K8s新手系列之Pod的基本存储

于 2025-06-16 15:23:42 发布
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文章标签： kubernetes 容器 云原生

概念

官方文档：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/configure-volume-storage/
卷：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/storage/volumes/

容器的生命周期可能很短，会被频繁地创建和销毁。那么容器在销毁时，保存在容器中的数据也会被清除。这种结果对用户来说，在某些情况下是不乐意看到的。为了持久化保存容器的数据，kubernetes引入了Volume的概念。

Volume是Pod中能够被多个容器访问的共享目录，它被定义在Pod上，然后被一个Pod里的多个容器挂载到具体的文件目录下，kubernetes通过Volume实现同一个Pod中不同容器之间的数据共享以及数据的持久化存储。Volume的生命容器不与Pod中单个容器的生命周期相关，当容器终止或者重启时，Volume中的数据也不会丢失。

kubernetes的Volume支持多种类型，比较常见的有下面几个：

  • 简单存储：EmptyDir、HostPath、NFS
  • 高级存储：PV、PVC
  • 配置存储：ConfigMap、Secret

基本存储之EmptyDir

官方文档：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/storage/volumes/#emptydir

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kubernetes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。使用在临时缓存文件、中间计算结果（无需持久化）。
image

特点

  • Pod 创建时自动创建空目录，Pod 删除时数据清除。
  • 数据仅存于 Pod 所在节点的内存或磁盘（可通过medium参数指定，默认""表示节点默认存储，Memory表示内存存储，数据易失）。
  • 支持 Pod 内多个容器共享数据。

EmptyDir使用场景

  • 临时缓存文件、中间计算结果（无需持久化）
  • 例如：filebeat采集日志

EmptyDir实战案例

示例：


   

       
# 定义清单文件

       
[root@master01 ~/volumes]# cat empty-pod.yaml

       
apiVersion: v1

       
kind: Pod

       
metadata:

       
  name: empty-pod

       
spec:

       
  # 定义数据卷

       
  volumes:

       
  # 数据卷名称

       
  - name: data-volume

       
    # volume的类型

       
    emptyDir: {}

       
  containers:

       
  - name: writer-busybox

       
    image: busybox

       
    command: ["/bin/sh", "-c"]

       
    args:

       
      - |

       
 echo "hello emptyDir" >> /data/hello.txt;

       
 sleep 3600

       
     # 指定挂载的数据卷

       
    volumeMounts:

       
      # 要挂载的数据卷名称

       
    - name: data-volume

       
      # 挂载到容器内部的路径

       
      mountPath: /data

       
      # 是否只读，false为可读可写，true为只读

       
      readOnly: false

       
  - name: reader-busybox

       
    image: busybox

       
    command: ["/bin/sh", "-c"]

       
    args:

       
      - |

       
 cat /data/hello.txt;

       
 sleep 3600

       
     volumeMounts:

       
    - name: data-volume

       
      mountPath: /data

       
      readOnly: true

查看pod打印的日志


   

       
[root@master01 ~/volumes]# kubectl logs empty-pod reader-busybox

       
hello emptyDir

基本存储之HostPath

官方文档：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/storage/volumes/#hostpath

EmptyDir中数据不会被持久化，它会随着Pod的结束而销毁，如果想简单的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在到Pod中，以供容器使用，这样的设计就可以保证Pod销毁了，但是数据依据可以存在于Node主机上。
image

特点

  • 挂载节点上的本地文件或目录（如/var/lib/data）到 Pod 中。
  • 数据随节点存在而保留，Pod 删除后数据仍在节点上，但跨节点调度时无法共享。
  • 需注意节点路径权限（如使用hostPath.type指定路径类型，如DirectoryOrCreate自动创建目录）。

HostPath实战案例


   

       
# 定义清单文件

       
[root@master01 ~/volumes]# cat hostpath-pod.yaml

       
apiVersion: v1

       
kind: Pod

       
metadata:

       
  name: hostpath-pod

       
spec:

       
  volumes:

       
  - name: hostpath

       
    hostPath:

       
      # 节点上的存储位置

       
      path: /data/nginx/

       
      # 类型，文件夹不存在时自动创建

       
      type: DirectoryOrCreate

       
  containers:

       
  - name: nginx

       
    image: nginx

       
    volumeMounts:

       
    - name: hostpath

       
      mountPath: /usr/share/nginx/html

       
 

       
# 创建Pod

       
[root@master01 ~/volumes]# kubectl apply -f hostpath-pod.yaml

       
pod/hostpath-pod created

       
 

       
# 查看Pod调度到哪个节点上

       
[root@master01 ~/volumes]# kubectl get po hostpath-pod -o wide

       
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES

       
hostpath-pod   1/1     Running   0          89s   100.95.185.242   node02   <none>           <none>

前往node02节点上查看


   

       
# 发现目录已经创建成功了

       
[root@node02 ~]# stat /data/nginx/

       
  File: /data/nginx/

       
  Size: 4096 Blocks: 8 IO Block: 4096 directory

       
Device: fd00h/64768d Inode: 1441794 Links: 2

       
Access: (0755/drwxr-xr-x)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)

       
Access: 2025-05-11 12:52:34.507395315 +0800

       
Modify: 2025-05-11 12:51:28.658324447 +0800

       
Change: 2025-05-11 12:51:28.658324447 +0800

       
 Birth: 2025-05-11 12:49:08.272029814 +0800

       
 

       
# 写入一个文件进行访问测试

       
[root@node02 ~]# echo I am huangsir > /data/nginx/index.html

       
[root@node02 ~]# cat /data/nginx/index.html

       
I am huangsir

       
 

       
# 访问nginx，发现绑定成功

       
[root@node02 ~]# curl 100.95.185.242

       
I am huangsir

hostPath中type的可用值

  • DirectoryOrCreate：如果在给定路径上什么都不存在，那么将根据需要创建空目录，权限设置为 0755，具有与 kubelet 相同的组和属主信息。

  • Directory：在给定路径上必须存在的目录。

  • FileOrCreate：如果在给定路径上什么都不存在，那么将在那里根据需要创建空文件，权限设置为 0644，具有与 kubelet 相同的组和所有权。

  • File：在给定路径上必须存在的文件。

  • Socket：在给定路径上必须存在的 UNIX 套接字。

  • CharDevice：（仅 Linux 节点） 在给定路径上必须存在的字符设备。

  • BlockDevice：（仅 Linux 节点） 在给定路径上必须存在的块设备。

基本存储之NFS

官方文档：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/storage/volumes/#nfs

HostPath依赖节点，如果Pod重启之后调度到另一个节点中，那么所依赖数据将不存在。

NFS可以解决这个问题，

NFS存储特点

  • 挂载远程 NFS 服务器的共享目录，支持跨节点共享数据。
  • 数据持久化存储在 NFS 服务器，不依赖 Pod 或节点生命周期。

使用场景

多 Pod 共享数据（如分布式应用的共享配置）。

NFS实战案例

安装NFS

首先我们需要安装NFS，可以参考这篇文章：NFS搭建及使用

master节点安装服务端

   

       
apt update -y

       
apt install -y nfs-kernel-server

       
# 检查状态

       
systemctl status nfs-kernel-server

       
# 创建共享目录

       
mkdir -p /data/nfs/nginx

       
echo '/data/nfs/nginx 10.0.0.0/24(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check)' >> /etc/exports

       
exportfs -ra

       
systemctl restart nfs-kernel-server
node节点安装客户端（可以不用操作）

   

       
apt update -y

       
apt install -y nfs-common

       
mkdir -p /data/nfs/nginx

       
# 挂载

       
mount -t nfs 10.0.0.30:/data/nfs/nginx /data/nfs/nginx

       
# 开机自启动挂载

       
echo 10.0.0.30:/data/nfs/nginx /data/nfs/nginx nfs defaults        0 0 >> /etc/fstab

       
# 检查是否挂载成功

       
df -h | grep /data/nfs/nginx
创建Pod测试

   

       
# 定义资源文件

       
[root@master01 ~/volumes]# cat nfs-pod.yaml

       
apiVersion: v1

       
kind: Pod

       
metadata:

       
  name: nfs-pod

       
spec:

       
  # 指定Pod调度到node01节点上

       
  nodeName: node01

       
  volumes:

       
  - name: nfs

       
    nfs:

       
      # nfs服务端的地址

       
      server: 10.0.0.30

       
      # 挂载nfs服务器的路径

       
      path: /data/nfs/nginx

       
  containers:

       
  - name: nginx

       
    image: nginx

       
    volumeMounts:

       
    - name: nfs

       
      mountPath: /usr/share/nginx/html

       
 

       
# 创建Pod

       
[root@master01 ~/volumes]# kubectl apply -f nfs-pod.yaml

       
pod/nfs-pod created

       
 

       
# 查看pod信息，发现调度到node01节点上，IP为100.117.144.145

       
[root@master01 ~/volumes]# kubectl get po nfs-pod -o wide

       
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP                NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES

       
nfs-pod   1/1     Running   0          16s   100.117.144.145   node01   <none>           <none>

配置测试内容并访问测试


   

       
[root@master01 ~/volumes]# echo nfs-server > index.html

       
# 访问测试

       
[root@master01 ~/volumes]# curl 100.117.144.145

       
nfs-server

再将Pod调度到node02节点上，测试访问内容是否会发生变化


   

       
[root@master01 ~/volumes]# cat nfs-pod.yaml

       
apiVersion: v1

       
kind: Pod

       
metadata:

       
  name: nfs-pod

       
spec:

       
  # 指定Pod调度到node02节点上

       
  nodeName: node02

       
  volumes:

       
  - name: nfs

       
    nfs:

       
      # nfs服务端的地址

       
      server: 10.0.0.30

       
      # 挂载nfs服务器的路径

       
      path: /data/nfs/nginx

       
  containers:

       
  - name: nginx

       
    image: nginx

       
    volumeMounts:

       
    - name: nfs

       
      mountPath: /usr/share/nginx/html

       
 

       
# 创建Pod，需要将上一步创建Pod删除哦~

       
[root@master01 ~/volumes]# kubectl apply -f nfs-pod.yaml

       
pod/nfs-pod created

       
 

       
# 查看pod调度及IP

       
[root@master01 ~/volumes]# kubectl get po nfs-pod -o wide

       
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES

       
nfs-pod   1/1     Running   0          10s   100.95.185.244   node02   <none>           <none>

       
 

       
# 访问，发现内容并没有发生变化

       
[root@master01 ~/volumes]# curl 100.95.185.244

       
nfs-seerver

配置存储ConfigMap和Secret

可以参考下面这两篇文章

原创作者: huangSir-devops 转载于: https://www.cnblogs.com/huangSir-devops/p/18859111
查勒斯
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在K8S中，volume是kubernetes Pod中多个容器访问的共享目录。volume被定义在pod上，被这个pod的多个容器挂载到相同或不同的路径下。volume的生命周期与pod的生命周期相同，pod内的容器停止和重启时一般不会影响volume中的数据。所以一般volume被用于持久化pod产生的数据。Pod 中的每个容器必须独立地指定每个卷的挂载位置。k8s支持的常见Volume类型如下: 基本存储:EmptyDir、HostPath、NFS 高级存储emptyDir卷。
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可以看到n1节点的文件 已经挂载到了容器里面，这样数据就不会丢失了。容器中的文件在磁盘上是临时存放的，当容器崩溃的时候，文件会丢失。kubelet会重新启动容器，容器会以干净的状态重启。和docker中的挂载到本地磁盘的目录类似。可以看到节点已经部署在了n1的节点。我们把存储的地方放到n1的节点。
k8s的volume
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保留可以手动回收资源。nfs使我们可以挂载已经存储在的共享到我们的Pod中，和emptyDir不同的是，emptyDir会被删除当我们的Pod被删除的时候，但是nfs不会被删除，仅仅是解除挂载状态而已，这就意味着NFS能够允许我们提前对数据进行出来，而且这些数据可以在Pod之间相互传递，并且，nfs可以同时被多个pod挂载并进行读写。hostPath宿主机路径，就是把pod所在的宿主机之上的脱离pod中的容器名称空间的之外的宿主机的文件系统的某一目录和pod建立关联关系，在pod删除时，存储数据不会丢失。
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一、持久化存储 容器的生命周期可能很短，会被频繁地创建和销毁。那么容器在销毁时，保存在容器中的数据也会被清除。这种结果对用户来说，在某些情况下是不乐意看到的。为了持久化保存容器的数据，Kubernetes引入了Volume的概念 Volume是Pod中能够被多个容器访问的共享目录，它被定义在Pod上，然后被一个Pod里的多个容器挂载到具体的文件目录下，Kubernetes通过Volume实现同一个Pod中不同容器之间的数据共享以及数据的持久化存储。Volume的生命容器不与Pod中单个容器的生命周期相关，当
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在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，但容器运行时产生的数据文件都将会丢失，之后容器会以最干净的状态启动。另外，当一个Pod运行多个容器时，各个容器可能需要共享一些文件，诸如此类的需求都可以使用Volume解决。Pod只需要通过.spec.volumes字段指定为Pod提供的卷，然后在容器中配置块，使用.spec.containers.volumeMounts字段指定卷挂载的目录即可。
k8s基础入门（配置与存储）
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