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k8s

PV和PVC概述
- PV
- PVC
生命周期
配置存储
- ConfigMap
- Secret

PV和PVC概述

前面我们已经学习了使用NFS提供存储，此时就要求用户会搭建NFS系统，并且会在yaml配置nfs。由于kubernetes支持的存储系统有很多，要求客户全部掌握，显然不现实。为了能够屏蔽底层存储实现的细节，方便用户使用，kubernetes引入了PV和PVC两种资源对象。

PV（Persistent Volume）是持久化卷的意思，是对底层的共享存储的一种抽象。一般情况下PV由kubernetes管理员进行创建和配置，它和底层具体的共享存储技术有关，并通过插件完成和共享存储的对接。
PVC（Persistent Volume Claim）是持久化卷声明的意思，是用户对于存储需求的一种声明。换言之，PVC其实就是用户向kubernetes系统发出的一种资源需求申请。

使用了PV和PVC之后，工作可以得到进一步的提升：
存储：存储工程师维护。

PV：kubernetes管理员维护。(可以理解成对外暴露的一些接口)
PVC：kubernetes用户维护。(可以理解成用户的一些申请)

PV

PV的资源清单文件
PV是存储资源的抽象，下面是PV的资源清单文件：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv2
spec:
  nfs: # 存储类型，和底层正则的存储对应
    path:
    server:
  capacity: # 存储能力，目前只支持存储空间的设置
    storage: 2Gi
  accessModes: # 访问模式
    -
  storageClassName: # 存储类别
  persistentVolumeReclaimPolicy: # 回收策略

pv的关键配置参数说明：

存储类型：底层实际存储的类型，kubernetes支持多种存储类型，每种存储类型的配置有所不同。
存储能力（capacity）：目前只支持存储空间的设置（storage=1Gi），不过未来可能会加入IOPS、吞吐量等指标的配置。
访问模式（accessModes）：
用来描述用户应用对存储资源的访问权限，访问权限包括下面几种方式：
- ReadWriteOnce（RWO）：读写权限，但是只能被单个节点挂载。
- ReadOnlyMany（ROX）：只读权限，可以被多个节点挂载。
- ReadWriteMany（RWX）：读写权限，可以被多个节点挂载。
需要注意的是，底层不同的存储类型可能支持的访问模式不同。

回收策略（ persistentVolumeReclaimPolicy）：
当PV不再被使用之后，对其的处理方式，目前支持三种策略：

Retain（保留）：保留数据，需要管理员手动清理数据。
Recycle（回收）：清除PV中的数据，效果相当于rm -rf /volume/*。
Delete（删除）：和PV相连的后端存储完成volume的删除操作，常见于云服务器厂商的存储服务。

需要注意的是，底层不同的存储类型可能支持的回收策略不同。
存储类别（storageClassName）：PV可以通过storageClassName参数指定一个存储类别。

具有特定类型的PV只能和请求了该类别的PVC进行绑定。
未设定类别的PV只能和不请求任何类别的PVC进行绑定。

状态（status）：一个PV的生命周期，可能会处于4种不同的阶段。

Available（可用）：表示可用状态，还未被任何PVC绑定。
Bound（已绑定）：表示PV已经被PVC绑定。
Released（已释放）：表示PVC被删除，但是资源还没有被集群重新释放。
Failed（失败）：表示该PV的自动回收失败。

准备工作（准备NFS环境）
# 创建目录：
mkdir -pv /root/data/{ 
   pv1,pv2,pv3}

# 授权：
chmod 777 -R /root/data

# 修改/etc/exports文件：
vim /etc/exports
/root/data/pv1     192.168.18.0/24(rw,no_root_squash) 
/root/data/pv2     192.168.18.0/24(rw,no_root_squash) 
/root/data/pv3     192.168.18.0/24(rw,no_root_squash)

# 重启nfs服务：
systemctl restart nfs

创建PV
• 创建pv.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv1
spec:
  nfs: # 存储类型吗，和底层正则的存储对应
    path: /root/data/pv1
    server: 192.168.18.100
  capacity: # 存储能力，目前只支持存储空间的设置
    storage: 1Gi
  accessModes: # 访问模式
    - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain # 回收策略
---

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv2
spec:
  nfs: # 存储类型吗，和底层正则的存储对应
    path: /root/data/pv2
    server: 192.168.18.100
  capacity: # 存储能力，目前只支持存储空间的设置
    storage: 2Gi
  accessModes: # 访问模式
    - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain # 回收策略
  
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv3
spec:
  nfs: # 存储类型吗，和底层正则的存储对应
    path: /root/data/pv3
    server: 192.168.18.100
  capacity: # 存储能力，目前只支持存储空间的设置
    storage: 3Gi
  accessModes: # 访问模式
    - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain # 回收策略

# 创建PV：
kubectl create -f pv.yaml

# 查看PV：
kubectl get pv -o wide

PV资源是属于集群的跨namespace的所以没有namespace 属性而PVC不是

PVC

PVC的资源清单文件
• PVC是资源的申请，用来声明对存储空间、访问模式、存储类别需求信息，下面是PVC的资源清单文件：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc
  namespace: dev
spec:
  accessModes: # 访客模式
    - 
  selector: # 采用标签对PV选择
  storageClassName: # 存储类别
  resources: # 请求空间
    requests:
      storage: 5Gi

PVC的关键配置参数说明：

访客模式（accessModes）：用于描述用户应用对存储资源的访问权限。
用于描述用户应用对存储资源的访问权限：
- 选择条件（selector）：通过Label Selector的设置，可使PVC对于系统中已存在的PV进行筛选。
- 存储类别（storageClassName）：PVC在定义时可以设定需要的后端存储的类别，只有设置了该class的pv才能被系统选出。
- 资源请求（resources）：描述对存储资源的请求。

创建PVC
创建pvc.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc1
  namespace: dev
spec:
  accessModes: # 访客模式
    - ReadWriteMany
  resources: # 请求空间
    requests:
      storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc2
  namespace: dev
spec:
  accessModes: # 访客模式
    - ReadWriteMany
  resources: # 请求空间
    requests:
      storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc3
  namespace: dev
spec:
  accessModes: # 访客模式
    - ReadWriteMany
  resources: # 请求空间
    requests:
      storage: 5Gi

# 创建PVC：
kubectl create -f pvc.yaml
# 查看PVC
# 查看PVC：
kubectl get pvc -n dev -o wide
# 查看PV：
kubectl get pv -o wide

创建Pod使用PVC
• 创建pvc-pod.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod1
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox:1.30
    command: ["/bin/sh","-c","while true;do echo pod1 >> /root/out.txt; sleep 10; done;"]
    volumeMounts:
    - name: volume
      mountPath: /root/
  volumes:
    - name: volume
      persistentVolumeClaim:
        claimName: pvc1
        readOnly: false
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod2
  namespace: dev
spec:
  containers:
    - name: busybox
      image: busybox:1.30
      command: ["/bin/sh","-c","while true;do echo pod1 >> /root/out.txt; sleep 10; done;"]
      volumeMounts:
        - name: volume
          mountPath: /root/
  volumes:
    - name: volume
      persistentVolumeClaim:
        claimName: pvc2
        readOnly: false

# 创建Pod：
kubectl create -f pvc-pod.yaml

# 创建Pod使用PVC后查看Pod
# 查看Pod：
kubectl get pod -n dev -o wide

# 创建Pod使用PVC后查看PVC
# 查看PVC：
kubectl get pvc -n dev -o wide

# 创建Pod使用PVC后查看PV
# 查看PV：
kubectl get pv -n dev -o wide

# 查看nfs中的文件存储
# 查看nfs中的文件存储：
ls /root/data/pv1/out.txt
ls /root/data/pv2/out.txt

注意
无论是Pod还是PVC 都看不到对底层相关的配置所以可以把PV看成是一个接口用户申请卷只需要发送相关的请求即可不需要配置底层卷

生命周期

在这里插入图片描述

PVC和PV是一一对应的，PV和PVC之间的相互作用遵循如下的生命周期。
资源供应：管理员手动创建底层存储和PV。
资源绑定：
用户创建PVC，kubernetes负责根据PVC声明去寻找PV，并绑定在用户定义好PVC之后，系统将根据PVC对存储资源的请求在以存在的PV中选择一个满足条件的。
- 一旦找到，就将该PV和用户定义的PVC进行绑定，用户的应用就可以使用这个PVC了。
- 如果找不到，PVC就会无限期的处于Pending状态，直到系统管理员创建一个符合其要求的PV。
PV一旦绑定到某个PVC上，就会被这个PVC独占，不能再和其他的PVC进行绑定了。
资源使用：用户可以在Pod中像volume一样使用PVC，Pod使用Volume的定义，将PVC挂载到容器内的某个路径进行使用。
资源释放：
- 用户删除PVC来释放PV。
- 当存储资源使用完毕后，用户可以删除PVC，和该PVC绑定的PV将会标记为“已释放”，但是还不能立刻和其他的PVC进行绑定。通过之前PVC写入的数据可能还留在存储设备上，只有在清除之后该PV才能再次使用。
资源回收：
- kubernetes根据PV设置的回收策略进行资源的回收。
- 对于PV，管理员可以设定回收策略，用于设置与之绑定的PVC释放资源之后如何处理遗留数据的问题。只有PV的存储空间完成回收，才能供新的PVC绑定和使用。

创建PVC后一直绑定不了PV的原因

PVC的空间申请大小比PV的空间要大。
PVC的storageClassName和PV的storageClassName不一致。
PVC的accessModes和PV的accessModes不一致。

配置存储

ConfigMap

概述
ConfigMap是一个比较特殊的存储卷，它的主要作用是用来存储配置信息的。
ConfigMap的资源清单文件

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: configMap
  namespace: dev
data: # <map[string]string>
  xxx

创建ConfigMap
创建configmap.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: configmap
  namespace: dev
data:
  info:
    username:admin
    password:123456

# 创建ConfigMap：
kubectl create -f configmap.yaml

创建Pod
创建pod-configmap.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-configmap
  namespace: dev
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:1.17.1
      volumeMounts:
        - mountPath: /configmap/config
          name: config
  volumes:
    - name: config
      configMap:
        name: configmap

# 创建Pod：
kubectl create -f pod-configmap.yaml

# 查看Pod：
kubectl get pod pod-configmap -n dev

# 进入容器，查看配置：
kubectl exec -it pod-configmap -n dev /bin/sh
cd /configmap/config
ls
more info

ConfigMap中的key映射为一个文件，value映射为文件中的内容。如果更新了ConfigMap中的内容，容器中的值也会动态更新。

Secret

概述
\在kubernetes中，还存在一种和ConfigMap非常类似的对象，称为Secret对象，它主要用来存储敏感信息，例如密码、密钥、证书等等。

准备数据
使用base64对数据进行编码：

# 准备username
echo -n "admin" | base64
echo -n "123456" | base64

创建Secret
• 创建secret.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: secret
  namespace: dev
type: Opaque
data:
  username: YWRtaW4=
  password: MTIzNDU2

# 创建Secret：
kubectl create -f secret.yaml
# 上面的方式是先手动将数据进行编码，其实也可以使用直接编写数据，将数据编码交给kubernetes。
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: secret
  namespace: dev
type: Opaque
stringData:
  username: admin
  password: 123456

如果同时使用data和stringData，那么data会被忽略。

# 查看Secret详情：
kubectl describe secret secret -n dev

创建Pod
创建pod-secret.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-secret
  namespace: dev
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:1.17.1
      volumeMounts:
        - mountPath: /secret/config
          name: config
  volumes:
    - name: config
      secret:
        secretName: secret

• 创建Pod：
kubectl create -f pod-secret.yaml

# 查看Pod：
kubectl get pod pod-secret -n dev

# 进入容器
# 进入容器，查看secret信息，发现已经自动解码了：
kubectl exec -it pod-secret -n dev /bin/sh
ls /secret/config
more /secret/config/username
more /secret/config/password

Secret的用途
imagePullSecret：Pod拉取私有镜像仓库的时使用的账户密码，会传递给kubelet，然后kubelet就可以拉取有密码的仓库里面的镜像。
创建一个ImagePullSecret：

kubectl create secret docker-registry docker-harbor-registrykey --docker-server=192.168.18.119:85 \
          --docker-username=admin --docker-password=Harbor12345 \
          --docker-email=1900919313@qq.com
# 查看是否创建成功：
kubectl get secret docker-harbor-registrykey

• 新建redis.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: redis
spec:
  containers:
    - name: redis
      image: 192.168.18.119:85/yuncloud/redis # 这是Harbor的镜像私有仓库地址
  imagePullSecrets:
    - name: docker-harbor-registrykey

# 创建Pod：
kubectl apply -f redis.yaml

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