目录

1 service

2 Replicaset和Deployment

3 k8s持久化存储

4 PVC

5 storageclass

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1 service

        1.1 service概述

        service是一个固定接入层，客户端可以通过访问service的ip和端口访问到service关联的后端pod，这个service工作依赖于在kubernetes集群之上部署的一个附件，就是kubernetes的dns服务（不同kubernetes版本的dns默认使用的也是不一样的，1.11之前的版本使用的是kubeDNs，较新的版本使用的是coredns），service的名称解析是依赖于dns附件的，因此在部署完k8s之后需要再部署dns附件，kubernetes要想给客户端提供网络功能，需要依赖第三方的网络插件（flannel，calico等）。

        1.2 service作用

        在kubernetes中，Pod是有生命周期的，如果Pod重启它的IP很有可能会发生变化。如果我们的服务都是将Pod的IP地址写死，Pod挂掉或者重启，和刚才重启的pod相关联的其他服务将会找不到它所关联的Pod，为了解决这个问题，在kubernetes中定义了service资源对象，Service 定义了一个服务访问的入口，客户端通过这个入口即可访问服务背后的应用集群实例，service是一组Pod的逻辑集合，这一组Pod能够被Service访问到，通常是通过Label Selector实现的。

        1.3 service工作原理

        k8s在创建Service时，会根据标签选择器selector(lable selector)来查找Pod，据此创建与Service同名的endpoint对象，当Pod 地址发生变化时，endpoint也会随之发生变化，service接收前端client请求的时候，就会通过endpoint，找到转发到哪个Pod进行访问的地址。(至于转发到哪个节点的Pod，由负载均衡kube-proxy决定)

        1.4 k8s集群中的三类IP地址

                1.4.1 Node Network（节点网络）：物理节点或者虚拟节点的网络，如ens33接口上的网路地址。

                1.4.2 Pod network（pod 网络），创建的Pod具有的IP地址。

                1.4.3 Cluster Network（集群地址，也称为service network），这个地址是虚拟的地址（virtual ip），没有配置在某个接口上，只是出现在service的规则当中。

        1.5 Service的四种类型

                1.5.1 ExternalName：适用于k8s集群内部容器访问外部资源，它没有指定selector去选择pod，也没有定义任何的端口和Endpoint。

                1.5.2 ClusterIP：通过k8s集群内部IP暴露服务，选择该值，服务只能够在集群内部访问，这也是默认的ServiceType。

                1.5.3 NodePort:通过每个Node节点上的IP和静态端口暴露k8s集群内部的服务。通过请求<NodeIP>:<NodePort>可以把请求代理到内部的pod。Client----->NodeIP:NodePort----->Service Ip:ServicePort----->PodIP:ContainerPort。

                1.5.4 LoadBalancer:使用云提供商的负载均衡器，可以向外部暴露服务。外部的负载均衡器可以路由到NodePort服务和ClusterIP服务。

2 Replicaset和Deployment

        2.1 Replicaset

        ReplicaSet是kubernetes中的一种副本控制器，简称rs，主要作用是控制由其管理的pod，使pod副本的数量始终维持在预设的个数。它的主要作用就是保证一定数量的Pod能够在集群中正常运行，它会持续监听这些Pod的运行状态，在Pod发生故障时重启pod，pod数量减少时重新运行新的 Pod副本。官方推荐不要直接使用ReplicaSet，而是用Deployments取而代之。

        2.2 Deployment

        Deployment是kubernetes中最常用的资源对象，为ReplicaSet和Pod的创建提供了一种声明式的定义方法，在Deployment对象中描述一个期望的状态，Deployment控制器就会按照一定的控制速率把实际状态改成期望状态，通过定义一个Deployment控制器会创建一个新的ReplicaSet控制器，通过ReplicaSet创建pod，删除Deployment控制器，也会删除Deployment控制器下对应的ReplicaSet控制器和pod资源.。使用Deployment而不直接创建ReplicaSet是因为Deployment对象拥有许多ReplicaSet没有的特性，例如滚动升级和回滚。

        deployment 副本控制器，功能是控制无状态协议的应用的pod的。http协议 就是无状态，ftp协议就是无状态的  

3 k8s持久化存储

        3.1 为什么要做持久化存储？

        在k8s中部署的应用都是以pod容器的形式运行的，假如我们部署MySQL、Redis等数据库，需要对这些数据库产生的数据做备份。因为Pod是有生命周期的，如果pod不挂载数据卷，那pod被删除或重启后这些数据会随之消失，如果想要长久的保留这些数据就要用到pod数据持久化存储。

        使用存储卷，需要经历如下步骤：

                1、定义pod的volume，这个volume指明它要关联到哪个存储上的

                2、在容器中要使用volumemounts挂载对应的存储

        3.2 emptyDir类型

        Volume是在Pod分配到Node上时被创建，Kubernetes会在Node上自动分配一个目录，因此无需指定宿主机Node上对应的目录文件。 这个目录的初始内容为空，当Pod从Node上移除时，emptyDir中的数据会被永久删除。emptyDir Volume主要用于某些应用程序无需永久保存的临时目录，多个容器的共享目录等。

        3.3 hostPath

        Volume是指Pod挂载宿主机上的目录或文件。 hostPath Volume使得容器可以使用宿主机的文件系统进行存储，hostpath（宿主机路径）：节点级别的存储卷，在pod被删除，这个存储卷还是存在的，不会被删除，所以只要同一个pod被调度到同一个节点上来，在pod被删除重新被调度到这个节点之后，对应的数据依然是存在的。

        3.4 nfs

        hostPath存储存在单点故障，pod挂载hostPath时，只有调度到同一个节点，数据才不会丢失。那可以使用nfs作为持久化存储。

4 PVC

        4.1PV是什么？

        PersistentVolume（PV）是群集中的一块存储，由管理员配置或使用存储类动态配置。 它是集群中的资源，就像pod是k8s集群资源一样。 PV是容量插件，如Volumes，其生命周期独立于使用PV的任何单个pod。

        4.2 PVC是什么？

        PersistentVolumeClaim（PVC）是一个持久化存储卷，我们在创建pod时可以定义这个类型的存储卷。 它类似于一个pod。 Pod消耗节点资源，PVC消耗PV资源。 Pod可以请求特定级别的资源（CPU和内存）。 pvc在申请pv的时候也可以请求特定的大小和访问模式（例如，可以一次读写或多次只读）。

        4.3 PVC和PV工作原理

        PV是群集中的资源。 PVC是对这些资源的请求。

        PV和PVC之间的相互作用遵循以下生命周期：

        （1）pv的供应方式

        可以通过两种方式配置PV：静态或动态。

        静态的：集群管理员创建了许多PV。它们包含可供群集用户使用的实际存储的详细信息。它们存在于Kubernetes API中，可供使用。

        动态的：当管理员创建的静态PV都不匹配用户的PersistentVolumeClaim时，群集可能会尝试为PVC专门动态配置卷。此配置基于StorageClasses，PVC必须请求存储类，管理员必须创建并配置该类，以便进行动态配置。

        （2）绑定

用户创建pvc并指定需要的资源和访问模式。在找到可用pv之前，pvc会保持未绑定状态

        （3）使用

                a）需要找一个存储服务器，把它划分成多个存储空间；

                b）k8s管理员可以把这些存储空间定义成多个pv；

                c）在pod中使用pvc类型的存储卷之前需要先创建pvc，通过定义需要使用的pv的大小和对应的访问模式，找到合适的pv；

                d）pvc被创建之后，就可以当成存储卷来使用了，我们在定义pod时就可以使用这个pvc的存储卷

                e）pvc和pv它们是一一对应的关系，pv如果被pvc绑定了，就不能被其他pvc使用了；

                f）我们在创建pvc的时候，应该确保和底下的pv能绑定，如果没有合适的pv，那么pvc就会处于pending状态。

        （4）回收策略

        当我们创建pod时如果使用pvc做为存储卷，那么它会和pv绑定，当删除pod，pvc和pv绑定就会解除，解除之后和pvc绑定的pv卷里的数据需要怎么处理，目前，卷可以保留，回收或删除：

        Retain

        Delete

                1、Retain

                当删除pvc的时候，pv仍然存在，处于released状态，但是它不能被其他pvc绑定使用，里面的数据还是存在的，当我们下次再使用的时候，数据还是存在的，这个是默认的回收策略

                Delete

                删除pvc时即会从Kubernetes中移除PV，也会从相关的外部设施中删除存储资产

        4.4 使用pvc和pv的注意事项

        1、我们每次创建pvc的时候，需要事先有划分好的pv，这样可能不方便，那么可以在创建pvc的时候直接动态创建一个pv这个存储类，pv事先是不存在的

        2、pvc和pv绑定，如果使用默认的回收策略retain，那么删除pvc之后，pv会处于released状态，我们想要继续使用这个pv，需要手动删除pv，kubectl delete pv pv_name，删除pv，不会删除pv里的数据，当我们重新创建pvc时还会和这个最匹配的pv绑定，数据还是原来数据，不会丢失。

        

5 storageclass

        上面介绍的PV和PVC模式都是需要先创建好PV，然后定义好PVC和pv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。k8s集群管理员通过创建storageclass可以动态生成一个存储卷pv供k8s pvc使用。

        每个StorageClass都包含字段provisioner，parameters和reclaimPolicy。

        具体来说，StorageClass会定义以下两部分：

                1、PV的属性 ，比如存储的大小、类型等；

                2、创建这种PV需要使用到的存储插件，比如Ceph、NFS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，创建出需要的PV。