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分类: 云计算

2018-03-28 04:02:46

本章将讨论 Kubernetes 如何管理存储资源。

首先我们会学习 Volume,以及 Kubernetes 如何通过 Volume 为集群中的容器提供存储;然后我们会实践几种常用的 Volume 类型并理解它们各自的应用场景;最后,我们会讨论 Kubernetes 如何通过 Persistent Volume 和 Persistent Volume Claim 分离集群管理员与集群用户的职责,并实践 Volume 的静态供给和动态供给。

Volume

本节我们讨论 Kubernetes 的存储模型 Volume,学习如何将各种持久化存储映射到容器。

我们经常会说:容器和 Pod 是短暂的。
其含义是它们的生命周期可能很短,会被频繁地销毁和创建。容器销毁时,保存在容器内部文件系统中的数据都会被清除。

为了持久化保存容器的数据,可以使用 Kubernetes Volume。

Volume 的生命周期独立于容器,Pod 中的容器可能被销毁和重建,但 Volume 会被保留。

本质上,Kubernetes Volume 是一个目录,这一点与 Docker Volume 类似。当 Volume 被 mount 到 Pod,Pod 中的所有容器都可以访问这个 Volume。Kubernetes Volume 也支持多种 backend 类型,包括 emptyDir、hostPath、GCE Persistent Disk、AWS Elastic Block Store、NFS、Ceph 等,完整列表可参考 

Volume 提供了对各种 backend 的抽象,容器在使用 Volume 读写数据的时候不需要关心数据到底是存放在本地节点的文件系统中呢还是云硬盘上。对它来说,所有类型的 Volume 都只是一个目录。

我们将从最简单的 emptyDir 开始学习 Kubernetes Volume。

emptyDir

emptyDir 是最基础的 Volume 类型。正如其名字所示,一个 emptyDir Volume 是 Host 上的一个空目录。

emptyDir Volume 对于容器来说是持久的,对于 Pod 则不是。当 Pod 从节点删除时,Volume 的内容也会被删除。但如果只是容器被销毁而 Pod 还在,则 Volume 不受影响。

也就是说:emptyDir Volume 的生命周期与 Pod 一致

Pod 中的所有容器都可以共享 Volume,它们可以指定各自的 mount 路径。下面通过例子来实践 emptyDir,配置文件如下:

这里我们模拟了一个 producer-consumer 场景。Pod 有两个容器 producer和 consumer,它们共享一个 Volume。producer 负责往 Volume 中写数据,consumer 则是从 Volume 读取数据。

① 文件最底部 volumes 定义了一个 emptyDir 类型的 Volume shared-volume

② producer 容器将 shared-volume mount 到 /producer_dir 目录。

③ producer 通过 echo 将数据写到文件 hello 里。

④ consumer 容器将 shared-volume mount 到 /consumer_dir 目录。

⑤ consumer 通过 cat 从文件 hello 读数据。

执行如下命令创建 Pod:

kubectl logs 显示容器 consumer 成功读到了 producer 写入的数据,验证了两个容器共享 emptyDir Volume。

因为 emptyDir 是 Docker Host 文件系统里的目录,其效果相当于执行了 docker run -v /producer_dir 和 docker run -v /consumer_dir。通过 docker inspect 查看容器的详细配置信息,我们发现两个容器都 mount 了同一个目录:

这里 /var/lib/kubelet/pods/3e6100eb-a97a-11e7-8f72-0800274451ad/volumes/kubernetes.io~empty-dir/shared-volume 就是 emptyDir 在 Host 上的真正路径。

emptyDir 是 Host 上创建的临时目录,其优点是能够方便地为 Pod 中的容器提供共享存储,不需要额外的配置。但它不具备持久性,如果 Pod 不存在了,emptyDir 也就没有了。根据这个特性,emptyDir 特别适合 Pod 中的容器需要临时共享存储空间的场景,比如前面的生产者消费者用例。

下一节我们学习 hostPath Volume。

书籍:

1.《每天5分钟玩转Kubernetes》

2.《每天5分钟玩转Docker容器技术》

3.《每天5分钟玩转OpenStack》

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