Kubernetes的Local Persistent Volumes使用小记

落日映苍穹つ 2023-02-14 02:29 20阅读 0赞

### 关于Local Persistent Volumes ###

文中将Local Persistent Volumes简称为Local PV；

1.  Kubernetes的Local PV自1.7版本进行alpha发布，在1.10版本beta发布，最终的正式发布(General Availability)是在1.14版本；
2.  一个Local PV对应指定节点上的一处本地磁盘空间；
3.  相比NFS之类的远程存储，Local PV提供了本地IO带来的更好性能；

### 和HostPath Volume的区别 ###

Local PV出现之前，使用本地磁盘的方法是HostPath Volume，同为使用本地磁盘，区别在哪呢？

1.  最重要的区别，就是Local PV和具体节点是有关联的，这意味着使用了Local PV的pod，重启多次都会被Kubernetes scheduler调度到同一节点，而如果用的是HostPath Volume，每次重启都可能被Kubernetes scheduler调度到新的节点，然后使用同样的本地路径；
2.  当我们要用HostPath Volume的时候，既可以在PVC声明，又可以直接写到Pod的配置中，但是Local PV只能在PVC声明，对于PV资源，通常都有专人管理，这样就避免了Pod开发者擅自使用本地磁盘带来的冲突和风险；
3.  另外要注意的是，HostPath Volume和Local PV都是在使用本地磁盘，和常见的分布式文件系统相比，本地磁盘故障会导致数据丢失，保存重要数据请勿使用HostPath Volume和Local PV；

基本概念说完了，接下来实战体验；

### 实战环境信息 ###

1.  操作系统：CentOS Linux release 7.8.2003 (Core)
2.  kubernetes：1.15.3
3.  helm：2.16.1

### 体验Local PV的步骤简述 ###

本次实战的目标是快速创建Local PV，并验证该Local PV正常可用，全文由以下部分组成：

1.  创建Local PV；
2.  通过helm下载tomcat的chart；
3.  修改chart，让tomcat使用刚才创建的Local PV；
4.  部署tomcat；
5.  在服务器上检查文件夹已正常写入；

### 参考文章 ###

如果您想了解Kubernetes和helm的更多信息，请参考：

1.  [《kubespray2.11安装kubernetes1.15》][kubespray2.11_kubernetes1.15]；
2.  [《部署和体验Helm(2.16.1版本)》][Helm_2.16.1]；

准备完毕，开始实操；

### 创建PV ###

1.  在kubernetes工作节点创建文件夹给Local PV使用，我这是：/root/temp/202005/24/local-pv/
2.  给上述文件夹读写权限：chmod -R a+r,a+w /root/temp/202005/24/local-pv
3.  创建文件local-storage-pv.yaml，内容如下：

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.  关于local-storage-pv.yaml有以下几点需要注意：  
    a. spec.storageClassName等于local-storage，后面的PVC中也要指定storageClassName等于local-storage；  
    b. spec.nodeAffinity是必填参数，用于建立Local PV和节点的关系，spec.nodeAffinity.required,nodeSelectorTerms.matchExpressions.values的值包含node1，表示该Local PV可以在主机名为node1的节点创建；
2.  执行命令kubectl apply -f local-storage-pv.yaml，即可创建PV；
3.  执行kubectl describe pv example-pv检查是否创建成功，如下图红框所示，此PV已经可用：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### 使用PV ###

接下来通过helm部署tomcat，并且让tomcat使用上述Local PV，请确保helm已经装好;

1.  增加helm仓库(带有tomcat的仓库)：helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
2.  下载tomcat的chart：helm fetch bitnami/tomcat
3.  chart下载成功后，当前目录出现tomcat配置压缩包tomcat-6.2.4.tgz，解压：tar -zxvf tomcat-6.2.4.tgz
4.  解压得到tomcat文件夹，进入后打开values.yaml文件，找到persistence节点，增加下图红框中的内容：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]
5.  在tomcat目录下执行命令：helm install --name-template tomcat001 -f values.yaml . --namespace hello-storageclass
6.  查看tomcat的pod和service情况，一切正常，并且端口映射到了宿主机的31835：  
    ![在这里插入图片描述][20200531131250825.png]
7.  浏览器访问宿主机IP:31835，出现tomcat欢迎页面：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]
8.  去目录/root/temp/202005/24/local-pv/检查磁盘使用情况，如下图，可见已分配给tomcat的PVC，并且写入了tomcat的基本数据：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]
9.  再次查看Local PV，发现状态已经改变：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
    至此可以确认，tomcat用上了Local PV，数据被保存在宿主机的指定文件夹；

### 清理Local PV ###

1.  一般来说，清理PV要做如下操作：  
    a. 删除pod，或者deployment；  
    b. 删除pvc；  
    c. 删除Local PV；
2.  这里由于用上了helm，因此通过helm将上述步骤1和2执行掉，既命令helm delete tomcat001
3.  再在local-storage-pv.yaml所在目录执行kubectl delete -f local-storage-pv.yaml即可删除Local PV；

至此，Local PV的学习和实践就完成了，如果您正在使用这种存储，希望本文能给您一些参考；

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![在这里插入图片描述][format_png]

[kubespray2.11_kubernetes1.15]: https://xinchen.blog.csdn.net/article/details/103106314
[Helm_2.16.1]: https://xinchen.blog.csdn.net/article/details/103667500
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200531131028440.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5,size_16,color_FFFFFF,t_70
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