Kubernetes的Local Persistent Volumes使用小記

程式設計師欣宸發表於2020-12-08

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關於Local Persistent Volumes

文中將Local Persistent Volumes簡稱為Local PV；

  1. Kubernetes的Local PV自1.7版本進行alpha釋出，在1.10版本beta釋出，最終的正式釋出(General Availability)是在1.14版本；
  2. 一個Local PV對應指定節點上的一處本地磁碟空間；
  3. 相比NFS之類的遠端儲存，Local PV提供了本地IO帶來的更好效能；

和HostPath Volume的區別

Local PV出現之前，使用本地磁碟的方法是HostPath Volume，同為使用本地磁碟，區別在哪呢？

  1. 最重要的區別，就是Local PV和具體節點是有關聯的，這意味著使用了Local PV的pod，重啟多次都會被Kubernetes scheduler排程到同一節點，而如果用的是HostPath Volume，每次重啟都可能被Kubernetes scheduler排程到新的節點，然後使用同樣的本地路徑；
  2. 當我們要用HostPath Volume的時候，既可以在PVC宣告，又可以直接寫到Pod的配置中，但是Local PV只能在PVC宣告，對於PV資源，通常都有專人管理，這樣就避免了Pod開發者擅自使用本地磁碟帶來的衝突和風險；
  3. 另外要注意的是，HostPath Volume和Local PV都是在使用本地磁碟，和常見的分散式檔案系統相比，本地磁碟故障會導致資料丟失，儲存重要資料請勿使用HostPath Volume和Local PV；

基本概念說完了，接下來實戰體驗；

實戰環境資訊

  1. 作業系統：CentOS Linux release 7.8.2003 (Core)
  2. kubernetes：1.15.3
  3. helm：2.16.1

體驗Local PV的步驟簡述

本次實戰的目標是快速建立Local PV，並驗證該Local PV正常可用，全文由以下部分組成：

  1. 建立Local PV；
  2. 通過helm下載tomcat的chart；
  3. 修改chart，讓tomcat使用剛才建立的Local PV；
  4. 部署tomcat；
  5. 在伺服器上檢查資料夾已正常寫入；

參考文章

如果您想了解Kubernetes和helm的更多資訊，請參考：

  1. 《kubespray2.11安裝kubernetes1.15》；
  2. 《部署和體驗Helm(2.16.1版本)》；

準備完畢，開始實操；

建立PV

  1. 在kubernetes工作節點建立資料夾給Local PV使用，我這是：/root/temp/202005/24/local-pv/
  2. 給上述資料夾讀寫許可權：chmod -R a+r,a+w /root/temp/202005/24/local-pv
  3. 建立檔案local-storage-pv.yaml，內容如下：
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: example-pv
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
  storageClassName: local-storage
  local:
    path: /root/temp/202005/24/local-pv
  nodeAffinity:
    required:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
        - key: kubernetes.io/hostname
          operator: In
          values:
          - node1
  1. 關於local-storage-pv.yaml有以下幾點需要注意：
    a. spec.storageClassName等於local-storage，後面的PVC中也要指定storageClassName等於local-storage；
    b. spec.nodeAffinity是必填引數，用於建立Local PV和節點的關係，spec.nodeAffinity.required,nodeSelectorTerms.matchExpressions.values的值包含node1，表示該Local PV可以在主機名為node1的節點建立；
  2. 執行命令kubectl apply -f local-storage-pv.yaml，即可建立PV；
  3. 執行kubectl describe pv example-pv檢查是否建立成功，如下圖紅框所示，此PV已經可用：
    在這裡插入圖片描述

使用PV

接下來通過helm部署tomcat，並且讓tomcat使用上述Local PV，請確保helm已經裝好;

  1. 增加helm倉庫(帶有tomcat的倉庫)：helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
  2. 下載tomcat的chart：helm fetch bitnami/tomcat
  3. chart下載成功後，當前目錄出現tomcat配置壓縮包tomcat-6.2.4.tgz，解壓：tar -zxvf tomcat-6.2.4.tgz
  4. 解壓得到tomcat資料夾，進入後開啟values.yaml檔案，找到persistence節點，增加下圖紅框中的內容：
    在這裡插入圖片描述
  5. 在tomcat目錄下執行命令：helm install --name-template tomcat001 -f values.yaml . --namespace hello-storageclass
  6. 檢視tomcat的pod和service情況，一切正常，並且埠對映到了宿主機的31835：
    在這裡插入圖片描述
  7. 瀏覽器訪問宿主機IP:31835，出現tomcat歡迎頁面：
    在這裡插入圖片描述
  8. 去目錄/root/temp/202005/24/local-pv/檢查磁碟使用情況，如下圖，可見已分配給tomcat的PVC，並且寫入了tomcat的基本資料：
    在這裡插入圖片描述
  9. 再次檢視Local PV，發現狀態已經改變：
    在這裡插入圖片描述
    至此可以確認，tomcat用上了Local PV，資料被儲存在宿主機的指定資料夾；

清理Local PV

  1. 一般來說，清理PV要做如下操作：
    a. 刪除pod，或者deployment；
    b. 刪除pvc；
    c. 刪除Local PV；
  2. 這裡由於用上了helm，因此通過helm將上述步驟1和2執行掉，既命令helm delete tomcat001
  3. 再在local-storage-pv.yaml所在目錄執行kubectl delete -f local-storage-pv.yaml即可刪除Local PV；

至此，Local PV的學習和實踐就完成了，如果您正在使用這種儲存，希望本文能給您一些參考；

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