Kubernetes的Local Persistent Volumes使用小記

歡迎訪問個人GitHub

https://github.com/zq2599/blog_demos

內容：全部原創文章分類彙總及配套源碼，涉及Java、Docker、Kubernetes、DevOPS等；

關於Local Persistent Volumes

文中將Local Persistent Volumes簡稱爲Local PV；

1. Kubernetes的Local PV自1.7版本進行alpha發佈，在1.10版本beta發佈，最終的正式發佈(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盤空間；
3. 相比NFS之類的遠程存儲，Local PV提供了本地IO帶來的更好性能；

和HostPath Volume的區別

Local PV出現以前，使用本地磁盤的方法是HostPath Volume，同爲使用本地磁盤，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，這意味着使用了Local PV的pod，重啓屢次都會被Kubernetes scheduler調度到同一節點，而若是用的是HostPath Volume，每次重啓均可能被Kubernetes scheduler調度到新的節點，而後使用一樣的本地路徑；
2. 當咱們要用HostPath Volume的時候，既能夠在PVC聲明，又能夠直接寫到Pod的配置中，可是Local PV只能在PVC聲明，對於PV資源，一般都有專人管理，這樣就避免了Pod開發者擅自使用本地磁盤帶來的衝突和風險；
3. 另外要注意的是，HostPath Volume和Local PV都是在使用本地磁盤，和常見的分佈式文件系統相比，本地磁盤故障會致使數據丟失，保存重要數據請勿使用HostPath Volume和Local PV；

基本概念說完了，接下來實戰體驗；

實戰環境信息

1. 操做系統：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，全文由如下部分組成：

1. 建立Local PV；
2. 經過helm下載tomcat的chart；
3. 修改chart，讓tomcat使用剛纔建立的Local PV；
4. 部署tomcat；
5. 在服務器上檢查文件夾已正常寫入；

參考文章

若是您想了解Kubernetes和helm的更多信息，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工做節點建立文件夾給Local PV使用，我這是：/root/temp/202005/24/local-pv/
2. 給上述文件夾讀寫權限：chmod -R a+r,a+w /root/temp/202005/24/local-pv
3. 建立文件local-storage-pv.yaml，內容以下：

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

4. 關於local-storage-pv.yaml有如下幾點須要注意：
   a. spec.storageClassName等於local-storage，後面的PVC中也要指定storageClassName等於local-storage；
   b. spec.nodeAffinity是必填參數，用於創建Local PV和節點的關係，spec.nodeAffinity.required,nodeSelectorTerms.matchExpressions.values的值包含node1，表示該Local PV能夠在主機名爲node1的節點建立；
5. 執行命令kubectl apply -f local-storage-pv.yaml，便可建立PV；
6. 執行kubectl describe pv example-pv檢查是否建立成功，以下圖紅框所示，此PV已經可用：
   

使用PV

接下來經過helm部署tomcat，而且讓tomcat使用上述Local PV，請確保helm已經裝好;

1. 增長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. 解壓獲得tomcat文件夾，進入後打開values.yaml文件，找到persistence節點，增長下圖紅框中的內容：
   
5. 在tomcat目錄下執行命令：helm install --name-template tomcat001 -f values.yaml . --namespace hello-storageclass
6. 查看tomcat的pod和service狀況，一切正常，而且端口映射到了宿主機的31835：
   
7. 瀏覽器訪問宿主機IP:31835，出現tomcat歡迎頁面：
   
8. 去目錄/root/temp/202005/24/local-pv/檢查磁盤使用狀況，以下圖，可見已分配給tomcat的PVC，而且寫入了tomcat的基本數據：
   
9. 再次查看Local PV，發現狀態已經改變：
   
   至此能夠確認，tomcat用上了Local PV，數據被保存在宿主機的指定文件夾；

清理Local PV

1. 通常來講，清理PV要作以下操做：
   a. 刪除pod，或者deployment；
   b. 刪除pvc；
   c. 刪除Local PV；
2. 這裏因爲用上了helm，所以經過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便可刪除Local PV；

至此，Local PV的學習和實踐就完成了，若是您正在使用這種存儲，但願本文能給您一些參考；

你不孤單，欣宸原創一路相伴

1. Java系列
2. Spring系列
3. Docker系列
4. kubernetes系列
5. 數據庫+中間件系列
6. DevOps系列

歡迎關注公衆號：程序員欣宸

微信搜索「程序員欣宸」，我是欣宸，期待與您一同暢遊Java世界...
https://github.com/zq2599/blog_demos