K8S/Kubernetes

一. StorageClass 简介

在K8S环境，当pod需要存储空间时，StorageClass比PV更灵活和方便,每个 StorageClass 都包含 provisioner、parameters 和 reclaimPolicy 字段， 这些字段会在 StorageClass 需要动态分配 PersistentVolume 时会使用到。

StorageClass的属性
• Provisioner(存储分配器)：用来决定使用哪个卷插件分配 PV，该字段必须指定。可以指 定内部分配器，也可以指定外部分配器。外部分配器的代码地址为： kubernetesincubator/external-storage，其中包括NFS和Ceph等。
• Reclaim Policy(回收策略)：通过reclaimPolicy字段指定创建的Persistent Volume的回收 策略，回收策略包括：Delete 或者 Retain，没有指定默认为Delete。

二. 部署nfs-client

这里我们以NFS为例，要使用NFS，我们就需要一个nfs-client的自动装载程序，我们称之为Provisioner，这个程序会使用我们已经配置好的NFS服务器自动创建持久卷，也就是自动帮我们创建PV。
详细可以参考：https://github.com/kubernetes-retired/external-storage/blob/master/nfs-client/deploy/deployment.yaml

在部署之前，首先得确保有可用得NFS服务器，这里默认已经有可用得NFS服务器了。

1. 创建ServiceAccount，为nfs-client授权。nfs-client-sa.yaml

---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: nfs-client-provisioner

---
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"]

---
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

通过上面得配置，设置nfs-client对PV，PVC，StorageClass等规则。接下来我们创建这个YAML文件：

[root@baozexu storageclass]# kubectl apply -f nfs-client-sa.yaml 
serviceaccount/nfs-client-provisioner created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/nfs-client-provisioner-clusterrole created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/nfs-client-provisioner-clusterrolebinding created

2. 创建nfs-client

   使用Deployment来创建nfs-client，配置如下：nfs-client.yaml

   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:
     name: nfs-client-provisioner
     labels:
       app: nfs-client-provisioner
     # replace with namespace where provisioner is deployed
     namespace: default
   spec:
     replicas: 1
     strategy:
       type: Recreate
     selector:
       matchLabels:
         app: nfs-client-provisioner
     template:
       metadata:
         labels:
           app: nfs-client-provisioner
       spec:
         serviceAccountName: nfs-client-provisioner
         containers:
           - name: nfs-client-provisioner
             image: easzlab/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.1
             volumeMounts:
               - name: nfs-client-root
                 mountPath: /persistentvolumes
             env:
               - name: PROVISIONER_NAME
                 value: rookieops/nfs
               - name: NFS_SERVER
                 value: 2.16.128.1 
               - name: NFS_PATH
                 value: /public 
         volumes:
           - name: nfs-client-root
             nfs:
               server: 2.16.128.1
               path: /public

   然后创建这个yaml文件

   [root@baozexu storageclass]# kubectl apply -f nfs-client.yaml 
   deployment.extensions/nfs-client-prosioner created

   查看其状态

   [root@baozexu nfs]# kubectl get pods
   NAME                                    READY   STATUS             RESTARTS   AGE
   nfs-client-provisioner-6c59bb8b-k8hd8   1/1     Running            0          50m

   3. 上面创建完成后就可以创建StorageClass了

​ nfs-client-storageclass.yaml

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-client-storageclass
provisioner: rookieops/nfs

​ 注意provisioner必须和上面得Deployment的YAML文件中PROVISIONER_NAME的值保持一致。

​ 创建这个yaml文件：

[root@baozexu nfs]# kubectl apply -f nfs-client-storageclass.yaml 
storageclass.storage.k8s.io/nfs-client-storageclass created
[root@baozexu nfs]# kubectl get storageclasses.storage.k8s.io 
NAME                      PROVISIONER             RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE      ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
nfs-client-storageclass   rookieops/nfs           Delete          Immediate              false                  4h30m

注意：卷绑定模式

volumeBindingMode 字段控制了卷绑定和动态制备 应该发生在什么时候。

默认情况下，Immediate 模式表示一旦创建了 PersistentVolumeClaim 也就完成了卷绑定和动态制备。 对于由于拓扑限制而非集群所有节点可达的存储后端，PersistentVolume 会在不知道 Pod 调度要求的情况下绑定或者制备。

集群管理员可以通过指定 WaitForFirstConsumer 模式来解决此问题。 该模式将延迟 PersistentVolume 的绑定和制备，直到使用该 PersistentVolumeClaim 的 Pod 被创建。 PersistentVolume 会根据 Pod 调度约束指定的拓扑来选择或制备。这些包括但不限于 资源需求、 节点筛选器、 pod 亲和性和互斥性、 以及污点和容忍度。

4. 创建pvc

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: pvc1
spec:
  storageClassName: nfs-client-storageclass
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

5. 创建这个yaml文件，观察其状态：

[root@nfs baozexu]# kubectl apply -f test-pvc.yaml 
persistentvolumeclaim/test-nfs-pvc created
[root@baozexu nfs]# kubectl get pvc
NAME   STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS              AGE
pvc1   Bound    pvc-33d2aa7f-e52f-4865-a05e-ebd53fbec914   1Gi        RWX            nfs-client-storageclass   120m

​ 我们看到该PVC自动申请到空间，其STORAGECLASS就是我们创建的nfs-client-storageclass。

​ 6. 创建一个pod,进行测试 pv-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: storageclass-pod
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command:
    - "/bin/sh"
    - "-c"
    args:
    - "sleep 3600"
    volumeMounts:
    - name: nfs-pvc
      mountPath: /mnt
  restartPolicy: Never
  volumes:
  - name: nfs-pvc
    persistentVolumeClaim:
      claimName: pvc1

7. 查看pv是否生成

[root@baozexu ~]# kubectl get pv
NAME                                       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                                 STORAGECLASS              REASON   AGE
pvc-33d2aa7f-e52f-4865-a05e-ebd53fbec914   1Gi        RWX            Delete           Bound    default/pvc1                          nfs-client-storageclass            77m

8. 然后查看nfs目录中是否有文件生成

[root@baozexu public]# ls
default-pvc1-pvc-33d2aa7f-e52f-4865-a05e-ebd53fbec914

我们可以看到生成了对应的目录，格式和我们上面说的一致。