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Persistent Volume

1. PV概述

PersistentVolume(简称PV) 是 Volume 之类的卷插件,也是集群中的资源,但独立于Pod的生命周期(即不会因Pod删除而被删除),不归属于某个Namespace。

2. PV和PVC的生命周期

2.1. 配置(Provision)

有两种方式来配置 PV:静态或动态。
1、静态
手动创建PV,可供k8s集群中的对象消费。
2、动态
可以通过StorageClass和具体的Provisioner(例如nfs-client-provisioner)来动态地创建和删除PV。

2.2. 绑定

在动态配置的情况下,用户创建了特定的PVC,k8s会监听新的PVC,并寻找匹配的PV绑定。一旦绑定后,这种绑定是排他性的,PVC和PV的绑定是一对一的映射。

2.3. 使用

Pod 使用PVC作为卷。集群检查PVC以查找绑定的卷并为集群挂载该卷。用户通过在 Pod 的 volume 配置中包含 persistentVolumeClaim 来调度 Pod 并访问用户声明的 PV。

2.4. 回收

PV的回收策略可以设定PVC在释放后如何处理对应的Volume,目前有 RetainedRecycled Deleted三种策略。
1、保留(Retain)
保留策略允许手动回收资源,当删除PVC的时候,PV仍然存在,可以通过以下步骤回收卷:
  1. 1.
    删除PV
  2. 2.
    手动清理外部存储的数据资源
  3. 3.
    手动删除或重新使用关联的存储资产
2、回收(Resycle)
该策略已废弃,推荐使用dynamic provisioning
回收策略会在 volume上执行基本擦除(rm -rf / thevolume / *),可被再次声明使用。
3、删除(Delete)
删除策略,当发生删除操作的时候,会从k8s集群中删除PV对象,并执行外部存储资源的删除操作(根据不同的provisioner定义的删除逻辑不同,有的是重命名)。
动态配置的卷继承其StorageClass的回收策略,默认为Delete,即当用户删除PVC的时候,会自动执行PV的删除策略。
如果要修改PV的回收策略,可执行以下命令:
# Get pv
kubectl get pv
# Change policy to Retaion
kubectl patch pv <pv_name> -p ‘{“spec”:{“persistentVolumeReclaimPolicy”:“Retain”}}

3. PV的类型

PersistentVolume 类型以插件形式实现。以下仅列部分常用类型:
  • GCEPersistentDisk
  • AWSElasticBlockStore
  • NFS
  • RBD (Ceph Block Device)
  • CephFS
  • Glusterfs

4. PV的属性

每个 PV 配置中都包含一个 sepc 规格字段和一个 status 卷状态字段。
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
annotations:
pv.kubernetes.io/provisioned-by: fuseim.pri/ifs
creationTimestamp: 2018-07-12T06:46:48Z
name: default-test-web-0-pvc-58cf5ec1-859f-11e8-bb61-005056b83985
resourceVersion: "100163256"
selfLink: /api/v1/persistentvolumes/default-test-web-0-pvc-58cf5ec1-859f-11e8-bb61-005056b83985
uid: 59796ba3-859f-11e8-9c50-c81f66bcff65
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
capacity:
storage: 2Gi
volumeMode: Filesystem
claimRef:
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
name: test-web-0
namespace: default
resourceVersion: "100163248"
uid: 58cf5ec1-859f-11e8-bb61-005056b83985
nfs:
path: /data/nfs-storage/default-test-web-0-pvc-58cf5ec1-859f-11e8-bb61-005056b83985
server: 172.16.201.54
persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
storageClassName: managed-nfs-storage
mountOptions:
- hard
- nfsvers=4.1
status:
phase: Bound

4.1. Capacity

给PV设置特定的存储容量,更多 capacity 可参考Kubernetes 资源模型

4.2. Volume Mode

volumeMode 的有效值可以是FilesystemBlock。如果未指定,volumeMode 将默认为Filesystem

4.3. Access Modes

访问模式包括:
  • ReadWriteOnce——该卷可以被单个节点以读/写模式挂载
  • ReadOnlyMany——该卷可以被多个节点以只读模式挂载
  • ReadWriteMany——该卷可以被多个节点以读/写模式挂载
在命令行中,访问模式缩写为:
  • RWO - ReadWriteOnce
  • ROX - ReadOnlyMany
  • RWX - ReadWriteMany
一个卷一次只能使用一种访问模式挂载,即使它支持很多访问模式。
以下只列举部分常用插件:
Volume 插件
ReadWriteOnce
ReadOnlyMany
ReadWriteMany
AWSElasticBlockStore
-
-
CephFS
GCEPersistentDisk
-
Glusterfs
HostPath
-
-
NFS
RBD
-
...
-

4.4. Class

PV可以指定一个StorageClass来动态绑定PV和PVC,其中通过 storageClassName 属性来指定具体的StorageClass,如果没有指定该属性的PV,它只能绑定到不需要特定类的 PVC。

4.5. Reclaim Policy

回收策略包括:
  • Retain(保留)——手动回收
  • Recycle(回收)——基本擦除(rm -rf /thevolume/*
  • Delete(删除)——关联的存储资产(例如 AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 和 OpenStack Cinder 卷)将被删除
当前,只有 NFS 和 HostPath 支持回收策略。AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 和 Cinder 卷支持删除策略。

4.6. Mount Options

Kubernetes 管理员可以指定在节点上为挂载持久卷指定挂载选项。
注意:不是所有的持久化卷类型都支持挂载选项。
支持挂载选项常用的类型有:
  • GCEPersistentDisk
  • AWSElasticBlockStore
  • AzureFile
  • AzureDisk
  • NFS
  • RBD (Ceph Block Device)
  • CephFS
  • Cinder (OpenStack 卷存储)
  • Glusterfs

4.7. Phase

PV可以处于以下的某种状态:
  • Available(可用)——一块空闲资源还没有被任何声明绑定
  • Bound(已绑定)——卷已经被声明绑定
  • Released(已释放)——声明被删除,但是资源还未被集群重新声明
  • Failed(失败)——该卷的自动回收失败
命令行会显示绑定到 PV 的 PVC 的名称。
参考文章:
  • https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/persistent-volumes/
  • https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/change-pv-reclaim-policy/