【k8s】k8s存储卷 emptyDir、hostpath、nfs

本文主要是介绍【k8s】k8s存储卷 emptyDir、hostpath、nfs，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、卷简介

卷官方文档

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。

二、卷类型

01_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。

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emptydir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

emptyDir 示例：

创建目录
mkdir volumes
cd volumes/
编写文件创建卷类型为emptyDir的pod
vim emptydir.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: vol1
spec:containers:- image: busyboxplusname: vm1stdin: truetty: truevolumeMounts:- mountPath: /cachename: cache-volume- name: vm2image: myapp:v1volumeMounts:- mountPath: /usr/share/nginx/htmlname: cache-volumevolumes:- name: cache-volumeemptyDir:medium: MemorysizeLimit: 100Mi
# 如果未指定内存大小
# 则基于内存的卷的大小为 Linux 主机上内存的 50％

查看信息

kubectl describe pod vol1 | less
vm1挂载路径
vm2挂载路径

类型为EmptyDir，sizeLimit为100Mi
测试数据共享：在vm1的挂载路径下写入内容，最终在vm2（包含nginx的镜像容器）下能访问到，说明数据共享
测试内存限制：配置文件中已经设置内存最大为100Mi，占用200Mi内存，发现等待几分钟后pod的状态变为Evicted（驱离），之所以不是立即被驱离，是因为kubelet是定期进行检查的，这里会有一个时间差。

02_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。

hostPath 卷指定 type：
在这里插入图片描述
注意事项：

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。

hostpath示例

创建类型为hostpath的pod，curl 访问失败
vim hostpath.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: test-pd
spec:containers:- image: myapp:v1name: vm1volumeMounts:- mountPath: /usr/share/nginx/html # 容器内部的挂载目录name: test-volumevolumes:- name: test-volumehostPath:path: /webdata # node主机上目录位置type: DirectoryOrCreate

在这里插入图片描述
此容器在node节点server3上，创建测试页，回到master节点发现能成功访问

删除pod，在node节点的目录及内容也不会消失

03_nfs

nfs 卷能将 NFS (网络文件系统) 挂载到你的 Pod 中。不像 emptyDir 那样会在删除 Pod 的同时也会被删除，nfs 卷的内容在删除 Pod 时会被保存，卷只是被卸载。这意味着 nfs 卷可以被预先填充数据，并且这些数据可以在 Pod 之间共享。

在使用 NFS 卷之前，必须运行自己的 NFS 服务器并将目标 share 导出备用。

nfs 示例：

在指定主机server1搭建nfs服务器
yum install -y nfs-utils安装nfs
mkdir /nfsdata创建挂载目录
chmod 777 /nfsdata/
vim /etc/exports编辑nfs配置文件

/nfsdata	*(rw,no_root_squash)

exportfs -rv让新设置的文件生效
systemctl enable --now nfs开启nfs服务
showmount -e显示nfs输出目录列表
在这里插入图片描述

创建 nfs 类型的pod，发现未成功Running时，检查此容器的node节点是否安装nfs-utils，安装后成功Running
vim nfs.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nfs-pd
spec:containers:- image: myapp:v1name: vm1volumeMounts:- mountPath: /usr/share/nginx/html #容器挂载目录name: test-volumevolumes:- name: test-volumenfs:server: 172.25.2.1 #nfs服务器地址path: /nfsdata