一、前言

在整个k8s集群中有一些存储资源比如说NFS、CIFS等存储这些存储都是由集群管理人员提前去创建的不同的存储方式不一样, 如果都掌握才可以使用则很不方便 

所以在k8s中提供了新的对象资源叫做PVPersistent Volume和PVCPersistent Volume Claim更方便用户直接进行使用

二、什么是PV Persistent Volume

pv俗称持久卷是集群中由管理员配置的一段网络存储它是集群的一部分资源和底层存储密切相关对象包含存储实现的细节即 对接NFS、CIFS等存储系统

• 不同的PV会对应到不用的存储资源这样在部署pod的时候直接调用集群内部的pv即可
• PV没有命名空间隔离概念

三、什么是PVC Persistent Volume Claim

PVC 也称作持久卷声明 假如存在很多PV k8s要用PV的时候直接调用某个PV的话那如果需要的是存储能力比较大存储资源所以这个时候需要一个一个去对比pv这样很耗费资源因为要满足需求

• PVC是用户存储的一种声明 PVC 可以请求特定的存储空间和访问模式PVC 消耗的是 PV 资源
• PVC必须与对应的PV建立关系PVC会根据定义的PV去申请
• 创建pod的时候会附带一个PVC的请求PVC的请求相当于就是去寻找一个合适的pv

PVC 使用方式

在 pod 中定义一个存储卷该存储卷类型为 PVC)定义的时候按指定大小PVC 必须与对应的 PV 建立关系PVC 会根据定义的需求【去 PV 申请】而 PV 是由存储空间创建出来的

四、PV和PVC逻辑关系

• PV 是集群中的【资源】PVC 是对这些【资源的请求】
• PV 和 PVC 之间的相互作用遵循这个生命周期

Provisioning(配置) ---> Binding(绑定) ---> Using(使用) ---> Releasing(释放) ---> Recycling(回收

五、PV-yaml模板说明

如下是yaml中关于pv的一段配置

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: test-pv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi #存储大小
  accessModes:#访问模式
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle #回收策略
  storageClassName: slow #存储类别
  nfs:#卷插件
    path: /etc/nfsdata
    server: 172.42.XX.7

接下来对模板配置中的参数做详细的说明

存储大小

存储大小是可以设置和请求的唯一资源。 未来可能会包含 IOPS、吞吐量等属性

访问模式

用户对资源的访问权限 常用的权限如下

• ReadWriteOnceRWO读写权限只能被单个节点挂载
• ReadOnlyManyROX 只读权限可以被多个节点挂载
• ReadWriteManyRWX读写权限可以被多个节点挂载

存储类别

• 每个 PV 可以属于某个类通过将其 storageClassName属性设置为某个 StorageClass 的名称来指定
• 特定类的 PV 卷只能绑定到请求该类存储卷的 PVC 申领
• 未设置 storageClassName 的 PV 卷没有类设定只能给到那些没有指定特定 存储类的 PVC 申领

回收策略

当PV不再被使用了之后的处理策略 常用的回收策略如下

• 保留 Retain -- 当PV对象被删除之后与之相关的位于外部的基础设施中的数据仍然存在如nfs需要根据实际情况手动回收
• 回收 Recycle -- 相当于在卷上执行rm -rf /volume/* 操作之后该卷可以用于新的pvc申领
• 删除 Delete -- 当PV对象被删除之后与之相关的位于外部的基础设施中的数据也被一并删除如nfs需要根据实际情况手动回收更多是云厂商设备

状态

PV 的生命周期有4种不同状态

• Available可用——一块空闲资源还没有被任何声明绑定
• Bound已绑定——卷已经被声明绑定
• Released已释放——声明被删除但是资源还未被集群重新声明
• Failed失败——该卷的自动回收失败

六、PVC-yaml模板

如下是yaml中关于pvc的一段配置pvc相当于是资源使用的申请方配置内容可以结合注释进行理解

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: test-pvc
  namespace: default
spec:
  accessModes: # 访问模式
  - ReadWriteMany
  selector: # 采用label标签对PV选择过滤
  storageClassName: # 存储类别设置对应的class的PV才能被系统选出
  resources: # 需要存储资源的请求
    requests:
      storage: 1Gi

七、PV+PVC+NFS 操作演示

接下来通过一个实际案例来演示下PV+PVC+NFS的综合使用

需求说明

• 基于NFS存储创建2个PV
• 创建PVC绑定PV
• 创建Pod挂载PVC

操作步骤

1、创建nfs存储相关目录

在之前的Volume一篇中我们讲到了关于nfs的搭建和使用这里之间基于此nfs的服务使用即可

创建目录

mkdir /opt/nfsdata/pv1
mkdir /opt/nfsdata/pv2
chmod 777 /opt/nfsdata/pv1
chmod 777 /opt/nfsdata/pv2

2、修改nfs配置文件

vim /etc/exports

3、重启nfs服务

systemctl restart nfs

4、创建两个PV

第一个PV的配置文件名叫pv1.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name:  congge-pv1
spec:
  capacity: 
    storage: 1Gi
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  nfs:
    server: 172.31.XXX.8
    path: /opt/nfsdata/pv1

第二个PV的配置文件名叫pv2.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name:  congge-pv2
spec:
  capacity: 
    storage: 2Gi
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  nfs:
    server: 172.31.XXX.8
    path: /opt/nfsdata/pv2

使用apply命令进行PV的创建

kubectl apply -f pv1.yaml
kubectl apply -f pv2.yaml

5、创建PVC并使用上面的PV

在当前目录下创建一个pvc.yaml的配置文件内容如下

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: congge-pvc1
  namespace: default
spec:
  accessModes: 
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

---


apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: congge-pvc2
  namespace: default
spec:
  accessModes: 
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 3Gi

使用apply命令创建pvc

此时再次查看pv的状态可以看到pv1被pvc1绑定了但是pv2并没有绑定这是为什么呢

如果此时查看pvc的状态可以发现pvc1正好是和pv1绑定的但是pvc2处于pending状态这个也很好理解因为pvc2需要的是3G的存储但是目前没有哪个pv能够提供这样大小的存储

要想使用到上面的2G的pv2的话我们可以重新调整下pvc2配置中的内存大小如下

修改完毕后先删除之前的pvc然后重新创建后再次查看这次就全部绑定上了

六、Pod使用PVC操作演示

通过上面的步骤我们就最终完成了两个PVC的创建如何使用呢其实只需要在后续创建Pod的时候使用该PVC即可

创建一个Pod并使用上面的PVC进行挂载

在当前目录创建一个pvc-pod.yaml的文件配置内容如下

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: congge-pod1
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: congge-busybox
    image: busybox
    command: ["/bin/sh","-c","while true;do echo hello pvc pod1 >> /opt/print.txt; sleep 5; done;"]
    volumeMounts:
    - name: volume
      mountPath: /opt/
  volumes:
    - name: volume
      persistentVolumeClaim:
        claimName: congge-pvc1
        readOnly: false

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: congge-pod2
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: congge-busybox
    image: busybox
    command: ["/bin/sh","-c","while true;do echo hello pvc pod2 >> /opt/print.txt; sleep 5; done;"]
    volumeMounts:
    - name: volume
      mountPath: /opt/
  volumes:
    - name: volume
      persistentVolumeClaim:
        claimName: congge-pvc2
        readOnly: fals

使用apply进行Pod的创建

创建pod完成后到nfs服务器查看相关挂载文件

进入/opt/nfsdata/pv1目录检查是否有print.txt 文件可以看到对应的文件已经产生了