k8s 存储相关的 Volumes、PV、PVC

Kubernetes 存储

之前 Pod 示例使用过部分 Volumes，此处详细整理

1. Volumes

容器的磁盘文件是 短暂（无状态）的，容器崩溃时，每次 kubelet 都会全新重启干净的容器，过去的临时文件会全部丢失，而且一个 Pod 若运行了多个 Container 文件的共享如何解决，此时就需要 k8s volumes

1.1 概述

​ Docker 也有卷的概念，但 Docker 的卷通常是磁盘或另一个 Container 中的目录，且生命周期不受管理，即使后续有卷的驱动程序，功能也十分有限

​ 另一方面，k8s 的卷有明确的生命周期，可以比 Pod 中运行的任何 Container 都长（Container重启或销毁后保留数据 ）且支持多种类型、任意数量的 volumes

​ 本质上讲，卷只是一个目录，可能包含一些数据， Pod 中的容器可以访问它。要使用卷，Pod 需要通过 .spec.columes 字段指定为 Pod 提供的卷，以及使用 .spce.containers.volumeMounts 字段指定卷挂载的目录。从容器中的进程可以看到由 Docker 镜像和卷组成的文件系统视图，卷无法挂载其他卷或具有到其他卷的硬链接， Pod 中的每个 Container 必须独立指定每个卷的挂载位置

常用卷的类型

emptyDir: 容器间数据共享，易失

2.1 emptyDir

​ 主要用于不同容器间 数据共享 的，但和 Volume 不同在于，删除 Pod 后 emptyDir 卷中的数据也会删除，可被挂载到相同或不同的路径，默认情况支持任何介质（磁盘、SSD、网络存储 ）

​ 可以将 emptyDir.medium 字段设置为 Memory ，让 Kubernetes 使用 tmpfs（内存支持的文件系统）虽然 tmpfs 很快，但节点重启时数据同样会被清除，并且设置的大小会被计入到 Container 的内存限制中

使用时 volumes 直接指定为 emptyDir 即可

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-pd
spec:
  containers:
  - image: k8s.gcr.io/test-webserver
    name: test-container
    volumeMounts:
    - mountPath: /cache
      name: cache-volume
  volumes:
  - name: cache-volume
    emptyDir: {}

警告

若要在一个 Pod 里面启动多个容器的话，网络命名空间是共享的，假如此时起了两个 Nginx 进程如下

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  namespace: dev
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.15.2
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
        - mountPath: /opt
          name: share-volume
      - name: nginx2
        image: nginx:1.15.2
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
        - mountPath: /mnt
          name: share-volume
      volumes:
      - name: share-volume
        emptyDir: {}

此时都是 80 端口，则会冲突

$ kubectl -n dev get po
NAME                                READY   STATUS        RESTARTS   AGE
nginx-deployment-5bd68dfc65-6jzzw   1/2     Error         0          11s
nginx-deployment-5bd68dfc65-7snw5   1/2     Error         0          11s
nginx-deployment-5bd68dfc65-z5zqc   1/2     Error         0          11s

$ kubectl -n dev logs -f nginx-deployment-5bd68dfc65-6jzzw -c nginx2
...
2022/10/30 10:11:38 [emerg] 1#1: bind() to 0.0.0.0:80 failed (98: Address already in use)
nginx: [emerg] bind() to 0.0.0.0:80 failed (98: Address already in use)
2022/10/30 10:11:38 [emerg] 1#1: still could not bind()
nginx: [emerg] still could not bind()

此时要将 name: nginx2 的 command 重置

command:
- sh
- -c
- sleep 36000

如上配置是通过 sh 执行了一个 sleep 命令

若出现 Error: Back-off restarting failed ，通用解决办法也可在 containers: 后加入命令常驻进程

command: ["/bin/bash", "-ce", "tail -f /dev/null"]

之后即可测试一下是否数据已共享

$ kubectl -n dev exec -ti nginx-deployment-5666cb4fcf-2d8m6 -c nginx -- bash
$ cd /opt/
$ touch 123.txt
$ ls
123.txt
root@nginx-deployment-5666cb4fcf-2d8m6:/opt# exit

$ kubectl -n dev exec -ti nginx-deployment-5666cb4fcf-2d8m6 -c nginx2 -- bash
$ cd /mnt
$ ls
123.txt

此时表示，数据已经通过指定 emptyDir 实现共享

2.2 hostPath