kubernetes集群实战——Volumes配置管理（kubernetes卷的特点和应用）

1. Volumes配置管理

容器中的文件在磁盘上是临时存放的，这给容器中运行的特殊应用程序带来一些问题。
首先,当容器崩溃时,kubelet 将重新启动容器,容器中的文件将会丢失，因为容器会以干净的状态重建。
其次,当在一个 Pod 中同时运行多个容器时，常常需要在这些容器之间共享文件。
Kubernetes 抽象出 Volume 对象来解决这两个问题。
Kubernetes 卷具有明确的生命周期,与包裹它的 Pod 相同。 因此，卷比 Pod中运行的任何容器的存活期都长，在容器重新启动时数据也会得到保留。 当然，当一个 Pod 不再存在时,卷也将不再存在。也许更重要的是，Kubernetes 可以支持许多类型的卷，Pod 也能同时使用任意数量的卷。
卷不能挂载到其他卷，也不能与其他卷有硬链接。 Pod 中的每个容器必须独立地指定每个卷的挂载位置。
Kubernetes 支持下列类型的卷:
awsElasticBlockStore 、azureDisk、azureFile、cephfs、cinder、configMap、csi
downwardAPI、emptyDir、fc (fibre channel)、flexVolume、flocker
gcePersistentDisk、gitRepo (deprecated)、glusterfs、hostPath、iscsi、local、
nfs、persistentVolumeClaim、projected、portworxVolume、quobyte、rbd
scaleIO、secret、storageos、vsphereVolume

2. emptyDir卷

当 Pod 指定到某个节点上时,首先创建的是一个 emptyDir 卷,并且只要 Pod在该节点上运行,卷就一直存在。 就像它的名称表示的那样,卷最初是空的。尽管 Pod 中的容器挂载 emptyDir 卷的路径可能相同也可能不同,但是这些容器都可以读写 emptyDir 卷中相同的文件。
当 Pod 因为某些原因被从节点上删除时,emptyDir 卷中的数据也会永久删除。
emptyDir 的使用场景:
• 缓存空间,例如基于磁盘的归并排序。
• 为耗时较长的计算任务提供检查点,以便任务能方便地从崩溃前状态恢复执行。
• 在 Web 服务器容器服务数据时,保存内容管理器容器获取的文件。
默认情况下, emptyDir 卷存储在支持该节点所使用的介质上;这里的介质可以是磁
盘或 SSD 或网络存储,这取决于您的环境。 但是,您可以将 emptyDir.medium字段设置为 “Memory”,以告诉 Kubernetes 为您安装 tmpfs(基于内存的文件系统)。 虽然 tmpfs 速度非常快,但是要注意它与磁盘不同。 tmpfs 在节点重启时会被清除,并且您所写入的所有文件都会计入容器的内存消耗,受容器内存限制约束。

mkdir vol
vim vol1.yml	##限制内存100Mi
kubectl apply -f vol1.yml
kubectl get pod -o wide

kubectl exec vol1 -it -- sh
curl 10.244.2.21

可以看到文件超过sizeLimit,则一段时间后(1-2分钟)会被kubelet evict(驱逐)掉。之所以不是“立即”被evict,是因为kubelet是定期进行检查的,这里会有一个时间差。
emptydir缺点:
• 不能及时禁止用户使用内存。虽然过1-2分钟kubelet会将Pod挤出,但是这个时间内,其实对node还是有风险的;
• 影响kubernetes调度,因为empty dir并不涉及node的resources,这样会造成Pod“偷偷”使用了node的内存,但是调度器并不知晓;
• 用户不能及时感知到内存不可用

3. hostPath卷

hostPath 卷能将主机节点文件系统上的文件或目录挂载到您的 Pod 中。 虽然这不是大多数
Pod 需要的,但是它为一些应用程序提供了强大的逃生舱。
hostPath 的一些用法有:
• 运行一个需要访问 Docker 引擎内部机制的容器,挂载 /var/lib/docker 路径。
• 在容器中运行 cAdvisor 时,以 hostPath 方式挂载 /sys。
• 允许 Pod 指定给定的 hostPath 在运行 Pod 之前是否应该存在,是否应该创建以及应该以什么方式存在。
除了必需的 path 属性之外,用户可以选择性地为 hostPath 卷指定 type

当使用这种类型的卷时要小心,因为:
• 具有相同配置(例如从 podTemplate 创建)的多个 Pod 会由于节点上文件的不同而在不同节点上有不同的行为。
• 当 Kubernetes 按照计划添加资源感知的调度时,这类调度机制将无法考虑由 hostPath使用的资源。
• 基础主机上创建的文件或目录只能由 root 用户写入。您需要在 特权容器 中以 root 身份运行进程,或者修改主机上的文件权限以便容器能够写入 hostPath 卷。


集群中server3被调度工作后，生成/data目录

调度到指定集群节点
调度容器到server4

4. nfs 卷

nfs 卷将 NFS (网络文件系统) 挂载到 Pod 中，和emptyDir 卷不同的是nfs 卷的内容在删除 Pod 时会被保存，卷只是被卸载掉了。这意味着 nfs 卷可以被预先填充数据，并且这