Volume中写日志，busybox中通过命令将日志内容读到控制台。

创建一个volume-emptydir.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata: 
  name: volume-emptydir
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.14-alpine
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:  #将logs-volume挂载到nginx容器中，对应的目录为 /var/log/nginx
    - name: logs-volume
      mountPath: /var/log/nginx
  - name: busybox
    image: busybox:1.30
    command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"] #初始命令，动态读取指定文件中内容
    volumeMounts: #将logs-volume挂载到busybox容器中，对应的目录为 /logs
    - name: logs-volume
      mountPath: /logs
  volumes: #声明volume，name为logs-volume，类型为emptyDir
  - name: logs-volume
    emptyDir: {}

使用配置文件

[root@master ~]# vim volume-emptydir.yaml
[root@master ~]# kubectl create -f volume-emptydir.yaml 
pod/volume-emptydir created
[root@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          21s   10.244.1.35   node1   <none>           <none>

新开一个xshell窗口，通过kubect logs命令查看指定容器的标准输出

[root@master ~]# kubectl logs -f volume-emptydir -n dev -c busybox

测试访问 pod的IP:80端口，查看2窗口的变化

#1号窗口
[root@master ~]# curl 10.244.1.35:80
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>

#2号窗口
[root@master ~]# kubectl logs -f volume-emptydir -n dev -c busybox
10.244.0.0 - - [15/Aug/2021:02:39:17 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 612 "-" "curl/7.29.0" "-"

HostPath

由于EmptyDir中数据不会被持久化，它会随着Pod的结束而销毁，如果想简单地将数据持久化到主机中，可以选择HostPath。

HostPath就是将Node主机中一个实际目录挂载到Pod中，以供容器使用，这样的设计就可以保证Pod销毁了，但是数据依旧可以存在于Node主机上。

创建一个volume-hostpath.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata: 
  name: volume-hostpath
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:  #将logs-volume挂载到nginx容器中，对应的目录为 /var/log/nginx
    - name: logs-volume
      mountPath: /var/log/nginx
  - name: busybox
    image: busybox:1.30
    command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"] #初始命令，动态读取指定文件中内容
    volumeMounts: #将logs-volume挂载到busybox容器中，对应的目录为 /logs
    - name: logs-volume
      mountPath: /logs
  volumes:
  - name: logs-volume
    hostPath: 
      path: /root/logs
      type: DirectoryOrCreate  #目录存在就使用，不存在就先创建后使用

关于type值的说明：
  DirectoryOrCreate  目录存在就使用，不存在就先创建后使用
  Directory  目录必须存在
  FileOrCreate  文件存在就使用，不存在就先创建后使用
  File 文件必须存在
  Socket unix套接字必须存在
  CharDevice  字符设备必须存在
  BlockDevice  块设备必须存在

使用配置文件

[root@master ~]# vim volume-hostpath.yaml
[root@master ~]# kubectl create -f volume-hostpath.yaml 
pod/volume-hostpath created
[root@master ~]# kubectl get pods volume-hostpath -n dev -o wide
NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
volume-hostpath   2/2     Running   0          15s   10.244.1.36   node1   <none>           <none>

可以发现pod被分配到了node1，那么node1上应该就会找到相应的目录，打开node1的xshell窗口进行查看

[root@node1 ~]# ls /root/logs
access.log  error.log
[root@node1 ~]# tail -f /root/logs/access.log

从master上进行访问nginx，然后查看node1的变化，可以发现一旦访问nginx，node1就会输入日志

#master节点
[root@master ~]# curl 10.244.1.36:80

#node1节点
[root@node1 ~]# tail -f /root/logs/access.log 
10.244.0.0 - - [15/Aug/2021:03:08:28 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 612 "-" "curl/7.29.0" "-"

删除pod，查看日志是否还会存在

[root@master ~]# kubectl delete -f volume-hostpath.yaml 
pod "volume-hostpath" deleted

#查看node1文件，发现文件依然存在
[root@node1 ~]# ls /root/logs
access.log  error.log
[root@node1 ~]# more /root/logs/access.log
10.244.0.0 - - [15/Aug/2021:03:08:28 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 612 "-" "curl/7.29.0" "-"

NFS

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

NFS是一个网络文件存储系统，可以搭建一台NFS服务器，然后将Pod中的存储直接连接到NFS系统上，这样的话，无论Pod在节点上怎么转移，只要Node跟NFS的对接没问题，数据就可以成功访问。

首先要准备nfs的服务器，这里为了简单，直接是master节点做nfs服务器

#在master上安装nfs服务
[root@master ~]# yum install nfs-utils -y

#准备一个共享目录
[root@master ~]# mkdir /root/data/nfs -pv
mkdir: 已创建目录 "/root/data"
mkdir: 已创建目录 "/root/data/nfs"

#将共享目录以读写权限暴露给 你的虚拟机IP前9位.0/24网段中的所有主机（例如192.123.456.0/24）
[root@master ~]# vim /etc/exports
[root@master ~]# more /etc/exports
/root/data/nfs    你的虚拟机IP前9位.0/24(rw,no_root_squash)

#启动nfs服务
[root@master ~]# systemctl start nfs

接下来，要在每个node节点上都安装nfs，这样的目的是为了node节点可以驱动nfs设备

[root@node1 ~]# yum install nfs-utils -y
[root@node2 ~]# yum install nfs-utils -y

接下来就可以编写pod配置文件了，创建volume-nfs.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata: 
  name: volume-nfs
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:  #将logs-volume挂载到nginx容器中，对应的目录为 /var/log/nginx
    - name: logs-volume
      mountPath: /var/log/nginx
  - name: busybox
    image: busybox:1.30
    command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"] #初始命令，动态读取指定文件中内容
    volumeMounts: #将logs-volume挂载到busybox容器中，对应的目录为 /logs
    - name: logs-volume
      mountPath: /logs
  volumes:
  - name: logs-volume
    nfs:
      server: nfs服务器的IP地址  #nfs服务器地址（这里把虚拟机作为nfs服务器，所以填你master节点的IP地址）
      path: /root/data/nfs  #共享文件路径

使用配置文件

[root@master ~]# vim volume-nfs.yaml
[root@master ~]# kubectl create -f volume-nfs.yaml 
pod/volume-nfs created
[root@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          14m   10.244.1.41   node1   <none>           <none>

查看部署情况

[root@master ~]# cd /root/data/nfs/
[root@master nfs]# ls
access.log  error.log

#测试访问
[root@master nfs]# curl 10.244.1.41
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
#可以看见nfs里面已经出现日志
[root@master nfs]# more access.log 
10.244.0.0 - - [16/Aug/2021:03:25:34 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 612 "-" "curl/7.29.0" "-"

k8s之数据存储-基本存储

码农公寓

EmptyDir

HostPath

NFS

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