一、概念
1. PersistentVolume （PV）
是由管理员设置的存储，它是群集的一部分。就像节点是集群中的资源一样，PV 也是集群中的资源。 PV 是Volume 之类的卷插件，但具有独立于使用 PV 的 Pod 的生命周期。
此 API 对象包含存储实现的细节，即 NFS、iSCSI 或特定于云供应商的存储系统。
2. PersistentVolumeClaim （PVC）
是用户存储的请求。它与 Pod 相似。Pod 消耗节点资源，PVC 消耗 PV 资源。Pod 可以请求特定级别的资源（CPU 和内存）。
声明可以请求特定的大小和访问模式（例如，可以以读/写一次或 只读多次模式挂载）
3. 静态 pv
集群管理员创建一些 PV。它们带有可供群集用户使用的实际存储的细节。它们存在于 Kubernetes API 中，可用于消费。
4. 动态
当管理员创建的静态 PV 都不匹配用户的 PersistentVolumeClaim 时，集群可能会尝试动态地为 PVC 创建卷。
此配置基于 StorageClasses ：PVC 必须请求 [存储类]，并且管理员必须创建并配置该类才能进行动态创建。
声明该类为 "" 可以有效地禁用其动态配置要启用基于存储级别的动态存储配置，集群管理员需要启用 API server 上的 DefaultStorageClass [准入控制器]。
例如，通过确保 DefaultStorageClass 位于 API server 组件的 --admission-control 标志，使用逗号分隔的有序值列表中，可以完成此操作。
5. 绑定
master 中的控制环路监视新的 PVC，寻找匹配的 PV（如果可能），并将它们绑定在一起。如果为新的 PVC 动态调配 PV，则该环路将始终将该 PV 绑定到 PVC。
否则，用户总会得到他们所请求的存储，但是容量可能超出要求的数量。
一旦 PV 和 PVC 绑定后， PersistentVolumeClaim 绑定是排他性的，不管它们是如何绑定的。
PVC 跟PV 绑定是一对一的映射
二、持久化卷声明的保护
PVC 保护的目的是确保由 pod 正在使用的 PVC 不会从系统中移除，因为如果被移除的话可能会导致数据丢失。
注意：当Pod状态为pending并且pod已经分配给节点或pod为running状态时，pvc处于活动状态。
当启用PVC 保护 alpha 功能时，如果用户删除了一个 pod 正在使用的 PVC，则该 PVC 不会被立即删除。PVC 的删除将被推迟，直到 PVC 不再被任何 pod 使用
三、持久化卷类型
PersistentVolume 类型以插件形式实现。
Kubernetes 目前支持以下插件类型：
- GCEPersistentDisk AWSElasticBlockStore AzureFile AzureDisk FC (Fibre Channel)
- FlexVolume Flocker NFS iSCSI RBD (Ceph Block Device) CephFS
- Cinder (OpenStack block storage) Glusterfs VsphereVolume Quobyte Volumes
- HostPath VMware Photon Portworx Volumes ScaleIO Volumes StorageOS
持久卷演示代码
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv0003
spec:
capacity:
storage: 5Gi
volumeMode: Filesystem
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
storageClassName: slow
mountOptions:
- hard
- nfsvers=4.1
nfs:
path: /tmp
server: 172.17.0.2四、PV 访问模式
PersistentVolume 可以以资源提供者支持的任何方式挂载到主机上。如下表所示，供应商具有不同的功能，每个PV 的访问模式都将被设置为该卷支持的特定模式。例如，NFS 可以支持多个读/写客户端，但特定的 NFS PV 可能以只读方式导出到服务器上。每个 PV 都有一套自己的用来描述特定功能的访问模式
- 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。例如，GCEPersistentDisk可以由单个节点作为ReadWriteOnce模式挂载，或由多个节点以ReadOnlyMany模式挂载，但不能同时挂载。
五、回收策略
- 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
六、状态
卷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
七、持久化演示说明 - NFS
Ⅰ、安装 NFS 服务器
yum install -y nfs-common nfs-utils rpcbind
mkdir /nfsdata
chmod 666 /nfsdata
chown nfsnobody /nfsdata
cat /etc/exports
/nfsdata *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs在非k8s节点（如harbor节点）安装nfs服务器
启动harbor
在k8s的所有节点安装nfs客户端
测试是否可以挂载
Ⅱ、部署 PV
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: nfspv1
spec:
capacity:
storage: 1Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
storageClassName: nfs
nfs:
path: /data/nfs
server: 10.66.66.10
Ⅲ、创建服务并使用 PVC
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
ports:
- port: 80
name: web
clusterIP: None
selector:
app: nginx
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: web
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
serviceName: "nginx"
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: k8s.gcr.io/nginx-slim:0.8
ports:
- containerPort: 80
name: web
volumeMounts:
- name: www
mountPath: /usr/share/nginx/html
volumeClaimTemplates:
- metadata:
name: www
spec:
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
storageClassName: "nfs"
resources:
requests:
storage: 1Gi多创建几个pv
测试nfs是否正常
自动绑定
八、关于 StatefulSet
1. 特点
- 匹配 Pod name ( 网络标识 ) 的模式为：$(statefulset名称)-$(序号)，比如上面的示例：web-0，web-1，web-2
- StatefulSet 为每个 Pod 副本创建了一个 DNS 域名，这个域名的格式为： $(podname).(headless server name)，也就意味着服务间是通过Pod域名来通信而非 Pod IP，因为当Pod所在Node发生故障时， Pod 会被飘移到其它 Node 上，Pod IP 会发生变化，但是 Pod 域名不会有变化
- StatefulSet 使用 Headless 服务来控制 Pod 的域名，这个域名的 FQDN 为：$(service name).$(namespace).svc.cluster.local，其中，“cluster.local” 指的是集群的域名
- 根据 volumeClaimTemplates，为每个 Pod 创建一个 pvc，pvc 的命名规则匹配模式：(volumeClaimTemplates.name)-(pod_name)，比如上面的 volumeMounts.name=www， Pod name=web-[0-2]，因此创建出来的 PVC 是 www-web-0、www-web-1、www-web-2
- 删除 Pod 不会删除其 pvc，手动删除 pvc 将自动释放 pv
2. Statefulset的启停顺序：
- 有序部署：部署StatefulSet时，如果有多个Pod副本，它们会被顺序地创建（从0到N-1）并且，在下一个Pod运行之前所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态。
- 有序删除：当Pod被删除时，它们被终止的顺序是从N-1到0。
- 有序扩展：当对Pod执行扩展操作时，与部署一样，它前面的Pod必须都处于Running和Ready状态。
3. StatefulSet使用场景：
- 稳定的持久化存储，即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据，基于 PVC 来实现。
- 稳定的网络标识符，即 Pod 重新调度后其 PodName 和 HostName 不变。
- 有序部署，有序扩展，基于 init containers 来实现。
- 有序收缩。
4. 彻底删除pv\pvc
需要手动删除释放
需要手动回收
