一、PVC:

(1)

背景：

k8s到底支持多少种存储。我们使用kubectl explain pods.spec.

kubectl explain pods.spec.volumes 查看pod支持哪些存储

 

当一个用户去使用K8s功能，在集群中创建pod时，为了实现持久能力，我们得在Pod中定义持久卷。我们需要定义一些参数，以rbd为例：kubectl explain pods.spec.volumes.rbd为例

我们为了写一个pod的配置清单，你首先得是rbd的用户，得知道是哪个存储服务，你的存储服务地址是什么，认证信息是什么等等。你得对目标存储非常了解才行，这样会阻断一大部分用户没办法使用k8s的。存储又很多种,rbd只是其中一种，如果我们使用的glusterfs，用户得对glusterfs了解，怎么用，怎么接，什么意思呀，有什么关系。这样对我们的用户要求就太高了。

我们要怎么转化为傻瓜的形式。这个时候就需要用到PVC了。

概念：

PVC指的是什么，当你要使用存储卷的时候，用户只需要告诉我需要来个存储卷，所以叫做存储卷创建申请。用户不需要底层的存储系统是什么。用户只需要明确需求就行：比如需要多少G的存储空间，用户不用管存储存放在哪个存储系统之上，这叫存储即服务。用户想要，只需要一条命令来一个就行。让我们的pod创建与底层的存储解耦了。

（2）PVC与PV的绑定：

（3)编辑PVC:

 

 （四）使用：

二、PV:

 （1）理论

POD关键要与PVC建立关联关系，PVC关键要与pv建立关联关系，PV关键要与存储系统建立关联关系。

静态PV：

这里有个节点，创建pod的时候刚好调度到这个节点上，我们要在这个pod定义的时候定义pvc。这个pvc要怎么做呢，这个PVC要关联到pod所在的名称空间，在当前的名称空间建立一个pvc真正存在的资源，pod用PVC,这个PVC在名称空间存在才行。

以上是第一个，第二个，pvc只是一个申请，申请要与谁建立关联关系呀，要与PV建立关联关系。PVC也只是一个形式，这个事情不是pod事情的，或者pod一申请，就要到pod所在的名称空间创建一个PVC,这个PVC要真正实现存储，需要与PV建立关联关系。

PV是什么，PV才是真正存储系统之上的一段存储空间。这样子会使得路径增长了，结果就是以后pod的创建者只需要声明需要pvc就行，我需要创建存储卷，需要多大，叫什么名字就行了。要怎么创建呢，要管理员而不是用户，比如运维工程师或者程序员创建PVC、pv来（手动）。

而后，这个PV的创建需要与后端的存储建立关联关系。

 

动态PV：

大家发现这个事情就很麻烦，你不知道用户什么时候去创建POD，你不知道POD创建需要多少存储，因此，这个PVC请求与哪个PV建立关联关系时，怎么可能刚好有个PV好好等你用它，要做到这一步，用户在创建之前先提需求，然后后端存储工程师或者k8s管理员把PV创建好，随后用户创建Pod时，激活PVC，绑定PV（手动）。但是，如果你是公有云呢，你有很多租户在你系统上跑，压根不知道他什么时候创建pod，这就麻烦大了。因此，如果要做到按需创建，还有个办法，我们把所有的存储抽象出来，抽象为一个存储层，叫做存储类，当用户创建PVC需要用到PV时，它能够向抽存储类申请说，你帮我创建出来，存储这会自动帮他生成刚好符合用户需要的PV。这种PV由用户的请求触发而动态生成，我们称为PV的动态供给。

（2）PV的访问模式：

ReadWriteOnce  (RWO)  ---  卷可以由单个节点以读写方式挂载

ReadWriteMany（RWX） ---   卷可以被许多节点以读写方式挂载

ReadOnlyMany（ROM） ---    卷可以被多个节点以只读方式挂载

备注：即使volume支持很多种访问模式，但它同时只能使用一种方式来映射。

eadWriteOncePod——卷可以由单个 Pod 以读写方式挂载。这仅支持 CSI 卷和 Kubernetes 1.22+ 版。

1）

readWriteOnce 中的 Once 指的是可以使用PVC的节点数，而不是Pod数（HPA或没有HPA）；

如果PVC指定 ReadWriteOnce ，则在第一个Pod被调度之后，任何其他Pod将需要在同一节点上被调度或者根本不被调度（最常见的情况：没有 节点上有足够的资源）。 

在只有一台可调度节点的情况，即使RWO也是能够被多个Pod同时使用的，但除了开发测试，有谁会这么用呢？

2）

RWX

应用场景：文件类的存储能够支持ReadWriteMany。而所有的块存储，无论是公有云，还是Ceph, iSCSI，都无法支持

一般用于：主节点上可读可写

3）ROX的应用场景：一般用于从节点上。

重要：一个“卷”一次只能使用一种访问模式挂载，即使它支持多种访问模式。例如，GCEPersistentDisk可以由单个节点挂载为ReadWriteOnce或由多个节点挂载为ReadOnlyMany，但不能同时挂载。

例子：

多个实例之间需要一个共享的卷作为挂载目录。这个共享卷就是一个典型的readrwritemany的需求，当wordpress实例需要快速横向扩展的时候，新扩展的实例可以直接访问原有的用户上传的数据，不需要复制等操作，因为大家共享的是一份数据，这种需求对于不支持readwritemany的块存储来说，就非常尴尬了。比如有人需要一个容器平台上运行wordpress的方案，需要在多个pods上同时访问同一份数据（master上可读可写，其他节点只读）

（3）控制器与卷的模式：

建议使用statefulset，以便每个副本都有自己的PV。

建议不要使用一个“readwriteonce”卷的“副本”进行部署。因为默认部署策略将在重新第一个pod之前创建第二个pod。部署可能在死锁中失败，因为第二个pod无法启动，因为readwriteonce volume已经在使用中，并且第一个pod不会被删除，因为第二个Pod尚未启动。而是使用带有readwriteonce卷的stateful。

statefuleset是部署有状态应用程序的推荐方法，这些应用程序需要每个副本具有唯一的卷。通过将statefuleset与持久卷声明模板一起使用，你可以使用与每个副本pod关联的唯一持久卷声明制动扩展的应用程序。

（4）PV和PVC的生命周期

供应---绑定---使用---释放---回收:

1)一个PV创建完成后状态会变成available，等待被PVC绑定。一旦被PVC绑定，PV的状态会变成bound,就可以被定义了相应PVC的pod使用。pod使用完后被释放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。retain就是保留线程，k8s什么也不做，等待用户爽去处理PV里的数据，处理完成后，在手动删除PV。delete策略，k8s会自动删除改PV以及里面的数据。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。

2) 创建PV和pvc,pvc和pv之间没有依靠ID、名称或者label匹配，而是靠容量和访问模式 ,PVC的容量和访问模式需要是某个PV的子集才能自动匹配上。

注意：PVC和PV是一对一的，也就是一个PV被一个PVC自动匹配后，不会再被其他PVC匹配了，即使PVC需求能够完全满足。

 

 

 三、存储类（storageclass实验）

（一）理论

动态PV需要依赖一个前提，我们需要定义好存储类。什么叫做存储类呢：

不同的存储类型。它可以动态的自动的创建所需要的PV。

volumeClaimTemplates实现了pvc的自动化（stateful控制器），StorageClass实现了pv的自动化

 

（2）创建StorageClass

1）StorageClass对象会定义下面两部分内容:

 第一，PV的属性。比如，存储类型，Volume的大小等：每个 StorageClass 都包含 存储插件供给者provisioner、供给者参数parameters 和回收策略 reclaimPolicy 字段。

 第二，创建这种PV需要用到的存储插件，即存储制备器。

有了这两个信息之后，Kubernetes就能够根据用户提交的PVC，找到一个对应的StorageClass，之后Kubernetes就会调用该StorageClass声明的存储插件，进而创建出需要的PV。

 

2）但是其实使用起来是一件很简单的事情，你只需要根据自己的需求，编写YAML文件即可，然后使用kubectl create命令执行即可。

（二）实验：

可以了解到Kubernets实现数据持久化的流程为：搭建NFS底层存储——>创建PV——>创建PVC——>创建pod

静态（手动）：

（1）搭建NFS后端存储

（2）创建PV、PVC

 

（3）使用pvc创建Pod。Pod通过volumes来声明使用哪个PVC，直接使用PVC的名字即可，可见在创建Pod时无需再关心共享存储的细节了。Pod会向存储卷中写入数据。 

（4）在NFS服务器中查看，确实有文件生成：

 动态（自动）：

（1）搭建NFS后端存储

（2）

 1）创建Service Account：这是用来管控NFS Provisioner 在k8s集群中运行的权限

2）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

3）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

 

 （3）测试

1）创建pod，申请PVC进行测试

2）集合StatefulSet测试