Kubernetes Pv & Pvc

Kubernetes PV & pvc

介绍

PersistentVolume（pv）和PersistentVolumeClaim（pvc）是k8s提供的两种API资源，用于抽象存储细节。管理员关注于如何通过pv提供存储功能而无需
关注用户如何使用，同样的用户只需要挂载pvc到容器中而不需要关注存储卷采用何种技术实现。
pvc和pv的关系与pod和node关系类似，前者消耗后者的资源。pvc可以向pv申请指定大小的存储资源并设置访问模式,这就可以通过Provision -> Claim 的方式，来对存储资源进行控制。

生命周期

pv和pvc遵循以下生命周期：

• 供应准备。通过集群外的存储系统或者云平台来提供存储持久化支持。
  - 静态提供：管理员手动创建多个PV，供PVC使用。
  - 动态提供：动态创建PVC特定的PV，并绑定。

• 绑定。用户创建pvc并指定需要的资源和访问模式。在找到可用pv之前，pvc会保持未绑定状态。

• 使用。用户可在pod中像volume一样使用pvc。

• 释放。用户删除pvc来回收存储资源，pv将变成“released”状态。由于还保留着之前的数据，这些数据需要根据不同的策略来处理，否则这些存储资源无法被其他pvc使用。

• 回收(Reclaiming)。pv可以设置三种回收策略：保留（Retain），回收（Recycle）和删除（Delete）。
  - 保留策略：允许人工处理保留的数据。
  - 删除策略：将删除pv和外部关联的存储资源，需要插件支持。
  - 回收策略：将执行清除操作，之后可以被新的pvc使用，需要插件支持。

    目前只有NFS和HostPath类型卷支持回收策略，AWS EBS,GCE PD,Azure Disk和Cinder支持删除(Delete)策略。
  

Provisioning

两种方式提供的PV资源供给：

• static

    通过集群管理者创建多个PV，为集群“使用者”提供存储能力而隐藏真实存储的细节。并且存在于kubenretes api中，可被直接使用。
  

• dynamic

    动态卷供给是kubernetes独有的功能，这一功能允许按需创建存储建。在此之前，集群管理员需要事先在集群外由存储提供者或者云提供商创建
  

存储卷，成功之后再创建PersistentVolume对象，才能够在kubernetes中使用。动态卷供给能让集群管理员不必进行预先创建存储卷，而是随着用户需求
进行创建。在1.5版本提高了动态卷的弹性和可用性。

    在此前1.4版本中加入了一个 新的 API 对象 StorageClass，可以定义多个 StorageClass 对象，并可以分别指定存储插件、设置参数，用于提

供不同的存储卷。这样的设计让集群管理员能够在同一个集群内，定义和提供不同类型的、不同参数的卷（相同或者不同的存储系统）。这样的设计还确
保了最终用户在无需了解太多的情况下，有能力选择不同的存储选项。

PV类型

pv支持以下类型:

• GCEPersistentDisk
• AWSElasticBlockStore
• NFS
• iSCSI
• RBD (Ceph Block Device)
• Glusterfs
• AzureFile
• AzureDisk
• CephFS
• cinder
• FC
• FlexVolume
• Flocker
• PhotonPersistentDisk
• Quobyte
• VsphereVolume
• HostPath (single node testing only – local storage is not supported in any way and WILL NOT WORK in a multi-node cluster)

PV属性:

• 访问模式,与pv的语义相同。在请求资源时使用特定模式。
• 资源,申请的存储资源数额。

PV卷阶段状态：

• Available – 资源尚未被claim使用
• Bound – 卷已经被绑定到claim了
• Released – claim被删除，卷处于释放状态，但未被集群回收。
• Failed – 卷自动回收失败

AwsElasticBlockServer 静态PV示例

需要满足以下条件方可使用EBS：

• Pod运行的节点必须为AWS EC2实例
• 这些示例需要和EBS在同一个区域和可用区域
• EBS只支持一个EC2挂载一个卷
• RC或者Deployment 副本集只能为1。

1. 创建PV(Persistent Volume)

$ vim ebs-pv.yaml

    apiVersion: v1
    kind: PersistentVolume
    metadata:
      name: ebs-pv
      labels:
        type: amazonEBS
    spec:
      capacity:
        storage: 5Gi
      accessModes:
        - ReadWriteOnce
      awsElasticBlockStore:
        volumeID: vol-079c492115a7be6e1
        fsType: ext4

$ kubectl create -f ebs-pv.yaml

    persistentvolume "ebs-pv" created

2. 创建PVC(Persistent Volume Claim)

$ vim nginx-pvc.yaml

    kind: PersistentVolumeClaim
    apiVersion: v1
    metadata:
      name: nginx-pvc
      labels:
        type: amazonEBS
    spec:
      accessModes:
        - ReadWriteOnce
      resources:
        requests:
          storage: 5Gi

$ kubectl create -f nginx-pvc.yaml

    persistentvolumeclaim "nginx-pvc" created

3.创建deployment服务使用pvc资源

$ vim nginx-with-pvc.yaml

    apiVersion: extensions/v1beta1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: nginx-with-pvc
    spec:
      replicas: 1
      template:
        metadata:
          labels:
            service: nginx
            app: test
        spec:
          containers:
          - image: nginx
            name: nginx-with-pvc
            volumeMounts:
            - mountPath: /test-ebs
              name: my-pvc
          volumes:
          - name: my-pvc
            persistentVolumeClaim:
              claimName: nginx-pvc

kubectl create -f nginx-with-pvc.yaml

    Deployment "nfs-web" created

注意事项

    - 由于aws ebs限制一个ebs只能同时挂载一个ec2,在使用基于pvc的pod时，建议使用replicas=1来创建一个部署集。StatefulSet可解决数据库集群问题。
    - pod迁移,pvc迁移(卸载旧实例/挂载新实例)默认35秒。
    - 通过deployemnt部署，删除deployment之后，可重新挂载原有pvc到新的pod里面。
    - 当pod被删除，同时删除依赖的pvc，pv状态变更为release。此时不能被其他pvc使用，aws ebs需要delete pv重建。目前不支持通过手动回收

。
- 已经被pvc绑定的pv可以被删除，删除后对应的pvc仍为Bound状态。如有pod正在使用此pvc则仍可使用。如无pod使用，则创建pod挂载此pvc时
会出现失败。
- pv可以在绑定后被编辑（如访问模式，容量），导致信息与对应的pvc不一致。