MicroK8s持久化存储：Longhorn分布式存储部署-优快云博客

MicroK8s持久化存储：Longhorn分布式存储部署

【免费下载链接】microk8s MicroK8s is a small, fast, single-package Kubernetes for datacenters and the edge. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mic/microk8s

为什么需要分布式存储？

在Kubernetes（K8s）环境中，容器的临时性和动态调度特性使得持久化数据存储成为关键挑战。传统单机存储方案无法满足多节点集群的数据共享和高可用性需求。Longhorn作为轻量级分布式块存储解决方案，专为Kubernetes设计，能够提供可靠的持久化存储服务，确保数据在节点故障时不丢失，且支持动态扩容和快照功能。

MicroK8s作为轻量级K8s发行版，虽然默认提供基础存储能力，但在生产环境中需要更强大的分布式存储支持。本文将详细介绍如何在MicroK8s集群中部署Longhorn，实现持久化存储的高可用配置。

环境准备与依赖检查

硬件要求

至少3个节点的MicroK8s集群（推荐配置：每个节点2CPU、4GB内存、20GB空闲磁盘）
节点间网络互通（TCP 8080、9090端口开放）
每个节点已安装open-iscsi（Longhorn依赖）

软件版本要求

MicroK8s v1.24+（可通过microk8s version查看当前版本）
Kubernetes v1.24+
Helm v3.0+（用于部署Longhorn）

依赖组件安装

在所有节点执行以下命令安装必要依赖：

# 安装open-iscsi
sudo apt update && sudo apt install -y open-iscsi

# 启动iscsid服务
sudo systemctl enable --now iscsid

# 验证MicroK8s状态
microk8s status --wait-ready

部署Longhorn到MicroK8s

启用MicroK8s必要插件

Longhorn部署依赖Kubernetes的核心组件，需先启用以下MicroK8s插件：

# 启用DNS和存储插件
microk8s enable dns storage

# 启用Helm（用于部署Longhorn）
microk8s enable helm

# 验证插件状态
microk8s status

添加Longhorn Helm仓库

# 使用MicroK8s内置Helm添加仓库
microk8s helm repo add longhorn https://charts.longhorn.io
microk8s helm repo update

部署Longhorn

创建Longhorn命名空间并部署：

# 创建命名空间
microk8s kubectl create namespace longhorn-system

# 部署Longhorn（指定版本以确保兼容性）
microk8s helm install longhorn longhorn/longhorn \
  --namespace longhorn-system \
  --version 1.4.3 \
  --set defaultSettings.defaultDataPath="/var/lib/longhorn"

验证部署状态

# 检查Longhorn Pod状态（所有Pod需处于Running状态）
microk8s kubectl get pods -n longhorn-system

# 检查Longhorn服务状态
microk8s kubectl get svc -n longhorn-system

Longhorn存储类配置

设置Longhorn为默认存储类

部署完成后，需将Longhorn设置为默认存储类，以便PVC（PersistentVolumeClaim）能够自动绑定：

# 获取当前存储类
microk8s kubectl get sc

# 将Longhorn设为默认存储类
microk8s kubectl patch storageclass longhorn -p '{"metadata": {"annotations":{"storageclass.kubernetes.io/is-default-class":"true"}}}'

自定义存储类参数（可选）

如需调整存储性能或副本策略，可创建自定义存储类：

# longhorn-custom-sc.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: longhorn-replicated
provisioner: driver.longhorn.io
parameters:
  numberOfReplicas: "3"  # 3副本提高可用性
  staleReplicaTimeout: "30"  # 副本超时时间（分钟）
  fromBackup: ""  # 从备份恢复（可选）
reclaimPolicy: Delete
volumeBindingMode: Immediate
allowVolumeExpansion: true

应用配置：

microk8s kubectl apply -f longhorn-custom-sc.yaml

使用Longhorn存储示例

创建持久化存储声明（PVC）

创建测试PVC文件test-pvc.yaml：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: longhorn-test-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: longhorn  # 使用Longhorn存储类
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi  # 请求10GB存储

应用PVC配置：

microk8s kubectl apply -f test-pvc.yaml

验证PVC绑定状态

# 查看PVC状态（STATUS应为Bound）
microk8s kubectl get pvc

部署测试应用使用PVC

创建测试Deployment文件nginx-test.yaml：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-test
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:alpine
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
      - name: data
        persistentVolumeClaim:
          claimName: longhorn-test-pvc

部署应用并验证存储挂载：

# 部署应用
microk8s kubectl apply -f nginx-test.yaml

# 查看Pod状态
microk8s kubectl get pods

# 进入Pod验证存储挂载
microk8s kubectl exec -it <pod-name> -- df -h | grep /usr/share/nginx/html

Longhorn管理界面访问

暴露Longhorn UI服务

默认情况下，Longhorn UI仅在集群内部可访问，通过NodePort暴露服务：

# 编辑Longhorn服务
microk8s kubectl edit svc longhorn-frontend -n longhorn-system

将type: ClusterIP修改为type: NodePort，保存退出。然后获取访问端口：

microk8s kubectl get svc longhorn-frontend -n longhorn-system

访问管理界面

通过http://<node-ip>:<node-port>访问Longhorn UI，可查看存储状态、创建快照、管理卷等。

常见问题与解决方案

问题1：Longhorn Pod无法启动（iscsi相关错误）

解决方案：验证所有节点open-iscsi是否正确安装并运行：

# 检查iscsid状态
systemctl status iscsid

# 如未运行，执行启动命令
sudo systemctl enable --now iscsid

问题2：PVC创建后一直处于Pending状态

解决方案：检查Longhorn存储类是否存在且可用：

# 检查存储类
microk8s kubectl get sc

# 检查Longhorn控制器日志
microk8s kubectl logs -n longhorn-system deployment/longhorn-manager -f

问题3：节点磁盘空间不足

解决方案：清理节点上的无用数据或扩展磁盘，然后在Longhorn UI中执行"磁盘清理"操作。

总结与最佳实践

部署关键点

确保所有节点满足硬件和软件要求，特别是open-iscsi依赖
生产环境建议部署3个以上节点，实现存储副本跨节点冗余
定期备份Longhorn卷数据（可通过UI或longhorn-backup命令）

性能优化建议

将Longhorn数据目录（defaultDataPath）挂载到高性能磁盘
根据应用需求调整存储类的副本数（关键业务建议3副本）
启用Longhorn的精简配置（Thin Provisioning）节省存储空间

参考文档

通过本文配置，您已成功在MicroK8s集群中部署Longhorn分布式存储，为容器应用提供可靠的持久化存储解决方案。如需进一步扩展，可参考Longhorn文档配置备份策略或跨区域复制。

【免费下载链接】microk8s MicroK8s is a small, fast, single-package Kubernetes for datacenters and the edge. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mic/microk8s

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考