kubernetes(k8s)PVC的使用

概念

PVC 的全称是:PersistentVolumeClaim(持久化卷声明),PVC 是用户存储的一种声明,PVC 和 Pod 比较类似,Pod 消耗的是节点,PVC 消耗的是 PV 资源,Pod 可以请求 CPU 和内存,而 PVC 可以请求特定的存储空间和访问模式。对于真正使用存储的用户不需要关心底层的存储实现细节,只需要直接使用 PVC 即可。

准备工作

在使用 PVC 之前,我们还得把其他节点上的 nfs 客户端给安装上,比如我们这里:

$ kubectl get nodes
NAME         STATUS   ROLES    AGE   VERSION
10.8.13.84   Ready    <none>   53d   v1.14.1
10.8.13.85   Ready    <none>   53d   v1.14.1

需要在所有节点安装 nfs 客户端程序,必须在所有节点都安装 nfs 客户端,否则可能会导致 PV 挂载不上的问题。
安装命令如下:

yum -y install  nfs-utils rpcbind

新建 PVC

同样的,我们来新建一个数据卷声明,来请求 1Gi 的存储容量,访问模式也是 ReadWriteOnce,YAML 文件如下:(pvc-nfs.yaml)

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc-nfs
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

可以看到这里的声明方法几乎和新建 PV 是一样的,在新建 PVC 之前,可以看下之前创建的 PV 的状态:

kubectl get pv
NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM               STORAGECLASS   REASON    AGE
pv-nfs    1Gi        RWO            Recycle          Available                                                19m

可以看到当前 pv-nfs 是在 Available 的一个状态,所以这个时候 PVC 可以和这个 PV 进行绑定:

$ kubectl create -f pvc-nfs.yaml
persistentvolumeclaim "pvc-nfs" created
$ kubectl get pvc
NAME        STATUS    VOLUME    CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
pvc-nfs     Bound     pv-nfs    1Gi        RWO                           12s

可以看到 pvc-nfs 创建成功了,状态是 Bound 状态了,这个时候再看下 PV 的状态呢:

$ kubectl get pv
NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS    CLAIM               STORAGECLASS   REASON    AGE
pv-nfs    1Gi        RWO            Recycle          Bound     default/pvc-nfs                                                                                       23m

可以看到 PV 也是 Bound 状态了,对应的声明是 default/pvc-nfs,就是 default 命名空间下面的 pvc-nfs,证明刚刚新建的 pvc-nfs 和 pv-nfs 绑定成功了。

提问:并没有在 pvc-nfs 中指定关于 pv 的什么标志,它们之间是怎么就关联起来了的呢?
解答:其实这是系统自动帮我们去匹配的,它会根据我们的声明要求去查找处于 Available 状态的 PV,如果没有找到的话那么PVC 就会一直处于 Pending 状态,找到了的话当然就会把当前的 PVC 和目标 PV 进行绑定,这个时候状态就会变成 Bound 状态了。

使用 PVC

使用之前的 nginx 的镜像来测试下:(nfs-pvc-deploy.yaml)

apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-pvc
spec:
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-pvc
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:                        #挂载容器中的目录到pvc nfs中的目录
        - name: www
          mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
      - name: www
        persistentVolumeClaim:              #指定pvc
          claimName: pvc-nfs

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nfs-pvc
  labels:
    app: nfs-pvc
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    targetPort: web              #容器端口或名字
  selector:
    app: nfs-pvc

这里使用 nginx 镜像,将容器的 /usr/share/nginx/html 目录通过 volume 挂载到名为 pvc-nfs 的 PVC 上面,然后创建一个 NodePort 类型的 Service 来暴露服务:

$ kubectl create -f nfs-pvc-deploy.yaml
deployment.extensions "nfs-pvc" created
service "nfs-pvc" created
$ kubectl get pods
kubectl get pods
NAME                                             READY     STATUS     RESTARTS   AGE
...
nfs-pvc-57c9945bd9-5r4r6                         1/1       Running    0          19s
nfs-pvc-57c9945bd9-gz6p9                         1/1       Running    0          19s
nfs-pvc-57c9945bd9-x6mvc                         1/1       Running    0          19s
...
$ kubectl get svc
kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
...
nfs-pvc      NodePort    10.98.246.155   <none>        80:30769/TCP   1m
...

然后就可以通过任意节点的 IP:30769 端口来访问这里的 Nginx 服务了,但是这个时候访问会出现403,这是为什么?我们再去看看 nfs 共享数据目录下面有没有数据呢?


image.png
$ ls /data/k8s

发现并没有任何数据,这是因为我们把容器目录/user/share/nginx/html和挂载到了pvc-nfs这个 PVC 上面,这个 PVC 就是对应着我们上面的 nfs 的共享数据目录的,该目录下面还没有任何数据,所以我们访问就出现了403,现在我们在/data/k8s这个目录下面新建一个 index.html 的文件:

$ echo "<h1>Hello Kubernetes~</h1>" >> /data/k8s/index.html
$ ls /data/k8s/
index.html

可以看到共享数据目录中已经有一个 index.html 的文件了,由于我们挂载了 pvc2-nfs 到上面的 nginx 容器中去,是不是这个时候容器目录/user/share/nginx/html下面也有index.html这个文件了啊?所以这个时候我们再来访问下服务,任一节点IP:30769:

image.png

现在是不是正常了啊,但是我们可以看到我们容器中的数据是直接放到共享数据目录根目录下面的,如果以后有一个新的 nginx 容器也做了数据目录的挂载,会发生冲突,所以这个时候就不太好区分了,可以在 Pod 中使用一个新的属性:subPath,该属性可以来解决这个问题,只需要更改上面的 Pod 的 YAML 文件即可:

创建pvc子目录
volumeMounts:
- name: www
  subPath: nginxpvc-test
  mountPath: /usr/share/nginx/html

更改完 YAML 文件后,我们重新更新即可:

$ kubectl apply -f nfs-pvc-deploy.yaml
Warning: kubectl apply should be used on resource created by either kubectl create --save-config or kubectl apply
deployment.extensions "nfs-pvc" configured
Warning: kubectl apply should be used on resource created by either kubectl create --save-config or kubectl apply
service "nfs-pvc" configured

更新完后,我们再去看看 nfs 的数据共享目录:

$ ls /data/k8s/
index.html  nginxpvc-test
$ ls /data/k8s/nginxpvc-test/
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