API资源对象StorageClass;Ceph存储;搭建Ceph集群;k8s使用ceph

API资源对象StorageClass

SC的主要作用在于，自动创建PV，从而实现PVC按需自动绑定PV。

下面我们通过创建一个基于NFS的SC来演示SC的作用。

要想使用NFS的SC，还需要安装一个NFS provisioner，provisioner里会定义NFS相关的信息（服务器IP、共享目录等）

github地址： https://github.com/kubernetes-sigs/nfs-subdir-external-provisioner

将源码下载下来：

git clone https://github.com/kubernetes-sigs/nfs-subdir-external-provisioner

cd nfs-subdir-external-provisioner/deploy
sed -i 's/namespace: default/namespace: kube-system/' rbac.yaml  ##修改命名空间为kube-system
kubectl apply -f rbac.yaml  ##创建rbac授权

修改deployment.yaml

sed -i 's/namespace: default/namespace: kube-system/' deployment.yaml ##修改命名空间为kube-system

  ##你需要修改标红的部分 
   spec:
      serviceAccountName: nfs-client-provisioner
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: chronolaw/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.2  ##改为dockerhub地址
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner
            - name: NFS_SERVER
              value: 192.168.222.99  ##nfs服务器地址
            - name: NFS_PATH
              value: /data/nfs  ##nfs共享目录
      volumes:
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 192.168.222.99  ##nfs服务器地址
            path: /data/nfs  ##nfs共享目录

应用yaml

kubectl apply -f deployment.yaml 
kubectl apply -f class.yaml ##创建storageclass

SC YAML示例

cat class.yaml

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-client
provisioner: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner # or choose another name, must match deployment's env PROVISIONER_NAME'
parameters:
  archiveOnDelete: "false"  ##自动回收存储空间

有了SC，还需要一个PVC

vi nfsPvc.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nfspvc

spec:
  storageClassName: nfs-client
  accessModes:
    - ReadWriteMany

  resources:
    requests:
      storage: 500Mi

下面创建一个Pod，来使用PVC

vi nfsPod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nfspod
spec:
  containers:
  - name: nfspod
    image: nginx:1.23.2
    volumeMounts:
    - name: nfspv
      mountPath: "/usr/share/nginx/html"
  volumes:
  - name: nfspv
    persistentVolumeClaim:
      claimName: nfspvc

Ceph存储

说明：Kubernetes使用Ceph作为存储，有两种方式，一种是将Ceph部署在Kubernetes里，需要借助一个工具rook；另外一种就是使用外部的Ceph集群，也就是说需要单独部署Ceph集群。

下面，我们使用的就是第二种。

搭建Ceph集群

1）准备工作

机器编号	主机名	IP
1	ceph1	192.168.222.111
2	ceph2	192.168.222.112
3	ceph3	192.168.222.113

关闭selinux、firewalld，配置hostname以及/etc/hosts

为每一台机器都准备至少一块单独的磁盘（vmware下很方便增加虚拟磁盘），不需要格式化。

所有机器安装时间同步服务chrony

yum install -y chrony
systemctl start chronyd 
systemctl enable chronyd

设置yum源（ceph1上）

vi /etc/yum.repos.d/ceph.repo #内容如下

cat /etc/yum.repos.d/ceph.repo
[ceph]
name=ceph
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/ceph/rpm-pacific/el8/x86_64/
gpgcheck=0
priority =1
[ceph-noarch]
name=cephnoarch
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/ceph/rpm-pacific/el8/noarch/
gpgcheck=0
priority =1
[ceph-source]
name=Ceph source packages
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/ceph/rpm-pacific/el8/SRPMS
gpgcheck=0
priority=1

所有机器安装docker-ce（ceph使用docker形式部署）

先安装yum-utils工具

yum install -y yum-utils 

配置Docker官方的yum仓库，如果做过，可以跳过

yum-config-manager \
    --add-repo \
    https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

安装docker-ce

yum install -y docker-ce

启动服务

systemctl start docker
systemctl enable docker

所有机器安装python3、lvm2（三台都做）

yum install -y python3 lvm2

2）安装cephadm（ceph1上执行）

yum install -y cephadm

3）使用cephadm部署ceph（ceph1上）

cephadm bootstrap --mon-ip 192.168.222.111

注意看用户名、密码

4）访问dashboard

https://192.168.222.111:8443

更改密码后，用新密码登录控制台

5）增加host

首先进入ceph shell（ceph1上）

cephadm  shell  ##会进入ceph的shell界面下

生成ssh密钥对儿

[ceph: root@ceph1 /]# ceph cephadm get-pub-key > ~/ceph.pub

配置到另外两台机器免密登录

[ceph: root@ceph1 /]# ssh-copy-id -f -i ~/ceph.pub root@ceph2
[ceph: root@ceph1 /]# ssh-copy-id -f -i ~/ceph.pub root@ceph3

到浏览器里，增加主机

6）创建OSD（ceph shell模式下，在ceph上操作）

假设三台机器上新增的新磁盘为/dev/sdb

ceph orch daemon add osd ceph1:/dev/sdb
ceph orch daemon add osd ceph2:/dev/sdb
ceph orch daemon add osd ceph3:/dev/sdb

查看磁盘列表：

ceph orch device ls

此时dashboard上也可以看到

7）创建pool

8）查看集群状态

ceph -s

9）针对tang-1 pool启用rbd application

ceph osd pool application enable tang-1 rbd

10）初始化pool

rbd pool init tang-1

k8s使用ceph

1）获取ceph集群信息和admin用户的key（ceph那边）

#获取集群信息
[ceph: root@ceph1 /]# ceph mon dump
epoch 3
fsid 2f8f283c-f84a-11ed-983f-000c29dd2163   ##这一串一会儿用
last_changed 2023-05-22T04:08:00.684893+0000
created 2023-05-22T02:44:15.871443+0000
min_mon_release 16 (pacific)
election_strategy: 1
0: [v2:192.168.222.111:3300/0,v1:192.168.222.111:6789/0] mon.ceph1
1: [v2:192.168.222.112:3300/0,v1:192.168.222.112:6789/0] mon.ceph2
2: [v2:192.168.222.113:3300/0,v1:192.168.222.113:6789/0] mon.ceph3
dumped monmap epoch 3

#获取admin用户key
[ceph: root@ceph1 /]# ceph auth get-key client.admin ; echo
AQD/1mpkHaTTCxAAqETAy48Z/aChnMso92d+ug==   #这串一会用

2）下载并导入镜像

将用到的镜像先下载下来，避免启动容器时，镜像下载太慢或者无法下载

可以下载到其中某一个节点上，然后将镜像拷贝到其它节点

#下载镜像（其中一个节点）
wget -P /tmp/ https://d.frps.cn/file/tools/ceph-csi/k8s_1.24_ceph-csi.tar

#拷贝
scp /tmp/k8s_1.24_ceph-csi.tar  tanglinux02:/tmp/
scp /tmp/k8s_1.24_ceph-csi.tar  tanglinux03:/tmp/

#导入镜像（所有k8s节点）
ctr -n k8s.io i import k8s_1.24_ceph-csi.tar

3）建ceph的 provisioner

创建ceph目录，后续将所有yaml文件放到该目录下

mkdir ceph
cd ceph

创建secret.yaml

cat > secret.yaml <<EOF
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: csi-rbd-secret
  namespace: default
stringData:
  userID: admin
  userKey: AQBnanBkRTh0DhAAJVBdxOySVUasyOJiMAibYQ==  #这串上面已经获取 
EOF

创建config-map.yaml

cat >  csi-config-map.yaml <<EOF
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: "ceph-csi-config"
data:
  config.json: |-
    [
      {
        "clusterID": "0fd45688-fb9d-11ed-b585-000c29dd2163", 
        "monitors": [
          "192.168.222.111:6789",
          "192.168.222.112:6789",
          "192.168.222.113:6789"
        ]
      }
    ]
EOF

创建ceph-conf.yaml

cat > ceph-conf.yaml <<EOF
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
data:
  ceph.conf: |
    [global]
    auth_cluster_required = cephx
    auth_service_required = cephx
    auth_client_required = cephx

  # keyring is a required key and its value should be empty
  keyring: |
metadata:
  name: ceph-config
EOF

创建csi-kms-config-map.yaml（该config内容为空）

cat > csi-kms-config-map.yaml <<EOF
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
data:
  config.json: |-
    {}
metadata:
  name: ceph-csi-encryption-kms-config
EOF

下载其余rbac以及provisioner相关yaml

wget  https://d.frps.cn/file/tools/ceph-csi/csi-provisioner-rbac.yaml
wget  https://d.frps.cn/file/tools/ceph-csi/csi-nodeplugin-rbac.yaml

wget https://d.frps.cn/file/tools/ceph-csi/csi-rbdplugin.yaml
wget https://d.frps.cn/file/tools/ceph-csi/csi-rbdplugin-provisioner.yaml

应用所有yaml（注意，当前目录是在ceph目录下）

for f in `ls *.yaml`; do echo $f; kubectl apply -f $f; done

检查provisioner的pod，状态为running才对

kubectl get po

4）创建storageclass

在k8s上创建ceph-sc.yaml

cat > ceph-sc.yaml <<EOF
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
   name: csi-rbd-sc     #storageclass名称
provisioner: rbd.csi.ceph.com   #驱动器
parameters:
   clusterID: 0fd45688-fb9d-11ed-b585-000c29dd2163    #ceph集群id
   pool: tang-1      #pool空间
   imageFeatures: layering   #rbd特性
   csi.storage.k8s.io/provisioner-secret-name: csi-rbd-secret
   csi.storage.k8s.io/provisioner-secret-namespace: default
   csi.storage.k8s.io/controller-expand-secret-name: csi-rbd-secret
   csi.storage.k8s.io/controller-expand-secret-namespace: default
   csi.storage.k8s.io/node-stage-secret-name: csi-rbd-secret
   csi.storage.k8s.io/node-stage-secret-namespace: default
reclaimPolicy: Delete   #pvc回收机制
allowVolumeExpansion: true   #对扩展卷进行扩展
mountOptions:           #StorageClass 动态创建的 PersistentVolume 将使用类中 mountOptions 字段指定的挂载选项
   - discard
EOF

##应用yaml
kubectl apply -f ceph-sc.yaml 

5）创建pvc

在k8s上创建ceph-pvc.yaml

cat > ceph-pvc.yaml <<EOF
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: ceph-pvc     #pvc名称
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce     #访问模式
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi      #存储空间
  storageClassName: csi-rbd-sc
EOF

#应用yaml
kubectl apply -f ceph-pvc.yaml

查看pvc状态，STATUS必须为Bound

kubectl get pvc

6）创建pod使用ceph存储

cat > ceph-pod.yaml <<EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: ceph-pod
spec:
  containers:
  - name: ceph-ng
    image: nginx:1.23.2
    volumeMounts:
    - name: ceph-mnt
      mountPath: /mnt
      readOnly: false
  volumes:
  - name: ceph-mnt
    persistentVolumeClaim:
      claimName: ceph-pvc
EOF

kubectl apply -f ceph-pod.yaml

查看pv

kubectl get pv
NAME                                       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM              STORAGECLASS   REASON   AGE
pvc-a952fbf2-0f3f-4d69-b7bd-afc58f2e0402   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/ceph-pvc   csi-rbd-sc              1h

在ceph这边查看rbd

[ceph: root@ceph1 /]# rbd ls tang-1
tang-img1
csi-vol-ca03a97d-f985-11ed-ab20-9e95af1f105a

在pod里查看挂载情况

kubectl exec -it ceph-pod -- df
Filesystem     1K-blocks     Used Available Use% Mounted on
overlay         18375680 11418696   6956984  63% /
tmpfs              65536        0     65536   0% /dev
tmpfs             914088        0    914088   0% /sys/fs/cgroup
/dev/rbd0         996780       24    980372   1% /mnt
/dev/sda3       18375680 1141866   6956984  63% /etc/hosts
shm                65536        0     65536   0% /dev/shm
tmpfs            1725780       12   1725768   1% /run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
tmpfs             914088        0    914088   0% /proc/acpi
tmpfs             914088        0    914088   0% /proc/scsi
tmpfs             914088        0    914088   0% /sys/firmware