【K8s】Kubernetes 存储简介

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基本介绍

在 Kubernetes 中，存储是实现集群数据持久化的关键，它允许用户在 Kubernetes 环境中存储、管理和访问数据。

相关概念

• PersistentVolume（PV）：在 Kubernetes 中，PV（持久化卷）是一种与存储相关的资源对象，可以定义存储容量、访问模式、回收策略、存储插件等信息。PV 具有独立的生命周期，不会随着 Pod 的销毁被删除
• PersistentVolumeClaim（PVC）：在 Kubernetes 中，PVC（持久化卷声明）是一种与存储相关的资源对象，可以定义申请容量、访问模式等内容。PVC 与 PV 之间的关系是请求与分配的关系
• StorageClass（SC）：在 Kubernetes 中，SC（存储类）是一种与存储相关的资源对象，可以根据 PVC 的申请动态创建 PV 对象
• Volumes：在 Kubernetes 中，Volumes 可以定义 Pod 内部的存储空间
• Kubernetes 存储供应模式：
  • 静态模式：由集群管理员预先手动创建 PV 对象，并与符合条件的 PVC 对象绑定
  • 动态模式：StorageClass 会根据 PVC 对象的申请，动态创建 PV 对象并与该 PVC 对象绑定

存储分类

从 Pod Volumes 支持类型的维度看，Kubernetes 的存储大致可以分为：

• 临时存储
  • EmptyDir：可以为处于同一 Pod 内的容器提供数据共享能力（如缓存数据），这些数据临时存储在 Pod 所在集群节点上自动分配的空目录中，会随着 Pod 的销毁被删除
• 持久存储
  • HostPath：可以将 Pod 所在集群节点上指定的目录直接挂载到 Pod 内的容器中，只适用于单节点集群或 Pod 与集群某个节点绑定的场景
  • PersistentVolume 与 PersistentVolumeClaim：PersistentVolume 与 PersistentVolumeClaim（持久化卷声明），可以灵活分配和释放存储资源，提高存储的灵活性和可管理性
  • ConfigMap 与 Secret：前文有专题介绍过 ConfigMap 与 Secret，严格意义上说，它们为 Pod 内的容器提供了配置持久化注入的能力，也可以归属到持久存储

从 PersistentVolume 插件支持类型的维度看，Kubernetes 的存储大致可以分为：

• 本地存储：使用集群节点上指定的目录来模拟网络附加存储，但只适用于单节点集群或 Pod 与集群某个节点绑定的场景，包含 HostPath、Local 两种方式
• 外置存储
  • NFS 存储：使用集群以外的 NFS 存储服务作为存储后端，是最常用的一种方式
  • CSI 存储：使用集群以外满足 CSI 标准的存储服务作为存储后端。CSI 插件具有解耦存储系统和容器编排平台、插件化架构以及动态卷生命周期管理的特点
  • 云存储：使用集群以外云服务提供商的块存储服务作为存储后端，如 AWS EBS、Azure Disk 和 Google Cloud Persistent Disk 等
  • 分布式存储：使用集群以外具有分布式架构的存储服务作为存储后端，支持高可用性和容错能力，如 Ceph、GlusterFS 等

存储挂载

# deployment.yaml
...
    spec:
      containers:
      - name: demo-container
        image: demo-image:latest
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
        - name: demo-empty
          mountPath: /data_tmp
        - name: demo-host
          mountPath: /data_host
        - name: demo-pvc
          mountPath: /data_pvc
        - name: demo-configmap
          mountPath: /etc/configmap.conf
        - name: demo-secret
          mountPath: /etc/secret.conf
      volumes:
      - name: demo-empty                    # EmptyDir 类型
        emptyDir: {}
      - name: demo-host                     # HostPath 类型
        hostPath:
          path: /data
      - name: demo-pvc                      # PVC 类型
        persistentVolumeClaim:
          claimName: demo-pvc
      - name: demo-configmap                # ConfigMap 类型
        configMap:
          name: demo-configmap
      - name: demo-secret                   # Secret 类型
        secret:
          secretName: demo-secret
...