【kubernetes】探索k8s集群的存储卷、pvc和pv

【kubernetes】探索k8s集群的存储卷、pvc和pv
目录

一、emptyDir存储卷

1.1 特点

1.2 用途

1.3部署

二、hostPath存储卷

2.1部署

2.1.1在 node01 节点上创建挂载目录

2.1.2在 node02 节点上创建挂载目录

2.1.3创建 Pod 资源

2.1.4访问测试

2.2 特点

2.3 用途

三、nfs共享存储卷

3.1特点

3.2用途

3.3部署

四、PVC 和 PV

4.1PVC 和 PV介绍

4.1.1PVC 的使用逻辑

4.2创建 StorageClass

4.3PV和PVC之间的相互作用遵循的生命周期： ⭐⭐⭐

根据这 5 个阶段，PV 的状态有以下 4 种： ⭐⭐⭐

4.4一个PV从创建到销毁的具体流程

4.5三种回收策略

4.6 查看pv定义的规格

4.7查看PVC的定义方式

4.8 k8s支持的存储插件的访问方式

五、部署NFS使用PV和PVC

5.1配置nfs存储

5.2定义PV

5.3定义PVC

5.4测试访问

六、搭建 StorageClass + NFS，实现 NFS 的动态 PV 创建

6.1在stor01节点上安装nfs，并配置nfs服务

6.2创建 Service Account

6.3使用 Deployment 来创建 NFS Provisioner

6.4创建 StorageClass，负责建立 PVC 并调用 NFS provisioner 进行预定的工作，并让 PV 与 PVC 建立关联

6.5创建 PVC 和 Pod 测试

七、温故而知新

7.1动态创建PV的步骤

7.2静态创建PV的步骤

容器磁盘上的文件的生命周期是短暂的，这就使得在容器中运行重要应用时会出现一些问题。首先，当容器崩溃时，kubelet 会重启它，但是容器中的文件将丢失——容器以干净的状态（镜像最初的状态）重新启动。其次，在Pod中同时运行多个容器时，这些容器之间通常需要共享文件。Kubernetes 中的Volume抽象就很好的解决了这些问题。Pod中的容器通过Pause容器共享Volume

查看支持的存储卷类型
```
kubectl explain pod.spec.volumes
```
常用的有：emptyDir、hostPath、nfs、persistentVolumeClaim

一、emptyDir存储卷

当Pod被分配给节点时，首先创建emptyDir卷，并且只要该Pod在该节点上运行，该卷就会存在。正如卷的名字所述，它最初是空的。Pod 中的容器可以读取和写入emptyDir卷中的相同文件，尽管该卷可以挂载到每个容器中的相同或不同路径上。当出于任何原因从节点中删除 Pod 时，emptyDir中的数据将被永久删除。

1.1 特点
- 临时性存储：
emptyDir 提供的存储是临时的，其生命周期与所属的 Pod 相关。

当 Pod 被删除时，emptyDir 中的数据也会被清除，因此不适合用于持久化存储。
- Pod 内容器之间的共享：
emptyDir 在同一个 Pod 中的所有容器之间共享，容器可以读写其中的数据。
- 创建时机：
emptyDir 在 Pod 创建时被创建，当容器启动时，可以访问其中的空目录。

1.2 用途

适用于需要在同一个 Pod 中的多个容器之间进行临时数据交换或共享的场景。

例如，可以用于容器间的缓存共享、临时文件存储等用途。

1.3部署
```
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-emptydir
  namespace: default
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: soscscs/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
        #定义容器挂载内容
    volumeMounts:
        #使用的存储卷名称，如果跟下面volume字段name值相同，则表示使用volume的这个存储卷
    - name: html
          #挂载至容器中哪个目录
      mountPath: /usr/share/nginx/html/
  - name: busybox
    image: busybox:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    volumeMounts:
    - name: html
          #在容器内定义挂载存储名称和挂载路径
      mountPath: /data/
    command: ['/bin/sh','-c','while true;do echo $(date) >> /data/index.html;sleep 2;done']
  #定义存储卷
  volumes:
  #定义存储卷名称  
  - name: html
    #定义存储卷类型
    emptyDir: {}
```
```
kubectl apply -f pod-emptydir.yaml
 
kubectl get pods -o wide
```
在上面定义了2个容器，其中一个容器是输入日期到index.html中，然后验证访问nginx的html是否可以获取日期。以验证两个容器之间挂载的emptyDir实现共享。

emptyDir存储卷可以实现pod中的容器之间的数据共享，但是存储卷不能做持久化数据，且会随着pod生命周期的结束而一起被删除

emptyDir存储卷是临时存储卷

二、hostPath存储卷

hostPath卷将 node 节点的文件系统中的文件或目录挂载到集群中。
hostPath可以实现持久存储，但是在node节点故障时，也会导致数据的丢失。

2.1部署

2.1.1在 node01 节点上创建挂载目录
```
mkdir -p /data/pod/volume1
echo 'node01.zzz.com' > /data/pod/volume1/index.html
```
2.1.2在 node02 节点上创建挂载目录
```
mkdir -p /data/pod/volume1
echo 'node02.zzz.com' > /data/pod/volume1/index.html
```
2.1.3创建 Pod 资源
```
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-hostpath
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: soscscs/myapp:v1
        #定义容器挂载内容
    volumeMounts:
        #使用的存储卷名称，如果跟下面volume字段name值相同，则表示使用volume的这个存储卷
    - name: html
          #挂载至容器中哪个目录
      mountPath: /usr/share/nginx/html
          #读写挂载方式，默认为读写模式false
      readOnly: false
  #volumes字段定义了paues容器关联的宿主机或分布式文件系统存储卷
  volumes:
    #存储卷名称
    - name: html
          #路径，为宿主机存储路径
      hostPath:
            #在宿主机上目录的路径
        path: /data/pod/volume1
                #定义类型，这表示如果宿主机没有此目录则会自动创建
        type: DirectoryOrCreate
```
2.1.4访问测试

删除pod，再重建，验证是否依旧可以访问原来的内容
```
kubectl delete -f pod-hostpath.yaml  
kubectl apply -f pod-hostpath.yaml 
```
删除pod，再重建，指定到node02节点，验证是否依旧可以访问原来的内容

hostpath:可以实现持久化存储，使用node节点的目录或文件挂载到容器，但是存储空间会受到node节点单机限制，node节点故障数据会丢失，pod跨节点不能共享数据

2.2 特点
- 直接访问主机文件系统： HostPath存储卷允许Pod直接访问主机节点上的文件系统，提供了对主机存储的直接访问权限。
- 读写权限： Pod可以对HostPath上的文件进行读写操作，这为一些需要在容器内进行文件操作的应用提供了便利。
- 节点依赖性： Pod使用HostPath时，会依赖节点上的具体路径，这可能导致在不同节点上部署相同Pod时出现问题，因为节点之间的文件系统路径可能不同。
- 共享资源：多个Pod可以共享同一个HostPath，但要小心避免数据冲突或竞争条件
2.3 用途
- 主机文件操作：适用于需要在Pod内进行主机文件系统操作的场景，例如读取或写入主机上的特定文件。
- 数据共享：多个Pod可以共享同一个HostPath，这在一些需要多个Pod之间共享数据的情况下可能很有用。
- 特殊需求：用于满足一些特殊需求，例如某些应用需要在容器内直接操作主机上的某些文件。
需要注意的是，由于HostPath存储卷的使用可能涉及到权限和安全性的考虑，一般情况下建议慎重使用，并确保在生产环境中采取适当的安全措施

三、nfs共享存储卷

nfs:可以实现持久化存储，使用nfs将存储设备空间挂载到容器中，pod可以跨node节点共享数据

3.1特点
- 共享性： NFS存储卷允许多个Pod在集群中共享同一个NFS服务器上的存储空间。这使得多个应用程序可以访问和操作相同的数据，促进了数据共享和协作。
- 持久性： NFS存储卷提供了持久化的存储解决方案，数据存储在NFS服务器上并且在Pod重新启动或迁移时仍然可用。这对于需要长期保存数据的应用程序和服务非常有用。
- 可扩展性： NFS存储卷可以轻松地扩展以满足应用程序的需求。通过在NFS服务器上添加更多的存储空间或者增加NFS服务器的数量，可以扩展存储容量和性能。
- 灵活性：使用NFS存储卷可以将存储与Pod分离，从而使得Pod可以在不同的节点上迁移而不会丢失数据。这种灵活性使得在Kubernetes集群中部署和管理应用程序变得更加容易。
3.2用途
- 简化管理： NFS存储卷可以通过Kubernetes的PV和PVC对象进行声明和管理，而无需手动管理存储配置。这简化了存储管理的流程，并提高了部署和维护的效率。
- 适用范围广泛： NFS存储卷适用于许多不同类型的应用程序和场景，包括数据库、文件共享、日志存储等。它提供了一种通用的存储解决方案，适用于各种不同的业务需求。
3.3部署

准备一台新机器，安装nfs，主机名stor01

在stor01节点上安装nfs，并配置nfs服务
```
mkdir /data/volumes -p
chmod 777 /data/volumes
 
vim /etc/exports
/data/volumes 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
 
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs
 
showmount -e
Export list for stor01:
/data/volumes 192.168.246.0/24
```
node节点添加映射

master节点操作
```
vim pod-nfs-vol.yaml
```
```
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-vol-nfs
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: soscscs/myapp:v1
    volumeMounts:
    - name: html
      mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
    - name: html
      nfs:  #存储卷类型为nfs
        path: /data/volumes  #共享的目录为/opt/k8s
        server: 192.168.246.13 #可以为主机名（但是做了hosts映射），或者ip也可以
```
在nfs服务器上创建index.html
```
cd /data/volumes
vim index.html
<h1> test ye mian </h1>
```
master节点操作

#删除nfs相关pod，再重新创建，可以得到数据的持久化存储
```
kubectl delete -f pod-nfs-vol.yaml   #删除nfs相关pod，再重新创建，可以得到数据的持久化存储
 
kubectl apply -f pod-nfs-vol.yaml
```
四、PVC 和 PV

4.1PVC 和 PV介绍

PV 全称叫做 Persistent Volume，持久化存储卷。它是用来描述或者说用来定义一个存储卷的，这个通常都是由运维工程师来定义。

PVC 的全称是 Persistent Volume Claim，是持久化存储的请求。它是用来描述希望使用什么样的或者说是满足什么条件的 PV 存储。

4.1.1PVC 的使用逻辑

在 Pod 中定义一个存储卷（该存储卷类型为 PVC），定义的时候直接指定大小，PVC 必须与对应的 PV 建立关系，PVC 会根据配置的定义去 PV 申请，而 PV 是由存储空间创建出来的。PV 和 PVC 是 Kubernetes 抽象出来的一种存储资源。

上面介绍的PV和PVC模式是需要运维人员先创建好PV，然后开发人员定义好PVC进行一对一的Bond，但是如果PVC请求成千上万，那么就需要创建成千上万的PV，对于运维人员来说维护成本很高，Kubernetes提供一种自动创建PV的机制，叫StorageClass，它的作用就是创建PV的模板。

pvc和pv绑定，才可以给pod使用，StorageClass是创建pv的模板

4.2创建 StorageClass

创建 StorageClass 需要定义 PV 的属性，比如存储类型、大小等；另外创建这种 PV 需要用到的存储插件，比如 Ceph 等。 有了这两部分信息，Kubernetes 就能够根据用户提交的 PVC，找到对应的 StorageClass，然后 Kubernetes 就会调用 StorageClass 声明的存储插件，自动创建需要的 PV 并进行绑定。

存储：存储工程师运维
PV： k8s 管理员运维
PVC：用户维护

PV是集群中的资源。 PVC是对这些资源的请求，也是对资源的索引检查。

4.3PV和PVC之间的相互作用遵循的生命周期： ⭐⭐⭐

Provisioning（配置）---> Binding（绑定）---> Using（使用）---> Releasing（释放） ---> Recycling（回收）
- Provisioning，即 PV 的创建，可以直接创建 PV（静态方式），也可以使用 StorageClass 动态创建
- Binding，将 PV 分配给 PVC
- Using，Pod 通过 PVC 使用该 Volume，并可以通过准入控制StorageProtection（1.9及以前版本为PVCProtection）阻止删除正在使用的 PVC
- Releasing，Pod 释放 Volume 并删除 PVC
- Reclaiming，回收 PV，可以保留 PV 以便下次使用，也可以直接从云存储中删除
根据这 5 个阶段，PV 的状态有以下 4 种： ⭐⭐⭐
- Available（可用）：表示可用状态，还未被任何 PVC 绑定
- Bound（已绑定）：表示 PV 已经绑定到 PVC
- Released（已释放）：表示 PVC 被删掉，但是资源尚未被集群回收
- Failed（失败）：表示该 PV 的自动回收失败
4.4一个PV从创建到销毁的具体流程
- 一个PV创建完后状态会变成Available，等待被PVC绑定。
- 一旦被PVC邦定，PV的状态会变成Bound，就可以被定义了相应PVC的Pod使用。
- Pod使用完后会释放PV，PV的状态变成Released。
- 变成Released的PV会根据定义的回收策略做相应的回收工作。有三种回收策略，Retain、Delete和Recycle。
4.5三种回收策略
- Retain就是保留现场，K8S集群什么也不做，等待用户手动去处理PV里的数据，处理完后，再手动删除PV。
- Delete策略，K8S会自动删除该PV及里面的数据。
- Recycle方式，K8S会将PV里的数据删除，然后把PV的状态变成Available，又可以被新的PVC绑定使用。
```
kubectl explain pv    #查看pv的定义方式
FIELDS:
    apiVersion: v1
    kind: PersistentVolume
    metadata:    #由于 PV 是集群级别的资源，即 PV 可以跨 namespace 使用，所以 PV 的 metadata 中不用配置 namespace
      name: 
    spec
```
4.6 查看pv定义的规格

kubectl explain pv.spec #查看pv定义的规格
```
kubectl explain pv.spec    #查看pv定义的规格
spce:
  nfs:（定义存储类型）
    path:（定义挂载卷路径）
    server:（定义服（定义访问模型，务器名称）
  accessModes:有以下三种访问模型，以列表的方式存在，也就是说可以定义多个访问模式） * * *
    - ReadWriteOnce          #（RWO）存储可读可写，但只支持被单个 Pod 挂载
	- ReadOnlyMany           #（ROX）存储可以以只读的方式被多个 Pod 挂载
	- ReadWriteMany          #（RWX）存储可以以读写的方式被多个 Pod 共享         注：官网
```
nfs 支持全部三种
```
#nfs 支持全部三种；iSCSI 不支持 ReadWriteMany（iSCSI 就是在 IP 网络上运行 SCSI 协议的一种网络存储技术）；HostPath 不支持 ReadOnlyMany 和 ReadWriteMany。
  capacity:（定义存储能力，一般用于设置存储空间）
    storage: 2Gi （指定大小）
  storageClassName: （自定义存储类名称，此配置用于绑定具有相同类别的PVC和PV）
```
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain #回收策略（Retain/Delete/Recycle） ⭐⭐⭐
```
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain    #回收策略（Retain/Delete/Recycle） * * *
#Retain（保留）：当删除与之绑定的PVC时候，这个PV被标记为released（PVC与PV解绑但还没有执行回收策略）且之前的数据依然保存在该PV上，但是该PV不可用，需要手动来处理这些数据并删除该PV。
#Delete（删除）：删除与PV相连的后端存储资源（只有 AWS EBS, GCE PD, Azure Disk 和 Cinder 支持）
#Recycle（回收）：删除数据，效果相当于执行了 rm -rf /thevolume/* （只有 NFS 和 HostPath 支持）
```
4.7查看PVC的定义方式

kubectl explain pvc #查看PVC的定义方式
```
KIND:     PersistentVolumeClaim
VERSION:  v1
FIELDS:
   apiVersion	<string>
   kind	<string>  
   metadata	<Object>
   spec	<Object>
```
```
#PV和PVC中的spec关键字段要匹配，比如存储（storage）大小、访问模式（accessModes）、存储类名称（storageClassName）
kubectl explain pvc.spec
spec:
  accessModes: （定义访问模式，必须是PV的访问模式的子集）
  resources:
    requests:
      storage: （定义申请资源的大小）
  storageClassName: （定义存储类名称，此配置用于绑定具有相同类别的PVC和PV）
```
4.8 k8s支持的存储插件的访问方式

五、部署NFS使用PV和PVC

5.1配置nfs存储
```
cd /data/volumes
mkdir v{1,2,3,4,5}
 
 
vim /etc/exports
/data/volumes/v1 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v2 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v3 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v4 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v5 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash)
 
exportfs -arv  #重新加载 NFS 导出设置，更新所有共享，并在执行过程中提供详细的输出信息，
 
showmount -e
 
 
官方文档：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/configure-persistent-volume-storage/#create-a-persistentvolume
```
5.2定义PV

这里定义5个PV，并且定义挂载的路径以及访问模式，还有PV划分的大小。
```
[root@master01 pvc_pv]#cd  /opt/pvc_pv
[root@master01 pvc_pv]#vim pv-demo.yaml
```
```
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv001
  labels:
    name: pv001
spec:
  nfs:
    path: /data/volumes/v1
    server: 192.168.246.13
  accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv002
  labels:
    name: pv002
spec:
  nfs:
    path: /data/volumes/v2
    server: 192.168.246.13
  accessModes: ["ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv003
  labels:
    name: pv003
spec:
  nfs:
    path: /data/volumes/v3
    server: 192.168.246.13
  accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv004
  labels:
    name: pv004
spec:
  nfs:
    path: /data/volumes/v4
    server: 192.168.246.13 
  accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 4Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv005
  labels:
    name: pv005
spec:
  nfs:
    path: /data/volumes/v5
    server: stor01 #可以是nfs机器的ip地址也可以是主机名，此处主机名，验证下
  accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 5Gi
```
配置文件解析
- apiVersion: 指定了 Kubernetes API 的版本，这里使用的是 v1 版本。
- kind: 指定了 Kubernetes 资源的类型，这里是 PersistentVolume，表示持久卷。
- metadata: 元数据部分，包含了持久卷的名称和标签信息。
- spec: 规范部分，定义了持久卷的详细配置。
- nfs: 指定了该持久卷使用 NFS 存储，包括 NFS 服务器地址和路径。
- accessModes: 指定了持久卷的访问模式，可以是 ReadWriteOnce（单个节点读写）、ReadOnlyMany（多个节点只读）或 ReadWriteMany（多个节点读写）。
- capacity: 指定了持久卷的容量大小。
5.3定义PVC

这里定义了pvc的访问模式为多路读写，该访问模式必须在前面pv定义的访问模式之中。定义PVC申请的大小为2Gi，此时PVC会自动去匹配多路读写且大小为2Gi的PV，匹配成功获取PVC的状态，即为Bound
```
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mypvc #定义pvc的名称
  namespace: default
spec:
  accessModes: ["ReadWriteMany"]
  resources:
    requests:
      storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-vol-pvc
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: soscscs/myapp:v1
    volumeMounts:
    - name: html #与下面定义的存储卷名称一致
      mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
    - name: html #定义的是pvc的名称
      persistentVolumeClaim:
        claimName: mypvc #通过名称调用定义的pvc
```
这个 YAML 文件定义了两个 Kubernetes 资源：一个 PersistentVolumeClaim (PVC) 和一个 Pod，它们都配置在默认的命名空间中。
配置文件解析

PersistentVolumeClaim (PVC)
- apiVersion: 指定了 Kubernetes API 的版本，这里是 v1。
- kind: 资源类型，这里是 PersistentVolumeClaim，表示一个存储卷声明。
- metadata: 包含资源的元数据，这里定义了 PVC 的名称为 mypvc。
- spec: 规格定义部分。
- accessModes: 定义了 PVC 的访问模式，这里是 ReadWriteMany，意味着存储卷可以被多个节点同时以读写方式挂载。
- resources: 定义了资源请求。
- requests: 指定了存储资源的请求量，这里是 2Gi。
Pod
- apiVersion: 指定 Kubernetes API 的版本，这里也是 v1。
- kind: 资源类型，这里是 Pod。
- metadata: 包含资源的元数据，这里定义了 Pod 的名称为 pod-vol-pvc。
- spec: 规格定义部分，描述了 Pod 的具体配置。
- containers: 容器数组，每个对象定义了一个容器的配置。
- name: 容器的名称，这里是 myapp。
- image: 容器的镜像，这里使用的是 ikubernetes/myapp:v1。
- volumeMounts: 定义了容器内的挂载点。
- name: 卷的引用名称，这里是 html。
- mountPath: 容器内的挂载路径，这里是 /usr/share/nginx/html。
- volumes: 定义了 Pod 级别的存储卷。
- name: 卷的名称，与 volumeMounts 中的引用名称相匹配，这里是 html。
- persistentVolumeClaim: 指定了卷的来源是一个 PVC。
- claimName: 引用 PVC 的名称，这里是 mypvc。
5.4测试访问

在存储服务器上创建index.html，并写入数据，通过访问Pod进行查看，可以获取到相应的页面

在nfs存储服务器上
```
cd /data/volumes/v3/
echo "welcome to nanjing zzz" > index.html
```
master上操作
```
kubectl get pods -o wide
curl 
```
静态创建PV的步骤：
- 准备好存储设备和共享目录
- 准备创建PV资源的配置文件，定义访问模式(ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany、ReadWriteMany)、存储空间大小、回收策略（Retain、Recycle、Delete）、存储设备类型、storageClassName等
- 准备创建PVC资源的配置文件，定义访问模式(必要条件，必须是PV支持的访问模式)、存储空间大小(默认就近选择大于等于指定大小的PV)、storageClassName等来绑定PV
- 创建Pod资源挂载PVC存储卷，定义卷类型为persistentVolumeClaim，并在容器配置中定义存储卷挂载点路径
六、搭建 StorageClass + NFS，实现 NFS 的动态 PV 创建

Kubernetes 本身支持的动态 PV 创建不包括 NFS，所以需要使用外部存储卷插件分配PV。

详见官网 https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/storage/storage-classes/

卷插件称为 Provisioner（存储分配器），NFS 使用的是 nfs-client，这个外部PV。
Provisioner：用于指定 Volume 插件的类型，包括内置插件（如 kubernetes.io/aws-ebs）和外部插件（如 exte卷插件会使用已经配置好的 NFS 服务器自动创建 rnal-storage 提供的 ceph.com/cephfs）
- 内置插件：kubernetes.io/aws-ebs 是用于 AWS Elastic Block Store（EBS）的内置插件。它能够动态地创建和管理 AWS EBS 存储。
- 外部插件 : ceph.com/cephfs，这是 Ceph 文件系统的外部插件。此外，nfs-client 也是一个外部插件，用于与 NFS 服务器集成，实现动态创建 PV。
搭建 StorageClass + NFS
1. 创建StorageClass。
2. 创建PVC绑定
搭建StorageClass+NFS,大致有以下几个步骤
- 搭建一个可用的NFS Server
- 创建Service Account.这是用来管控NFS provisioner在k8s集群中运行的权限。
- 创建StorageClass.负责建立PV并调用NFS provisioner进行预定的工作,并让PV与PVC建立管理。
- 创建NFS provisioner.有两个功能,一个是在NFS共享目录下创建挂载点(volume),另一个则是建了PV并将PV与NFS的挂载点建立关联
6.1在stor01节点上安装nfs，并配置nfs服务
```
mkdir /opt/k8s
chmod 777 /opt/k8s/
 
vim /etc/exports
/opt/k8s 192.168.246.0/24(rw,no_root_squash,sync)
 
systemctl restart nfs
```
- 创建一个名为/opt/k8s的目录：mkdir /opt/k8s
- 将/opt/k8s目录的权限设置为777：chmod 777 /opt/k8s/
- 使用vim编辑/etc/exports文件，添加如下行，允许192.168.246.0/24网段的主机以读写模式挂载/opt/k8s目录，并且不进行root权限转换（norootsquash），并同步写入（sync）：
- 重启NFS服务：systemctl restart nfs
6.2创建 Service Account

创建 Service Account，用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限，设置 nfs-client 对 PV，PVC，StorageClass 等的规则
```
#创建 Service Account 账户，用来管理 NFS Provisioner 在 k8s 集群中运行的权限
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
---
#创建集群角色
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: nfs-client-provisioner-clusterrole
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumes"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumeclaims"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "update"]
  - apiGroups: ["storage.k8s.io"]
    resources: ["storageclasses"]
    verbs: ["get", "list", "watch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["events"]
    verbs: ["list", "watch", "create", "update", "patch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["endpoints"]
    verbs: ["create", "delete", "get", "list", "watch", "patch", "update"]
---
#集群角色绑定
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: nfs-client-provisioner-clusterrolebinding
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: nfs-client-provisioner
  namespace: default
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: nfs-client-provisioner-clusterrole
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
```
这段YAML文件定义了在Kubernetes中创建一个Service Account以及相关的ClusterRole和ClusterRoleBinding来管理NFS Provisioner的权限。
- ServiceAccount部分定义了一个名为nfs-client-provisioner的Service Account，用于代表NFS Provisioner在集群中运行时的身份。
- ClusterRole部分定义了一个名为nfs-client-provisioner-clusterrole的ClusterRole，包含了对于Persistent Volumes（PV）、Persistent Volume Claims（PVC）、StorageClasses等资源的访问权限规则。这些规则包括获取、列出、监视、创建和删除PV、PVC，以及获取、列出、监视StorageClasses等操作。
- ClusterRoleBinding部分定义了一个名为nfs-client-provisioner-clusterrolebinding的ClusterRoleBinding，将前面定义的ClusterRole绑定到先前定义的Service Account上，以确保该Service Account拥有相应的权限。
通过这些定义，可以确保NFS Provisioner在Kubernetes集群中具有适当的权限，以管理PV、PVC和StorageClasses等资源。

6.3使用 Deployment 来创建 NFS Provisioner

NFS Provisione(即 nfs-client)，有两个功能：一个是在 NFS 共享目录下创建挂载点(volume)，另一个则是将 PV 与 NFS 的挂载点建立关联。

通过Deployment创建NFS Provisioner的实例，可以确保其在集群中始终处于运行状态，并且可以根据需要进行水平扩展。这样，Kubernetes集群中的应用程序可以方便地访问和使用NFS存储，而无需手动管理PV和NFS之间的关联关系。
#由于 1.20 版本启用了 selfLink，所以 k8s 1.20+ 版本通过 nfs provisioner 动态生成pv会报错，解决方法如下：
```
# 修改kube-apiserver.yaml文件，设置kube-apiserver的参数
 
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
spec:
  containers:
  - command:
    - kube-apiserver
    - --feature-gates=RemoveSelfLink=false  # 添加这一行，开启RemoveSelfLink特性
    - --advertise-address=192.168.41.31  
......
 
# 应用kube-apiserver.yaml文件的更改
kubectl apply -f /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
 
# 删除kube-apiserver的Pod以便更改生效
kubectl delete pods kube-apiserver -n kube-system 
 
# 检查kube-apiserver的Pod是否重新启动
kubectl get pods -n kube-system | grep apiserver
```
```
kubectl apply -f /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
kubectl delete pods kube-apiserver -n kube-system 
kubectl get pods -n kube-system | grep apiserver
```
```
vim nfs-client-provisioner.yaml
```
```
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nfs-client-provisioner
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      serviceAccountName: nfs-client-provisioner          #指定Service Account账户
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner:latest
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes #挂载路径
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: nfs-storage       #配置provisioner的Name，确保该名称与StorageClass资源中的provisioner名称保持一致
            - name: NFS_SERVER
              value: stor01           #配置绑定的nfs服务器
            - name: NFS_PATH
              value: /opt/k8s          #配置绑定的nfs服务器目录
      volumes:              #申明nfs数据卷
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: stor01   #nfs服务器的主机名或IP也可以
            path: /opt/k8s
```
node节点加载镜像

6.4创建 StorageClass，负责建立 PVC 并调用 NFS provisioner 进行预定的工作，并让 PV 与 PVC 建立关联
```
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-client-storageclass
provisioner: nfs-storage #这里的名称要和provisioner配置文件中的环境变量PROVISIONER_NAME保持一致
parameters:
  archiveOnDelete: "false" 
#false表示在删除PVC时不会对数据进行存档，即删除数据, #false表示在删除PVC时不会对数据目录进行打>
包存档，即删除数据；为ture时就会自动对数据目录进行打包存档，存档文件以archived开头
```
```
kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml
 
kubectl get storageclass
```
- kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml: 通过 Kubernetes 的命令行工具 kubectl 应用（或创建）nfs-client-storageclass.yaml 文件中定义的资源，这里是一个 StorageClass。
- kubectl get storageclass: 通过 kubectl 获取当前 Kubernetes 集群中所有的 StorageClass 列表。这可以用于确认上一步的 StorageClass 是否成功创建。
6.5创建 PVC 和 Pod 测试
```
# 定义持久卷声明（PersistentVolumeClaim），用于请求持久卷
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: test-nfs-pvc  # 持久卷声明的名称
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany  # 访问模式设置为读写多个节点
  storageClassName: nfs-client-storageclass  # 关联的存储类对象
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi  # 请求的存储容量为1Gi
 
---
# 定义Pod，用于使用持久卷
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-storageclass-pod  # Pod 的名称
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command:
    - "/bin/sh"
    - "-c"
    args:
    - "sleep 3600"  # 命令参数，让容器保持运行状态
    volumeMounts:
    - name: nfs-pvc  # 指定挂载的持久卷名称
      mountPath: /mnt  # 挂载路径
  restartPolicy: Never  # Pod 的重启策略
  volumes:
  - name: nfs-pvc  # 定义一个名为nfs-pvc的卷
    persistentVolumeClaim:
      claimName: test-nfs-pvc  # 引用之前定义的持久卷声明的名称
```
```
kubectl apply -f test-pvc-pod.yaml
```
PVC 通过 StorageClass 自动申请到空间

查看 NFS 服务器上是否生成对应的目录，自动创建的 PV 会以 ${namespace}-${pvcName}-${pvName} 的目录格式放到 NFS 服务器上
```
ls /opt/k8s
```
进入 Pod 在挂载目录 /mnt 下写一个文件，然后查看 NFS 服务器上是否存在该文件
```
kubectl exec -it test-storageclass-pod sh
 
/ # cd /mnt
/mnt # 
/mnt #  echo 'this is test file zzz' > test.txt
/mnt #
```
发现 NFS 服务器上存在，说明验证成功
```
cat /opt/k8s/default-test-nfs-pvc-pvc-63092b35-4764-4de2-80eb-5de3c3ddbda6/test.txt
```
七、温故而知新

7.1动态创建PV的步骤

1）准备好存储设备和共享目录
2）如果是外置存储卷插件，需要先创建serviceaccount账户(Pod使用访问apiserver使用的账户)和RBAC授权(创建角色授予相关资源对象的操作权限，再将账户与角色绑定)，使得serviceaccount账户具有对PV、PVC、StorageClass等资源的操作权限
3）准备创建外置存储插件Pod资源的配置文件（外置存储插件在k8s集群中以pod形式运行），定义serviceaccount账户作为Pod的用户，并设置相关的环境变量(比如存储插件名称等)
4）创建StorageClass资源，provisioner要设置为存储插件名称
------------------------以上操作是一劳永逸的，

之后只需要创建PVC资源引用StorageClass就可以自动调用存储卷插件动态创建PV资源
5）准备创建PVC资源的配置文件，定义访问模式、存储空间大小、storageClassName设置为StorageClass资源名称等来动态创建PV资源并绑定PV
6）创建Pod资源挂载PVC存储卷，定义卷类型为persistentVolumeClaim，并在容器配置中定义存储卷挂载点路径

7.2静态创建PV的步骤
- 准备好存储设备和共享目录
- 准备创建PV资源的配置文件，定义访问模式(ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany、ReadWriteMany)、存储空间大小、回收策略（Retain、Recycle、Delete）、存储设备类型、storageClassName等
- 准备创建PVC资源的配置文件，定义访问模式(必要条件，必须是PV支持的访问模式)、存储空间大小(默认就近选择大于等于指定大小的PV)、storageClassName等来绑定PV
- 创建Pod资源挂载PVC存储卷，定义卷类型为persistentVolumeClaim，并在容器配置中定义存储卷挂载点路径
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原文地址：https://blog.csdn.net/zzzxxx520369/article/details/139283040

一、emptyDir存储卷

1.1 特点

1.2 用途

1.3部署

二、hostPath存储卷

2.1部署

2.1.1在 node01 节点上创建挂载目录

2.1.2在 node02 节点上创建挂载目录

2.1.3创建 Pod 资源

2.1.4访问测试

2.2 特点

2.3 用途

三、nfs共享存储卷

3.1特点

3.2用途

3.3部署

四、PVC 和 PV

4.1PVC 和 PV介绍

4.1.1PVC 的使用逻辑

4.2创建 StorageClass

4.3PV和PVC之间的相互作用遵循的生命周期： ⭐⭐⭐

根据这 5 个阶段，PV 的状态有以下 4 种： ⭐⭐⭐

4.4一个PV从创建到销毁的具体流程

4.5三种回收策略

4.6 查看pv定义的规格

4.7查看PVC的定义方式

4.8 k8s支持的存储插件的访问方式

五、部署NFS使用PV和PVC

5.1配置nfs存储

5.2定义PV

5.3定义PVC

5.4测试访问

六、搭建 StorageClass + NFS，实现 NFS 的动态 PV 创建

6.1在stor01节点上安装nfs，并配置nfs服务

6.2创建 Service Account

6.3使用 Deployment 来创建 NFS Provisioner

6.4创建 StorageClass，负责建立 PVC 并调用 NFS provisioner 进行预定的工作，并让 PV 与 PVC 建立关联

6.5创建 PVC 和 Pod 测试

七、温故而知新

7.1动态创建PV的步骤

7.2静态创建PV的步骤