# Volume

## 1. volume概述

* 容器上的文件生命周期同容器的生命周期一致，即容器挂掉之后，容器将会以最初镜像中的文件系统内容启动，之前容器运行时产生的文件将会丢失。
* Pod的volume的生命周期同Pod的生命周期一致，当Pod被删除的时候，对应的volume才会被删除。即Pod中的容器重启时，之前的文件仍可以保存。

容器中的进程看到的是由其 `Docker 镜像和卷`组成的文件系统视图。

**Pod volume的使用方式**

Pod 中的每个容器都必须独立指定每个卷的挂载位置，需要给Pod配置volume相关参数。

Pod的volume关键字段如下：

* spec.volumes：提供怎样的数据卷
* spec.containers.volumeMounts：挂载到容器的什么路径

## 2. volume类型

### 2.1. emptyDir

**1、特点**

* 会创建`emptyDir`对应的目录，默认为空（如果该目录原来有文件也会被重置为空）
* Pod中的不同容器可以在目录中读写相同文件（即Pod中的不同容器可以通过该方式来共享文件）
* 当Pod被删除，`emptyDir` 中的数据将被永久删除，如果只是Pod挂掉该数据还会保留

**2、使用场景**

* 不同容器之间共享文件（例如日志采集等）
* 暂存空间，例如用于基于磁盘的合并排序
* 用作长时间计算崩溃恢复时的检查点

**3、示例**

```yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-pd
spec:
  containers:
  - image: k8s.gcr.io/test-webserver
    name: test-container
    volumeMounts:
    - mountPath: /cache
      name: cache-volume
  volumes:
  - name: cache-volume
    emptyDir: {}
```

### 2.2. hostPath

**1、特点**

* 会将宿主机的目录或文件挂载到Pod中

**2、使用场景**

* 运行需要访问 Docker 内部的容器；使用 `/var/lib/docker` 的 `hostPath`
* 在容器中运行 cAdvisor；使用 `/dev/cgroups` 的 `hostPath`
* 其他使用到宿主机文件的场景

**`hostPath`的`type`字段**

| 值                   | 行为                                                                   |
| ------------------- | -------------------------------------------------------------------- |
|                     | 空字符串（默认）用于向后兼容，这意味着在挂载 hostPath 卷之前不会执行任何检查。                         |
| `DirectoryOrCreate` | 如果在给定的路径上没有任何东西存在，那么将根据需要在那里创建一个空目录，权限设置为 0755，与 Kubelet 具有相同的组和所有权。 |
| `Directory`         | 给定的路径下必须存在目录                                                         |
| `FileOrCreate`      | 如果在给定的路径上没有任何东西存在，那么会根据需要创建一个空文件，权限设置为 0644，与 Kubelet 具有相同的组和所有权。    |
| `File`              | 给定的路径下必须存在文件                                                         |
| `Socket`            | 给定的路径下必须存在 UNIX 套接字                                                  |
| `CharDevice`        | 给定的路径下必须存在字符设备                                                       |
| `BlockDevice`       | 给定的路径下必须存在块设备                                                        |

**注意事项**

* 由于每个节点上的文件都不同，具有相同配置的 pod 在不同节点上的行为可能会有所不同
* 当 Kubernetes 按照计划添加资源感知调度时，将无法考虑 `hostPath` 使用的资源
* 在底层主机上创建的文件或目录只能由 root 写入。您需要在[特权容器](https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/security-context/)中以 root 身份运行进程，或修改主机上的文件权限以便写入 `hostPath` 卷

**3、示例**

```yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-pd
spec:
  containers:
  - image: k8s.gcr.io/test-webserver
    name: test-container
    volumeMounts:
    - mountPath: /test-pd
      name: test-volume
  volumes:
  - name: test-volume
    hostPath:
      # directory location on host
      path: /data
      # this field is optional
      type: Directory
```

### 2.3. configMap

`configMap`提供了一种给Pod注入配置文件的方式，配置文件内容存储在configMap对象中，如果Pod使用configMap作为volume的类型，需要先创建configMap的对象。

**示例**

```yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: configmap-pod
spec:
  containers:
    - name: test
      image: busybox
      volumeMounts:
        - name: config-vol
          mountPath: /etc/config
  volumes:
    - name: config-vol
      configMap:
        name: log-config
        items:
          - key: log_level
            path: log_level
```

### 2.4. cephfs

`cephfs`的方式将Pod的存储挂载到`ceph`集群中，通过外部存储的方式持久化Pod的数据（即当Pod被删除数据仍可以存储在ceph集群中），前提是先部署和维护好一个ceph集群。

**示例**

```yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: cephfs
spec:
  containers:
  - name: cephfs-rw
    image: kubernetes/pause
    volumeMounts:
    - mountPath: "/mnt/cephfs"
      name: cephfs
  volumes:
  - name: cephfs
    cephfs:
      monitors:
      - 10.16.154.78:6789
      - 10.16.154.82:6789
      - 10.16.154.83:6789
      # by default the path is /, but you can override and mount a specific path of the filesystem by using the path attribute
      # path: /some/path/in/side/cephfs 
      user: admin
      secretFile: "/etc/ceph/admin.secret"
      readOnly: true
```

更多可参考 [CephFS 示例](https://github.com/kubernetes/examples/tree/master/staging/volumes/cephfs/)。

### 2.5. nfs

`nfs`的方式类似cephfs，即将Pod数据存储到NFS集群中，具体可参考[NFS示例](https://github.com/kubernetes/examples/tree/master/staging/volumes/nfs)。

### 2.6. persistentVolumeClaim

`persistentVolumeClaim` 卷用于将`PersistentVolume`挂载到容器中。PersistentVolumes 是在用户不知道特定云环境的细节的情况下“声明”持久化存储（例如 GCE PersistentDisk 或 iSCSI 卷）的一种方式。

参考文章：

* <https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/volumes/>