去皮卡多 发表于 2024-2-7 08:58:34

【Kubernetes存储篇】StorageClass存储类动态生成PV详解

一、StorageClass存储类理论
StorageClass的作用主要有以下几个方面:
动态存储卷分配:StorageClass可以根据定义的属性动态地创建存储卷,无需手动创建和管理存储卷。
存储卷的属性管理:StorageClass可以定义存储卷的属性,如存储类型、存储容量、访问模式等,从而更好地满足应用程序的存储需求。
存储资源的管理:StorageClass可以将存储资源进行分类管理,方便开发者根据应用程序的需求进行选择。
每个 StorageClass 都有一个供应商(Provisioner),用来决定使用哪个卷插件制备 PV。 该字段必须指定,官网提供供应商如下表:
https://img2023.cnblogs.com/blog/503388/202312/503388-20231207095909281-1799575681.png
 
本文章以NFS为例,要想使用NFS,我们需要一个nfs-client的自动装载程序,称之为provisioner,这个程序会使用我们已经配置好的NFS服务器自动创建持久卷,也就是自动帮我们创建PV。
二、案例:Storageclass存储类实战演示
1、搭建NFS服务端
注意:K8S集群所有Node节点都需要安装 nfs-utils 包
yum -y install nfs-utils
mkdir /data/nfs_pro -p
vim /etc/exports
/data/test  *(rw,sync,no_root_squash)加载生效 && 启动NFS服务
exportfs -arv
systemctl enable nfs --now  
2、搭建NFS供应商(provisioner)

第一步:创建运行nfs-provisioner需要使用的SA账号
# more 00-nfs-provisioner.yaml
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
name: nfs-nginx执行 YAML 文件 && 查看创建的 SA 账号:
kubectl apply -f 00-nfs-provisioner.yaml
kubectl get sa nfs-nginxkubectl get sa nfs-nginx
NAME      SECRETS   AGE
nfs-nginx   1         18h第二步:针对SA账号进行授权:
kubectl create clusterrolebinding nfs-nginx --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=default:nfs-nginx第三步:安装01-nfs-deployment.yaml程序 YAML 如下:
cat 01-nfs-deployment.yaml
---
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:
name: nfs-nginx
spec:
selector:
    matchLabels:
       app: nfs-nginx
replicas: 3
strategy:      # 更新策略
    type: Recreate
template:
    metadata:
      labels:
      app: nfs-nginx
    spec:
      serviceAccount: nfs-nginx   # 指定SA账号
      containers:
      - name: nfs-nginx
          image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/mydlq/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.0
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
            mountPath: /persistentvolumes
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
            value: example.com/nfs-nginx   # NFS供应商名称
            - name: NFS_SERVER
            value: 172.16.42.5         # NFS服务端地址
            - name: NFS_PATH            
            value: /data/test/      # NFS共享目录
      volumes:
      - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 172.16.42.5          # NFS服务端地址
            path: /data/test/          # NFS共享目录执行YAML 文件 && 查看 Pod状态:
kubectl apply -f01-nfs-deployment.yaml
deployment.apps/nfs-nginx unchangedkubectl get pods
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nfs-nginx-97f96446d-6ng62   1/1   Running   0          3s
nfs-nginx-97f96446d-9kf6x   1/1   Running   0          3s
nfs-nginx-97f96446d-cbbz9   1/1   Running   0          3s3、创建StorageClass存储类

cat 02-nfs-storageclass.yaml
---
kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
metadata:
name: nfs-nginx
provisioner: example.com/nfs-nginx   # 指定NFS供应商名称,和上面对应上注意:provisioner处写的 example.com/nfs应该跟安装01-nfs-deployment.yaml时候的env下的PROVISIONER_NAME的value值保持一致。
执行YAML文件 && 查看storageclass 状态:
kubectl apply -f 02-nfs-storageclass.yaml
kubectl get sc nfs-nginxkubectl get sc nfs-nginx
NAME      PROVISIONER             RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
nfs-nginx   example.com/nfs-nginx   Delete          Immediate         false                  18h 
4、创建PVC,通过StorageClass动态生成PV

cat 03-nfs-pvc.yaml
---
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
name: nfs-nginx
spec:
accessModes:["ReadWriteMany"]
resources:
    requests:
      storage: 6Gi
storageClassName:nfs-nginx   # 指定使用storageclass的名称,来自动生产PV执行YAML 文件 && 查看是否自动生成PV
kubectl apply -f 03-nfs-pvc.yaml
kubectl get pvc 
# kubectl apply -f 03-nfs-pvc.yaml
persistentvolumeclaim/nfs-nginx unchanged
# kubectl get pvc nfs-nginx
NAME      STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
nfs-nginx   Bound    pvc-770e8d47-5cbf-4115-87ea-bbcc8551b993   6Gi      RWX            nfs-nginx      18h如上图已经自动创建PV,并绑定上PVC了
5、创建Pod挂载PVC

cat 04-nfs-pod-demo.yaml
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nfs-nginx
labels:
    type: nfs-v1
spec:
volumes:
- persistentVolumeClaim:
      claimName: nfs-nginx   # 指定PVC
    name: nfs-nginx                   # 卷名称
containers:
- name: nfs-nginx-demo
    image: nginx:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    volumeMounts:
    - name: nfs-nginx                # 指定上面卷名称
      mountPath: /usr/share/nginx/html# 容器挂载目录执行 YAML 文件 && 查看Pod状态:
kubectl apply -f 04-nfs-pod-demo.yaml
ubectl get pods nfs-nginx -o wide --show-labels 
# kubectl apply -f 04-nfs-pod-demo.yaml
pod/nfs-nginx configured
# kubectl get pods nfs-nginx -o wide --show-labels
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES   LABELS
nfs-nginx   1/1   Running   0          18h   10.244.1.99   node1   <none>         <none>            type=nfs-v1在 PVC 绑定宿主机目录,创建 index.html 文件
echo "storageclass demo successd...." > /data/test/default-storageclass-pvc-demo-pvc-6b213e25-12a2-4ffd-a1ff-af23ec531233/index.html 
获取Pod IP访问网站:
kubectl get pods nfs-nginx -o wide 
# kubectl get pods nfs-nginx -o wide
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
nfs-nginx   1/1   Running   0          18h   10.244.1.99   node1   <none>         <none>
# curl 10.244.1.99
storageclass demo successd.... 
三、步骤总结
1、搭建NFS服务端
2、搭建NFS供应商,指定NFS服务端IP地址及共享目录
3、创建StorageClass资源,指定使用NFS供应商
4、创建PVC,使用storageClassName 自动指定使用StorageClass
5、创建Pod,使用PVC
-------------------------------------------------------------------------------------
Dockerfile 镜像构建
1、准备 tomcat  jdk 包
apache-tomcat-10.1.16.tar.gz
dockerfile
jdk-11.0.21_linux-x64_bin.tar.gz# Centos7 image
# VERSION 2
# Author:sixmillions

# 指定基于的容器镜像
FROM centos:7

# 维护者信息
MAINTAINER sixmillions

# 镜像的操作指令
# 设置时间
RUN /bin/cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime \
&& echo 'Asia/Shanghai' >/etc/timezone
# 指定jdk1.8
add jdk-11.0.21_linux-x64_bin.tar.gz /usr/local/
add apache-tomcat-10.1.16.tar.gz /usr/local/
# RUN rm -f /usr/local/apache-tomcat-8.5.34/webapps/ROOT/favicon.ico
RUN mkdir -p /data &&mv /usr/local/apache-tomcat-10.1.16 /usr/local/tomcat
env JAVA_HOME=/usr/local/jdk-11.0.21
env PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH
env LC_ALL=en_US.UTF-8
# 一会我们做pv存储,直接将webapps目录映射出来.
# ADD helloworld.war /usr/local/apache-tomcat-8.5.34/webapps/
# RUN chmod +x /usr/local/apache-tomcat-7.0.68/bin/*
expose 8080

# 容器启动时执行指令
ENTRYPOINT [ "/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh", "run" ]打包基础镜像

docker build -t helloworldtomcat8 .# docker images hellowoldtomcat8
REPOSITORY         TAG       IMAGE ID       CREATED      SIZE
hellowoldtomcat8   latest    e13125a33897   18 hours ago   520MB3. 上传到私有仓库

将打包好的镜像上传到私有仓库,方便其他节点获取
master节点

# 改个名字
docker taghellowoldtomcat8 101.43.xxx.xxx:8888/test/helloworldtomcat8:latest

# 上传
docker push 101.43.196.155:8888/test/helloworldtomcat8 
node节点

下载镜像
docker pull 101.43.196.155:8888/test/helloworldtomcat8  
四、使用 StorageClass 创建 tomcat logs webapp 存储
1、创建 tomcat-logs-pvc
cat 03-nfs-tomcat-logs-pvc.yaml
---
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
name: nfs-tomcat-logs
spec:
accessModes:["ReadWriteMany"]
resources:
    requests:
      storage: 7Gi
storageClassName:nfs-nginx   # 指定使用storageclass的名称,来自动生产PV 
查看tomcat-logs-pvc 创建
kubectl get pvc nfs-tomcat-logs
NAME            STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
nfs-tomcat-logs   Bound    pvc-618a8eaf-e798-4b03-b2c6-9b146eb6d792   7Gi      RWX            nfs-nginx      17h1、创建 tomcat-webapp-pvc
cat 03-nfs-tomcat-webapp-pvc.yaml
---
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
name: nfs-tomcat-webapp
spec:
accessModes:["ReadWriteMany"]
resources:
    requests:
      storage: 7Gi
storageClassName:nfs-nginx   # 指定使用storageclass的名称,来自动生产PV 
查看tomcat-webapp pvc 创建
# kubectl apply -f 03-nfs-tomcat-webapp-pvc.yaml
persistentvolumeclaim/nfs-tomcat-webapp unchanged
# kubectl get pvc nfs-tomcat-webapp
NAME                STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
nfs-tomcat-webapp   Bound    pvc-0b0f9b13-1bf0-46ff-8ce5-a95ec8a6dedd   7Gi      RWX            nfs-nginx      17h 
创建 tomcat demo
cat 04-nfs-pod-demo.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
name: tomcattest
spec:
selector:
    matchLabels:
      app: tomcattest
template:
    metadata:
      labels:
      app: tomcattest
    spec:
      containers:
      - name: tomcattest
          image: 101.43.196.155:8888/test/helloworldtomcat8
          imagePullPolicy: Always
          ports:
            - containerPort: 8080
          volumeMounts:
            - name: logs
            mountPath: /usr/local/tomcat/logs
            - name: webapps
            mountPath: /usr/local/tomcat/webapps
      volumes:
      - name: logs
          persistentVolumeClaim:
            claimName: nfs-tomcat-logs
      - name: webapps
          persistentVolumeClaim:
            claimName: nfs-tomcat-webapp  
查看创建结果
# kubectl apply -f 05-nfs-pod-demo.yaml
daemonset.apps/tomcattest unchanged
# kubectl get pods
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
tomcattest-8rcbl            1/1   Running   0          17h
tomcattest-9mv7p            1/1   Running   0          17h
tomcattest-qwgmm            1/1   Running   0          17h 
2.

构建service 编写yaml文件

cat 06-tomcat-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: tomcattest-service
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 8080
    name: tomcat
    targetPort: 8080
    nodePort: 32012
    protocol: TCP
selector:
    app: tomcattest构建Service

kubectl apply -f 06-tomcat-svc.yaml
service/tomcattest-service unchanged 
# ifconfig eth0
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>mtu 1500
      inet 172.16.42.3netmask 255.255.255.0broadcast 172.16.42.255
      inet6 fe80::216:3eff:fe08:a149prefixlen 64scopeid 0x20<link>
      ether 00:16:3e:08:a1:49txqueuelen 1000(Ethernet)
      RX packets 26297104bytes 8933567314 (8.3 GiB)
      RX errors 0dropped 0overruns 0frame 0
      TX packets 20506729bytes 14593454145 (13.5 GiB)
      TX errors 0dropped 0 overruns 0carrier 0collisions 0

# curl 172.16.42.3:32012
<!doctype html><html lang="en"><head><title>HTTP Status 404 – Not Found</title></head><body><h1>HTTP Status 404 – Not Found</h1><hr class="line" /><p><b>Type</b> Status Report</p><p><b>Description</b> The origin server did not find a current representation for the target resource or is not willing to disclose that one exists.</p><hr class="line" /><h3>Apache Tomcat/10.1.16</h3></body></html># 
测试

增加一个界面在映射文件

root@Node2 helloworld]# pwd
/data/test/default-nfs-tomcat-webapp-pvc-0b0f9b13-1bf0-46ff-8ce5-a95ec8a6dedd/helloworld
# cat index.html
k8s-homework-successful!# curl 172.16.42.3:32012/helloworld/index.html
k8s-homework-successful!  
 

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