七、Kubernetes持久化存储-Volume-emptyDir-HostPath-NFS

Volume

一、Volumes

​ Container（容器）中的磁盘文件是短暂的，当容器崩溃时，kubelet 会重新启动容器，但最初的文件将丢失，Container 会以最干净的状态启动。另外，当一个 Pod 运行多个 Container 时，各个容器可能需要共享一些文件。

​ Kubernetes Volume 可以解决这两个问题。

​ 一些需要持久化数据的程序才会用到 Volumes，或者一些需要共享数据的容器需要volumes。

​ Redis-Cluster：nodes.conf，保存了各个节点的IP地址，不能保存域名。所以这个文件就不能使用configmap，所以使用共享存储，做一个持久化。

​ NFS存储效率低，单点。

​ 日志收集的需求：需要在应用程序的容器里面加一个 sidecar（边车容器），这个容器是一个收集日志的

容器，比如 filebeat，它通过 volumes 共享应用程序的日志文件目录。

​

​ Volumes：官方文档 https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/volumes/

背景

​ Docker 也有卷的概念，但是在 Docker 中卷只是磁盘上或另一个 Container 中的目录，其生命周期不受管理。虽然目前 Docker 已经提供了卷驱动程序，但是功能非常有限，例如从Docker1.7 版本开始，每个 Container 只允许一个卷驱动程序，并且无法将参数传递给卷。

​ 另一方面，Kubernetes 卷具有明确的生命周期，与使用它的 Pod 相同。因此，在Kubernetes中的卷可以比 Pod 中运行的任何 Container 都长，并且可以在 Container 重启或者销毁之后保留数据。Kubernetes 支持多种类型的卷，Pod 可以同时使用任意数量的卷。

​ 从本质上讲，卷只是一个目录，可能包含一些数据，Pod 中的容器可以访问它。要使用卷 Pod需要通过.spec.volumes 字段指定为 Pod 提供的卷，以及使用.spec.containers.volumeMounts 字段指定卷挂载的目录。从容器中的进程可以看到由 Docker 镜像和卷组成的文件系统视图，卷无法挂载其他卷或具有到其他卷的硬链接，Pod 中的每个 Container 必须独立指定每个卷的挂载位置。

Types of volumes

• awsElasticBlockStore (removed)
• azureDisk (removed)
• azureFile (deprecated)
• cephfs
• cinder (removed) ----OpenStack的
• configMap
• csi ------ 云原生
• downwardAPI
• emptyDir
• fc (fibre channel)
• flexVolume (deprecated)
• gcePersistentDisk (removed)
• gitRepo (deprecated)
• glusterfs (removed)
• hostPath ----挂载宿主机的路径
• iscsi
• local
• nfs
• persistentVolumeClaim
• portworxVolume (deprecated)
• Portworx CSI migration
• projected
• rbd
• RBD CSI migration
• secret
• vsphereVolume (deprecated)
• Using subPath
• Resources
• Out-of-tree volume plugins
• Mount propagation

二、Volumes EmptyDir实现数据共享

同一个Pod中的多个容器能够共享Pod级别的存储卷Volume。
Volume可以被定义为各种类型，多个容器各自进行挂载操作，将一个Volume挂载为容器内部需要的目录。

emptyDir

​ 和上述 volume 不同的是，如果删除 Pod，emptyDir 卷中的数据也将被删除，一般 emptyDir卷用于 Pod 中的不同 Container 共享数据。它可以被挂载到相同或不同的路径上。

​ 默认情况下，emptyDir 卷支持节点上的任何介质，可能是 SSD、磁盘或网络存储，具体取决于自身的环境。可以将emptyDir.medium 字段设置为 Memory，让 Kubernetes 使用 tmpfs（内存支持的文件系统），虽然 tmpfs 非常快，但是 tmpfs 在节点重启时，数据同样会被清除，并且设置的大小会被计入到 Container 的内存限制当中。

​ 使用 emptyDir 卷的示例，直接指定 emptyDir 为{}即可：

创建yaml文件

#  vim nginx-deploy-emptyDir.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginxempty
  name: nginxempty
spec:
  progressDeadlineSeconds: 600
  replicas: 2
  revisionHistoryLimit: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: nginxempty
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25%
      maxUnavailable: 25%
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: nginxempty
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.15.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx
        resources: {}
        terminationMessagePath: /dev/termination-log
        terminationMessagePolicy: File
        terminationMessagePath: /dev/termination-log
        terminationMessagePolicy: File
        volumeMounts:
        - mountPath: /opt                         #第一个容器的挂载目录
          name: share-volume
      - image: nginx:1.15.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx2
        command:
        - sh
        - -c
        - sleep 3600
        resources: {}
        terminationMessagePath: /dev/termination-log
        terminationMessagePolicy: File
        terminationMessagePath: /dev/termination-log
        terminationMessagePolicy: File
        volumeMounts:
        - mountPath: /mnt                         #第二个容器的挂载目录
          name: share-volume
      dnsPolicy: ClusterFirst
      restartPolicy: Always
      schedulerName: default-scheduler
      securityContext: {}
      terminationGracePeriodSeconds: 30
      volumes:
      - name: share-volume
        emptyDir: {}
          #medium: Memory            #使用内存
 
 #注意：同一个pod，两个nginx会暂用80端口，导致pod报错。

创建并确认

[root@k8s-master01 practice]#kubectl create -f nginx-deploy-emptyDir.yaml
deployment.apps/nginxempty created
[root@k8s-master01 practice]#kubectl get po
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginxempty-54dd97bd5d-5sg5h   2/2     Running   0          56s
nginxempty-54dd97bd5d-cfnbc   2/2     Running   0          56s

进入容器测试

# 1） 进入pod的第一个容器nginx，创建文件，写入内容
[root@k8s-master01 practice]#kubectl exec -it nginxempty-54dd97bd5d-5sg5h -c nginx -- bash
root@nginxempty-54dd97bd5d-5sg5h:/opt# df -Th
Filesystem              Type     Size  Used Avail Use% Mounted on
overlay                 overlay   50G  6.8G   44G  14% /
tmpfs                   tmpfs     64M     0   64M   0% /dev
tmpfs                   tmpfs    7.9G     0  7.9G   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root xfs       50G  6.8G   44G  14% /opt
shm                     tmpfs     64M     0   64M   0% /dev/shm
tmpfs                   tmpfs     16G   12K   16G   1% /run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
tmpfs                   tmpfs    7.9G     0  7.9G   0% /proc/acpi
tmpfs                   tmpfs    7.9G     0