k8sday12數據存儲（1/2）

目錄

一、簡單基本存儲

1、EmptyDir

1.1概念

1.2作用

1.3配置文件

1.4測試

2、HostPath

2.1概念

2.2作用

2.3配置文件

2.4測試

①、數據共享

②、持久化存儲

3、NFS

3.1概念

3.2作用

3.3NFS服務安裝

①、設置主節點為NFS服務器

②、給副節點安裝NFS客戶端工具

3.4配置文件

3.4測試

①、數據共享

②、持久化存儲

由于k8s中Pod的生命周期短暫，會被頻繁的創建和銷毀，容器的重啟或遷移也會導致數據丟失，而有狀態應用需求，如數據庫、消息隊列等需要持久化存儲，確保數據在容器生命周期之外依然存在，方便用戶調用，為了實現持久化保存數據，k8s引入Volume實現同一個Pod中的不同容器的數據共享和數據持久化，即使容器重啟或遷移等等都不會導致Volume數據丟失。

常見Volume類型：

  • 簡單基本存儲：EmptyDir、HostPath、NFS

  • 高級核心存儲：PV、PVC

  • 配置存儲：ConfigMap、Secret

一、簡單基本存儲

1、EmptyDir

1.1概念

? EmptyDir是在Pod被分配到Node時創建的，初始內容為空，無法指定宿主機對應的文件目錄，一個EmptyDir相當于一個Host的空目錄，當Pod銷毀時，EmptyDir的數據也會被永久刪除，即EmptyDir只在Pod的生命周期內有效。

1.2作用

由于EmptyDir只在Pod的生命周期內有效，故不適合做持久化的數據存儲，只適合做臨時存儲：

  • 作為臨時空間，無須長久保留

  • 為同一個Pod內的不同容器實現數據共享

1.3配置文件
  apiVersion: v1kind: Podmetadata:name: nginx-busybox-lognamespace: defaultspec:containers:# ---------- Nginx ----------- name: nginximage: nginx:1.24.0 ? ? ? ? ? # 體積小、鏡像拉取快ports:- containerPort: 80volumeMounts:- name: logs-volumemountPath: /var/log/nginx ? # Nginx 默認日志目錄# ---------- BusyBox ----------- name: busyboximage: busybox:1.36.1 ? ? ? ? # 推薦穩定版本command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"] ? # 初始命令，動態讀取指定文件內容volumeMounts:- name: logs-volumemountPath: /logs ? ? ? ? ? ?# BusyBox 內查看目錄# ---------- 共享卷 ----------volumes:- name: logs-volume ? ? ? ? ? ? # 共享卷名稱emptyDir: {} ? ? ? ? ? ? ? ? ?# 數據卷類型，Pod 級臨時目錄，兩容器共享
1.4測試

最終實現：每當我訪問nginx，nginx會將訪問的日志信息存儲到/var/log/nginx目錄下，而busybox可通過命令查看是否有日志生成，即實現同一個Pod中兩個不同容器之間通過數據卷emptydir進行了數據共享。

  # 創建 Pod# 記住要在yaml文件目錄下kubectl create -f nginx-busybox-emptydir.yaml?# 查看是否創建 Pod 成功kubectl get po nginx-busybox-log -o wide?# 訪問 nginx kubectl exec nginx-busybox-log -- curl http://localhost?#-----------------雙開終端--------------------------# 雙開終端方便查看指定容器的標準輸出# kubectl logs -f <你創建的數據卷名稱> -n <你創建數據卷指定的命名空間> -c <指定容器>kubectl logs -f nginx-busybox-log -c busybox

  # 刪除Pod，查看數據是否仍存在，是否仍可以進行數據共享kubectl delete -f nginx-busybox-emptydir.yaml?# 驗證刪除成功kubectl get po nginx-busybox-log -o wide?# 雙開終端方便查看指定容器的標準輸出# kubectl logs -f <你創建的數據卷名稱> -n <你創建數據卷指定的命名空間> -c <指定容器>kubectl logs -f nginx-busybox-log -c busybox

發現數據已經不見了

2、HostPath

2.1概念

? 當Pod銷毀時，EmptyDir的數據也會被永久刪除，即EmptyDir只在Pod的生命周期內有效。為了實現簡單的數據持久化，即簡單地將數據掛載到主機上，可選擇HostPath

2.2作用

HostPath就是將Node主機上的一個實際目錄掛載到Pod中，提供給容器使用，最終實現即使Pod銷毀，數據依然存在在Node主機。

2.3配置文件
  apiVersion: v1kind: Podmetadata:name: nginx-busybox-lognamespace: defaultspec:containers:# ---------- Nginx ----------- name: nginximage: nginx:1.24.0 ? ? ? ? ? # 體積小、鏡像拉取快ports:- containerPort: 80volumeMounts:- name: logs-volumemountPath: /var/log/nginx ? # Nginx 默認日志目錄# ---------- BusyBox ----------- name: busyboximage: busybox:1.36.1 ? ? ? ? # 推薦穩定版本command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"] ? # 初始命令，動態讀取指定文件內容volumeMounts:- name: logs-volumemountPath: /logs ? ? ? ? ? ?# BusyBox 內查看目錄# ---------- 共享卷 ----------volumes:- name: logs-volume ? ? ? ? ? ? # 共享卷名稱hostPath: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? # 數據卷類型path: /root/logs ? ? ? ? ? ?# 保存到K8s 節點（即 Linux 虛擬機或裸機） 上的目錄type: DirectoryOrCreate ? ? # 目錄存在就直接使用，不存在就先創建后使用
2.4測試

最終實現：每當我訪問nginx，nginx會將訪問的日志信息存儲到K8s 節點（即 Linux 虛擬機或裸機） 上的目錄（路徑為path: /root/logs ），而我們可以直接去節點通過命令查看是否有日志生成，即實現將數據持久化存儲到Node主機上，即使Pod刪除了，數據仍存在。

①、數據共享
  # 創建 Pod# 記住要在yaml文件目錄下kubectl create -f nginx-busybox-hostpath.yaml?# 查看是否創建 Pod 成功，并查看是創建在哪個節點kubectl get po nginx-busybox-log -o wide?# 訪問 nginx kubectl exec nginx-busybox-log -- curl http://localhost?#-----------------雙開終端--------------------------# 雙開終端，方便查看指定文件docker exec -it <你的Pod創建所在節點> bash# 如我的是 docker exec -it my-multi-node-cluster1-worker bash?# 進入指定的節點路徑，查看共享目錄ls -l /root/logs?# 查看文件日志tail -f /root/logs/access.log

②、持久化存儲
  # 刪除Pod，查看數據是否仍存在，是否仍可以進行數據共享kubectl delete -f nginx-busybox-hostpath.yaml?# 驗證刪除成功kubectl get po nginx-busybox-log -o wide?#-----------------雙開終端--------------------------# 雙開終端，方便查看指定文件docker exec -it <你的Pod創建所在節點> bash# 如我的是 docker exec -it my-multi-node-cluster1-worker bash?# 進入指定的節點路徑，查看共享目錄ls -l /root/logs?# 查看文件日志是否仍然存在tail -f /root/logs/access.log

發現數據仍然存在

3、NFS

3.1概念

? 雖然HostPath可以解決數據的持久化問題，但當數據存儲所在的Node節點崩潰時，其內部的Pod和數據也會一并丟失，Pod此時需要轉移到其他節點，需要準備單獨的網絡存儲系統，此時可選NFS或CIFS等其他，這里只是使用NFS作為例子進行學習。

3.2作用

NFS作為一個網絡文件的存儲系統，我們可通過搭建一臺NFS服務器，然后將Pod中的數據直接存儲其中，這樣即使Pod在節點上如何轉移，我們只需要保證Node和NFS連接正常，數據即可正常訪問。

NFS服務器一般需要備份，設置為高可用

3.3NFS服務安裝
①、設置主節點為NFS服務器
  # 獲取已有節點，找到control-plane容器記下輸出容器內 IP（ INTERNAL-IP ）例如 172.18.0.2kubectl get node -o wide?# 進入控制面（control-plane）容器docker exec -it my-multi-node-cluster1-control-plane bash?# ---- 容器內執行 ----# 更新并安裝NFS服務apt update && apt install -y nfs-kernel-server# 創建共享目錄mkdir -p /root/logs# 把共享目錄權限改成 “任何人可讀可寫可執行”chmod 777 /root/logs# 向 /etc/exports 追加一行 導出規則# 當然也可以手動進入 /etc/exports 然后編輯添加規則echo "/root/logs *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)" >> /etc/exports# 重新加載 /etc/exports 并立即生效exportfs -rav# 重啟 NFS 服務進程systemctl restart nfs-kernel-server# 如果不可用systemctl，可改為：service nfs-kernel-server restart?# 退出控制面容器exit
②、給副節點安裝NFS客戶端工具

NFS 客戶端功能已經內置在 Linux 內核的 nfs 文件系統模塊，所以一般不需要額外安裝

3.4配置文件

直接掛 NFS，無 PV/PVC

  apiVersion: v1kind: Podmetadata:name: nginx-busybox-lognamespace: defaultspec:containers:# ---------- Nginx ----------- name: nginximage: nginx:1.24.0 ? ? ? ? ? # 體積小、鏡像拉取快ports:- containerPort: 80volumeMounts:- name: logs-volumemountPath: /var/log/nginx ? # Nginx 默認日志目錄# ---------- BusyBox ----------- name: busyboximage: busybox:1.36.1 ? ? ? ? # 推薦穩定版本command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"] ? # 初始命令，動態讀取指定文件內容volumeMounts:- name: logs-volumemountPath: /logs ? ? ? ? ? ?# BusyBox 內查看目錄# ---------- 共享卷 ----------volumes:- name: logs-volume ? ? ? ? ? ? # 共享卷名稱nfs: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?# 數據卷類型path: /root/logs ? ? ? ? ? ?# 共享目錄路徑（與上方在控制面容器創建的共享目錄相同）server: 172.18.0.2 ? ? ? ? ?# nfs服務器地址（控制面容器的內部 IP ）
3.4測試
①、數據共享
# 創建 Pod
# 記住要在yaml文件目錄下
kubectl create -f nginx-busybox-nfs.yaml# 查看是否創建 Pod 成功kubectl get po nginx-busybox-log -o wide# 訪問 nginx 
kubectl exec nginx-busybox-log -- curl http://localhost#-----------------雙開終端--------------------------
# 雙開終端，方便查看指定文件
kubectl logs -f nginx-busybox-log -c busybox# 進入主節點
docker exec -it my-multi-node-cluster1-control-plane bash# 查看共享目錄
ls /tmp/logs# 查看是否含訪問記錄
cat /tmp/logs/access.log

②、持久化存儲
# 刪除Pod，查看數據是否仍存在，是否仍可以進行數據共享
kubectl delete pod nginx-busybox-log# 驗證刪除成功
kubectl get po nginx-busybox-log -o wide# 立即重新創建同名 Pod（只讀驗證）
kubectl apply -f nginx-busybox-nfs.yaml# 查看是否創建成功
kubectl get po nginx-busybox-log -o wide# 進入主節點，查看歷史日志是否存在
docker exec -it my-multi-node-cluster1-control-plane bash
ls /tmp/logs
cat /tmp/logs/access.log
exit# 退出主節點后，立即查看busybox歷史日志
kubectl exec nginx-busybox-log -c busybox -- cat /logs/access.log

發現數據仍然存在，并沒有隨著Pod的生命周期而丟失

PS：為什么我的snipaste截圖的照片，過一段時間會自動消失，導致我又要重新做一遍演示，有沒有大佬救救我QAQ

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