Kubernetes PV & pvc
介紹
PersistentVolume（pv）和PersistentVolumeClaim（pvc）是k8s提供的兩種API資源，用于抽象存儲細節。管理員關注于如何通過pv提供存儲功能而無需
關注用戶如何使用，同樣的用戶只需要掛載pvc到容器中而不需要關注存儲卷采用何種技術實現。
pvc和pv的關系與pod和node關系類似，前者消耗后者的資源。pvc可以向pv申請指定大小的存儲資源并設置訪問模式,這就可以通過Provision -> Claim 的方式，來對存儲資源進行控制。
生命周期
pv和pvc遵循以下生命周期：
供應準備。通過集群外的存儲系統或者云平臺來提供存儲持久化支持。
- 靜態提供：管理員手動創建多個PV，供PVC使用。
- 動態提供：動態創建PVC特定的PV，并綁定。綁定。用戶創建pvc并指定需要的資源和訪問模式。在找到可用pv之前，pvc會保持未綁定狀態。
使用。用戶可在pod中像volume一樣使用pvc。
釋放。用戶刪除pvc來回收存儲資源，pv將變成“released”狀態。由于還保留著之前的數據，這些數據需要根據不同的策略來處理，否則這些存儲資源無法被其他pvc使用。
-
回收(Reclaiming)。pv可以設置三種回收策略：保留（Retain），回收（Recycle）和刪除（Delete）。
- 保留策略：允許人工處理保留的數據。
- 刪除策略：將刪除pv和外部關聯的存儲資源，需要插件支持。
- 回收策略：將執行清除操作，之后可以被新的pvc使用，需要插件支持。目前只有NFS和HostPath類型卷支持回收策略，AWS EBS,GCE PD,Azure Disk和Cinder支持刪除(Delete)策略。
Provisioning
兩種方式提供的PV資源供給：
-
static
通過集群管理者創建多個PV，為集群“使用者”提供存儲能力而隱藏真實存儲的細節。并且存在于kubenretes api中，可被直接使用。 -
dynamic
動態卷供給是kubernetes獨有的功能，這一功能允許按需創建存儲建。在此之前，集群管理員需要事先在集群外由存儲提供者或者云提供商創建
存儲卷，成功之后再創建PersistentVolume對象，才能夠在kubernetes中使用。動態卷供給能讓集群管理員不必進行預先創建存儲卷，而是隨著用戶需求
進行創建。在1.5版本提高了動態卷的彈性和可用性。
在此前1.4版本中加入了一個 新的 API 對象 StorageClass，可以定義多個 StorageClass 對象，并可以分別指定存儲插件、設置參數，用于提
供不同的存儲卷。這樣的設計讓集群管理員能夠在同一個集群內，定義和提供不同類型的、不同參數的卷（相同或者不同的存儲系統）。這樣的設計還確
保了最終用戶在無需了解太多的情況下，有能力選擇不同的存儲選項。
PV類型
pv支持以下類型:
- 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屬性:
- 訪問模式,與pv的語義相同。在請求資源時使用特定模式。
- 資源,申請的存儲資源數額。
PV卷階段狀態：
- Available – 資源尚未被claim使用
- Bound – 卷已經被綁定到claim了
- Released – claim被刪除，卷處于釋放狀態，但未被集群回收。
- Failed – 卷自動回收失敗
AwsElasticBlockServer 靜態PV示例
需要滿足以下條件方可使用EBS：
- Pod運行的節點必須為AWS EC2實例
- 這些示例需要和EBS在同一個區域和可用區域
- EBS只支持一個EC2掛載一個卷
- RC或者Deployment 副本集只能為1。
1. 創建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. 創建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.創建deployment服務使用pvc資源
$ 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
注意事項
- 由于aws ebs限制一個ebs只能同時掛載一個ec2,在使用基于pvc的pod時，建議使用replicas=1來創建一個部署集。StatefulSet可解決數據庫集群問題。
- pod遷移,pvc遷移(卸載舊實例/掛載新實例)默認35秒。
- 通過deployemnt部署，刪除deployment之后，可重新掛載原有pvc到新的pod里面。
- 當pod被刪除，同時刪除依賴的pvc，pv狀態變更為release。此時不能被其他pvc使用，aws ebs需要delete pv重建。目前不支持通過手動回收
。
- 已經被pvc綁定的pv可以被刪除，刪除后對應的pvc仍為Bound狀態。如有pod正在使用此pvc則仍可使用。如無pod使用，則創建pod掛載此pvc時
會出現失敗。
- pv可以在綁定后被編輯（如訪問模式，容量），導致信息與對應的pvc不一致。
