K8S數據持久化之自動建立pv

1、數據持久化的類型：
1.emptyDir：只能做爲臨時存儲使用。若是容器被刪除，數據仍然存在，若是Pod被刪除，數據也會被刪除。
2.HostPath：使用場景很少，會增長Pod與節點之間的耦合性。
3.PV、PVC：基於NFS服務。PV狀態必須爲Available，訪問模式必須相同及存儲類的名稱必須相同。
出錯：Pod不斷的重啓：
1.swap沒有關閉，致使集羣運行不正常。
2.內存不足，運行服務也會重啓。

注意：基於NFs建立PV，與PVC。
而且須要建立PV所需的宿主機目錄。

2、作實驗類比，若是集羣中存在兩個空間大小不一樣的PV，PVC如何跟PV關聯。
1.建立PV（建立兩個空間大小不一樣的PV，web-pv1和web-pv2）
1.[root@master yaml]# vim web1.yaml   
2.  
3.kind: PersistentVolume  
4.apiVersion: v1  
5.metadata:  
6.  name: web-pv1  
7.spec:  
8.  accessModes:  
9.    - ReadWriteOnce          
10.  capacity:  
11.    storage: 1Gi  
12.  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle  
13.  storageClassName: nfs  
14.  nfs:  
15.    path: /nfsdata/web1  
16.    server: 192.168.1.1  
17.  
18.[root@master yaml]# mkdir /nfsdata/web1  
19.[root@master yaml]# kubectl apply -f web1.yaml   
20.persistentvolume/web-pv1 created  
21.[root@master yaml]# kubectl get pv  
22.NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM             STORAGECLASS   REASON   AGE  
23.web-pv1   1Gi        RWO            Recycle          Available                     nfs                     7s  

2.建立第二個Pv
1.[root@master yaml]# vim web2.yaml   
2.kind: PersistentVolume  
3.apiVersion: v1  
4.metadata:  
5.  name: web-pv2  
6.spec:  
7.  accessModes:  
8.    - ReadWriteOnce  
9.  capacity:  
10.    storage: 2Gi  
11.  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle  
12.  storageClassName: nfs  
13.  nfs:  
14.    path: /nfsdata/web2  
15.    server: 192.168.1.1
16.  
17.[root@master yaml]# kubectl apply -f web2.yaml   
18.persistentvolume/web-pv2 created  
19.  
20.[root@master yaml]# kubectl get pv  
21.NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM             STORAGECLASS   REASON   AGE  
22.web-pv1   1Gi        RWO            Recycle          Available                     nfs                     103s  
23.web-pv2   2Gi        RWO            Recycle          Available                     nfs                     14s  

3.建立PVCbr/>1.[root@master yaml]# vim web-pvc.yaml   
2.kind: PersistentVolumeClaim  br/>3.apiVersion: v1  
4.metadata:  
5.  name: web-pvc  
6.spec:  
7.  accessModes:  
8.    - ReadWriteOnce  
9.  resources:  
10.    requests:  
11.      storage: 1Gi  
12.  storageClassName: nfs  
13.[root@master yaml]# kubectl apply -f web-pvc.yaml   
14.persistentvolumeclaim/web-pvc created  br/>15.[root@master yaml]# kubectl get pvc  
16.NAME      STATUS   VOLUME    CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE  br/>17.web-pvc   Bound    web-pv1   1Gi        RWO            nfs            5s  
18.[root@master yaml]# kubectl get pv  
19.NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM             STORAGECLASS   REASON   AGE  
20.web-pv1   1Gi        RWO            Recycle          Bound       default/web-pvc   nfs                     8m59s  
21.web-pv2   2Gi        RWO            Recycle          Available                     nfs                     7m30s 
經過上面的實驗得出：
若是，K8s集羣中，有不少相似的PV，PVC在去向PV申請空間的時候，不只會考慮名稱以及訪問控制模式，還會考慮PVC申請空間的大小，會分配最合適大小的PV。

3、分析storageclass 資源對象的做用及優勢。
1.使用PV和PVC能夠實現數據持久化，假如咱們的PV容量爲10G，定義訪問模式爲RWO，而咱們PVC申請的存儲空間爲5G，那麼被申請的PV就有容量被浪費掉了，由於訪問模式只能被單個節點掛載。還有，咱們每次去建立PV也是比較麻煩的，因此這時候就有了動態的自動的建立所須要的PV了（Storage Class）。
Storage Class：即存儲類，是K8s資源類型的一種，它是有管理員爲管理PV更加方便建立的一個邏輯組，能夠按照存儲系統的性能高低，或者綜合服務質量，備份策略等分類。不過k8s自己不知道類別究竟是什麼，它這是做爲一個描述。
優勢：支持PV的動態建立，當用戶用到持久性存儲時，沒必要再去提早建立PV，而是直接建立PVC就能夠了，很是的方便。
存儲類對象的名稱很重要，而且除了名稱以外，還有三個關鍵字段：
Provisioner（供給方、提供者）：即提供了存儲資源的存儲系統。k8s內建有多重供給方，這些供給方的名字都以「kubernetes.io」爲前綴。而且還能夠自定義。
Parameters（參數）：存儲類使用參數描述要關聯到的存儲卷，注意不一樣的供給方參數也不一樣。
ReclaimPlicy：PV的回收策略。
關於Storage Class的詳情介紹：
https://www.kubernetes.org.cn/pvpvcstorageclass

2.作一個自動建立PV的實驗：
基於nginx運行一個web服務，使用Deployment資源對象，replicas=3.持久化存儲目錄爲默認主目錄，使用storageclass自動建立PV。

基於NFS：

1）首先NFS服務的開啓：
1.[root@master yaml]# yum install -y nfs-utils rpcbind  #這裏注意三臺都要安裝NFS服務。
2.[root@master yaml]# vim /etc/exports  
3./nfsdata  *(rw,sync,no_root_squash)  
4.[root@master yaml]# mkdir /nfsdata  
5.[root@master yaml]# systemctl start rpcbind  
6.[root@master yaml]# systemctl start nfs-server.service   
7.[root@master yaml]# showmount -e  
8.Export list for master:  
9./nfsdata *  

2）建立RBAC受權：
1.[root@master yaml]# vim rbac-rolebind.yaml      #爲了給SC資源操做K8s集羣的權限。  
2.  
3.kind: Namespace  
4.apiVersion: v1  
5.metadata:  
6.  name: lbs-test  
7.---  
8.apiVersion: v1  
9.kind: ServiceAccount        #建立Rbac受權用戶。及定義權限。  
10.metadata:  
11.  name: nfs-provisioner  
12.  namespace: lbs-test  
13.---  
14.apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1  
15.kind: ClusterRole  
16.metadata:  
17.  name: nfs-provisioner-runner  
18.  namespace: lbs-test  
19.rules:  
20.   -  apiGroups: [""]  
21.      resources: ["persistentvolumes"]  
22.      verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]  
23.   -  apiGroups: [""]  
24.      resources: ["persistentvolumeclaims"]  
25.      verbs: ["get", "list", "watch", "update"]  
26.   -  apiGroups: ["storage.k8s.io"]  
27.      resources: ["storageclasses"]  
28.      verbs: ["get", "list", "watch"]  
29.   -  apiGroups: [""]  
30.      resources: ["events"]  
31.      verbs: ["watch", "create", "update", "patch"]  
32.   -  apiGroups: [""]  
33.      resources: ["services", "endpoints"]  
34.      verbs: ["get","create","list", "watch","update"]  
35.   -  apiGroups: ["extensions"]  
36.      resources: ["podsecuritypolicies"]  
37.      resourceNames: ["nfs-provisioner"]  
38.      verbs: ["use"]  
39.---  
40.kind: ClusterRoleBinding  
41.apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1  
42.metadata:  
43.  name: run-nfs-provisioner  
44.subjects:  
45.  - kind: ServiceAccount  
46.    name: nfs-provisioner  
47.    namespace: lbs-test  
48.roleRef:  
49.  kind: ClusterRole  
50.  name: nfs-provisioner-runner  
51.  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io 

執行yaml文件：

1.[root@master yaml]# kubectl apply -f rbac-rolebind.yaml  
namespace/lbh-test created  
serviceaccount/nfs-provisioner created  
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/nfs-provisioner-runner created  
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/run-nfs-provisioner created  

3）建立nfs-client-provisioner容器：
1.[root@master yaml]# vim nfs-deployment.yaml  
2.  
3.apiVersion: extensions/v1beta1  
4.kind: Deployment  
5.metadata:  
6.  name: nfs-client-provisioner  
7.  namespace: lbs-test  
8.spec:  
9.  replicas: 1       #副本數量爲1  
10.  strategy:  
11.    type: Recreate  
12.  template:  
13.    metadata:  
14.      labels:  
15.        app: nfs-client-provisioner  
16.    spec:  
17.      serviceAccount: nfs-provisioner       #指定帳戶  
18.      containers:  
19.        - name: nfs-client-provisioner  
20.          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/open-ali/nfs-client-provisioner      #使用的鏡像。  
21.          volumeMounts:  
22.            - name: nfs-client-root  
23.              mountPath:  /persistentvolumes        #指定容器內的掛載目錄  
24.          env:  
25.            - name: PROVISIONER_NAME        #這是這個容器內置的變量  
26.              value: lbs-test              #這是上面變量的值（名字）  
27.            - name: NFS_SERVER              #內置變量，用於指定nfs服務的IP  
28.              value: 192.168.2.50             
29.            - name: NFS_PATH                #內置變量，指定的是nfs共享的目錄  
30.              value: /nfsdata  
31.      volumes:              #這下面是指定上面掛載到容器內的nfs的路徑及IP  
32.        - name: nfs-client-root  
33.          nfs:  
34.            server: 192.168.2.50  
35.            path: /nfsdata  

NFS-deployment：
做用：其實它是一個NFS客戶端。它經過K8S的內置的NFS驅動掛載遠端的NFS服務器到本地目錄；而後將自身做爲storage provider，關聯storage class。

執行yaml文件：br/>1.[root@master yaml]# kubectl apply -f nfs-deployment.yaml   
deployment.extensions/nfs-client-provisioner created

4）建立SC（Storage Class）自動建立pv
1.[root@master yaml]# vim test-storageclass.yaml  
2.apiVersion: storage.k8s.io/v1  
3.kind: StorageClass  
4.metadata:  
5.  name: sc-nfs  
6.  namespace: lbs-test      #名稱空間  
7.provisioner: lbs-test      #這裏要與deployment的env環境變量中的value值對應。  
8.reclaimPolicy: Retain       #回收策略爲：retain。  

執行yaml文件：
1.[root@master yaml]# kubectl apply -f test-storageclass.yaml   
storageclass.storage.k8s.io/sc-nfs created  

5）建立PVC
1.[root@master yaml]# vim test-pvc.yaml  
2.  
3.apiVersion: v1  
4.kind: PersistentVolumeClaim  
5.metadata:  
6.  name: lbs-claim  
7.  namespace: lbs-test  
8.  
9.spec:  
10.  storageClassName: sc-nfs   須要與storageclass的名字一致
11.  accessModes:  
12.    - ReadWriteMany  
13.  resources:  
14.    requests:  
15.      storage: 500Mi  

當咱們建立完PVC後，會自動建立一個PV，其目錄在NFS共享目錄下：
1.[root@master yaml]# ls /nfsdata/  
lbs-test-lbs-claim-pvc-71262c5a-f866-4bc6-a22f-cd49daf13edf  
  
2.[root@master yaml]# kubectl get pv -n lbs-test   
3.NAME                                       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS        CLAIM                  STORAGECLASS   REASON   AGE  
pvc-71262c5a-f866-4bc6-a22f-cd49daf13edf   500Mi      RWX            Delete           Bound         lbs-test/lbs-claim    sc-nfs                  26m  

6）**基於nginx運行web服務，使用Deployment資源對象，副本數量三個，持久化存儲目錄爲默認主目錄。將默認主目錄內容，更改成本身的名稱，並驗證數據自動建立的PV目錄下是否有數據。**
建立Deployment資源：
1.[root@master yaml]# vim nginx.yaml  
2.  
3.apiVersion: extensions/v1beta1  
4.kind: Deployment  
5.metadata:  
6.  name: lbs-web  
7.  namespace: lbs-test  
8.spec:  
9.  replicas: 3  
10.  template:  
11.    metadata:  
12.      labels:  
13.        app: web  
14.    spec:  
15.      containers:  
16.      - name: nginx  
17.        image: nginx  
18.        volumeMounts:  
19.        - name: lbs-web  
20.          mountPath: /usr/share/nginx/html/   
21.      volumes:  
22.      - name: lbs-web  
23.        persistentVolumeClaim:  
24.          claimName: lbs-claim  

執行yaml文件，並查看Pod：
1.[root@master yaml]# kubectl apply -f nginx.yaml   
2.deployment.extensions/lbh-web created  
3.  
4.[root@master yaml]# kubectl get pod -n lbs-test   
5.NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE  
6.lbs-web-6d596b6666-68wls                  1/1     Running   0          2m29s  
7.lbs-web-6d596b6666-k8vz2                  1/1     Running   0          2m29s  
8.lbs-web-6d596b6666-pvppq                  1/1     Running   0          2m29s  

分別進入容器，配置網頁根目錄：
1.[root@master yaml]# kubectl exec -it -n lbs-test lbs-web-6d596b6666-68wls /bin/bash  
2.root@lbs-web-6d596b6666-68wls:/# cd /usr/share/nginx/html/  
3.root@lbs-web-6d596b6666-68wls:/usr/share/nginx/html# echo 123 > index.html  
4.root@lbs-web-6d596b6666-68wls:/usr/share/nginx/html# ls  
5.index.html  
6.root@lbs-web-6d596b6666-68wls:/usr/share/nginx/html# exit  

其餘兩臺步驟同樣。

查看自動建立得分PV目錄下是否有數據：
1.[root@master yaml]# cat /nfsdata/lbs-test-lbs-claim-pvc-71262c5a-f866-4bc6-a22f-cd49daf13edf/index.html   
2.123  

訪問網頁測試：
1.[root@master yaml]# kubectl get pod -o wide -n lbs-test   
2.NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES  
3.lbs-web-6d596b6666-68wls                  1/1     Running   0          11m     10.244.2.7   node02   <none>           <none>  
4.lbs-web-6d596b6666-k8vz2                  1/1     Running   0          11m     10.244.2.9   node02   <none>           <none>  
5.lbs-web-6d596b6666-pvppq                  1/1     Running   0          11m     10.244.2.8   node02   <none>           <none>  
6.[root@master yaml]# curl 10.244.2.7     
7.123  

nginx容器內的網頁根目錄和本地的nfs共享目錄關聯。數據不會因容器，pod被刪除，而丟失。