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标题: POD 存储、PV、PVC [打印本页]

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作者: 何小豆儿在此    时间: 2024-12-23 22:59
标题: POD 存储、PV、PVC
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容器怎样持久化存储？
PV和PVC
为什么不能直接在 Pod 或容器中存储数据？
什么是 PV和 PVC？
可以使用本地磁盘空间创建PV吗？
怎样让客户端通过ftp上传到远端服务器的POD里面？
另一个POD想访问ftp的POD里面的文件怎么办？

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容器怎样持久化存储？

在 Docker 或 Kubernetes 中，容器的数据存储举动是 基于层（layer）的，并且容器内的数据在容器生命周期内是持久的，直到容器被删除为止。
1. 容器和镜像的关系
容器是基于镜像（Image）创建的。镜像自己是只读的，而容器在启动时会创建一个可写层，容器对文件系统的所有更改都会写入这个可写层。这就意味着：

• 镜像：是静态的、不可变的，只包含根本文件和应用步伐的环境配置。
  
• 容器的可写层：在容器运行时创建，这个层用于保存容器的所有更改，包罗安装的应用、修改的文件、生成的数据等。
  

因此，容器内的文件和更改 不会 被直接丢失，除非容器被 删除。如果容器被制止或重启，但 容器没有被删除，它的可写层中的数据将仍旧保存。
2. 容器重启
如果容器被 重启，它会重新启动容器自己，但不会丢失之前的更改，因为容器的可写层是持久存在的（纵然容器制止或重启，也不会丢失数据，除非容器自己被删除）。

• 容器制止并重启：容器的文件系统保持不变，所有在容器内做的更改（如修改配置文件、写入日记等）会在容器重启后仍旧存在。
  
• 容器被删除：如果容器被删除，无论它是否重启，容器内的更改都会丢失。
  

3. 举个例子
假设你启动了一个容器，在容器内创建了一个文件 /tmp/test.txt，然后制止并重启容器：

• 重启容器：容器内的 /tmp/test.txt 文件将会保存。
  
• 删除容器并重新启动：容器内的 /tmp/test.txt 文件会丢失，因为容器被完全删除，重建了一个新的容器实例。
  

4. 容器存储与持久化
容器的可写层是 临时的，它绑定到容器的生命周期。如果你希望数据在容器重启或删除后仍旧存在，通常必要使用 持久化存储。在 Kubernetes 中，通常使用 Persistent Volumes (PV) 和 Persistent Volume Claims (PVC) 来解决这个问题。
5. 总结：

• 容器内的数据在容器重启时不会丢失，只要容器自己没有被删除，容器的可写层中的所有更改会保存。
  
• 如果容器被删除，容器内的所有数据（包罗在可写层中存储的文件）都会丢失。
  
• 持久化存储（如 PV 和 PVC）可以确保数据纵然在容器删除或重启后也能保持不丢失。
  

持久化存储解决方案
对于必要长期存储数据的应用，保举将数据存储在持久化存储上，而不是直接保存在容器的文件系统中。通过挂载 Persistent Volume (PV) 和 Persistent Volume Claim (PVC)，数据将独立于容器的生命周期存在，如许纵然容器删除或重启，数据也能得到持久保存。
//没有k8s，直接把容器目录挂载到主机目录即可持久化存储。
PV和PVC

为什么不能直接在 Pod 或容器中存储数据？

直接在 Pod 或容器内存储数据确实是可能的，但如许做有几个问题，尤其是在容器化环境和 Kubernetes 集群中：

• 容器的短暂性：Kubernetes 中的容器（以及 Pod）通常是短暂的，可能会被删除、重启或重新调理。如果容器被删除，容器内的数据会丢失。因此，容器内部存储的文件是临时的，并且在 Pod 的生命周期内无法保持持久性。
  
• Pod 调理和重启：Pod 可能会因为各种原因被删除或重新调理到其他节点。Kubernetes 通过其调理机制决定将 Pod 放在哪个节点运行，这意味着如果没有外部持久存储，每个节点的本地存储都会是独立的，无法共享，也可能在 Pod 重启时丢失数据。
  
• 存储共享的需求：如果你必要让多个 Pod 访问雷同的数据（例如，多个 Pod 必要读取或写入雷同的文件），则必须依靠于共享的存储系统。
  

什么是 PV和 PVC？

• Persistent Volume (PV)：是 Kubernetes 集群中一个 具体的存储资源，通常由集群管理员预配置。PV 是对物理存储资源的抽象，它可以是多种类型的存储后端（如 NFS、iSCSI、Ceph、云存储等）。它拥有明白的生命周期，并且独立于 Pod 和容器的生命周期。
  
• Persistent Volume Claim (PVC)：是用户对存储的请求。它类似于对 PV 的“租用”请求。PVC 界说了存储的需求（如大小、访问模式等），Kubernetes 调理器会主动匹配一个合适的 PV 来满意 PVC 的要求。PVC 是用户和存储之间的接口，它让用户无需直接关心存储的具体实现方式，而是专注于声明自己必要什么样的存储。
  

可以使用本地磁盘空间创建PV吗？

可以使用本地磁盘空间创建 Persistent Volume (PV)。在 Kubernetes 中，你可以使用本地磁盘（例如，物理硬盘、SSD 或本地挂载的存储）来创建一个 PV。这通常通过 hostPath 或 local 类型的存储来实现。
但是，使用本地磁盘作为持久存储时，必要考虑一些因素，例如 数据的可靠性 和 Pod 的迁移性。因为如果 Pod 运行在某个节点上，而这个节点出现故障或被删除，存储在该节点上的数据将无法访问。为了确保数据的持久性和可靠性，通常会使用 分布式存储系统 或 网络存储（如 NFS、Ceph、iSCSI 等）。但是，若你只是为了测试、开发或某些特定用途，使用本地磁盘作为 PV 是完全可以的。
1. 通过 hostPath 创建本地磁盘的 PV
hostPath 类型的 PV 允许你直接将本地节点的目录或磁盘挂载到容器中。这适用于在单个节点上使用本地磁盘，但不保举在生产环境中使用，因为它依靠于特定的节点，且不支持跨节点共享。
示例：使用 hostPath 创建 PV

1. apiVersion: v1
2. kind: PersistentVolume
3. metadata:
4.   name: local-pv
5. spec:
6.   capacity:
7.     storage: 10Gi  # 存储大小
8.   volumeMode: Filesystem
9.   accessModes:
10.     - ReadWriteOnce  # 单节点读写
11.   persistentVolumeReclaimPolicy: Retain  # 数据不会自动删除
12.   storageClassName: manual  # 存储类（手动配置）
13.   hostPath:
14.     path: /mnt/disks/mydisk  # 本地磁盘的挂载路径
15.     type: DirectoryOrCreate  # 如果目录不存在则创建

复制代码

解释：

• hostPath 指定了本地磁盘路径（例如 /mnt/disks/mydisk）。
  
• accessModes 设置为 ReadWriteOnce，表示该 PV 只能由一个节点的一个 Pod 进行读写访问。
  
• persistentVolumeReclaimPolicy 设置为 Retain，表示当 PV 被删除时，数据不会被删除。
  
• storageClassName 设置为 manual，表示使用手动配置的存储类。
  

2. 通过 local 类型创建本地磁盘的 PV（保举方法）
在 Kubernetes 1.14 及以上版本，官方引入了 local 类型的 PV，它更好地支持本地存储设备，并且可以在集群节点上通过 local 存储提供持久存储。这种方式相较于 hostPath 更得当生产环境中的本地存储。
示例：使用 local 类型创建 PV

1. apiVersion: v1
2. kind: PersistentVolume
3. metadata:
4.   name: local-pv
5. spec:
6.   capacity:
7.     storage: 10Gi  # 存储大小
8.   volumeMode: Filesystem
9.   accessModes:
10.     - ReadWriteOnce  # 单节点读写
11.   persistentVolumeReclaimPolicy: Retain  # 数据不会自动删除
12.   storageClassName: manual  # 存储类（手动配置）
13.   local:
14.     path: /mnt/disks/mydisk  # 本地磁盘的挂载路径
15.     fsType: ext4  # 文件系统类型

复制代码

解释：

• local 类型的 PV 和 hostPath 类似，指定本地路径（如 /mnt/disks/mydisk）。
  
• fsType 用于指定文件系统类型（例如 ext4、xfs 等）。
  
• volumeMode 设置为 Filesystem，意味着文件存储。
  
• persistentVolumeReclaimPolicy 设置为 Retain，以保存数据。
  

3. 创建 PVC（Persistent Volume Claim）来请求本地存储
一旦 PV 创建完毕，你可以创建一个 PVC（Persistent Volume Claim）来请求这个本地存储。PVC 是应用步伐对存储资源的请求，Kubernetes 会根据 PVC 的要求选择合适的 PV。
示例：创建 PVC 来使用本地 PV

1. apiVersion: v1
2. kind: PersistentVolumeClaim
3. metadata:
4.   name: local-pvc
5. spec:
6.   accessModes:
7.     - ReadWriteOnce  # 单节点读写
8.   resources:
9.     requests:
10.       storage: 10Gi  # 请求的存储大小
11.   storageClassName: manual  # 与 PV 的 storageClassName 配置一致

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解释：

• accessModes 与 PV 配置同等，表示 PVC 请求的存储只能由一个节点的一个 Pod 使用。
  
• resources.requests.storage 界说了 PVC 请求的存储大小。
  
• storageClassName 必要与 PV 配置中的 storageClassName 保持同等。
  

4. 将 PVC 挂载到 Pod 中
创建 PVC 后，你可以将其挂载到 Pod 中，使用本地存储。
示例：在 Pod 中挂载 PVC

1. apiVersion: v1
2. kind: Pod
3. metadata:
4.   name: local-pod
5. spec:
6.   containers:
7.   - name: my-container
8.     image: nginx
9.     volumeMounts:
10.     - mountPath: /data  # 容器中的挂载路径
11.       name: local-storage
12.   volumes:
13.   - name: local-storage
14.     persistentVolumeClaim:
15.       claimName: local-pvc  # 引用 PVC

复制代码

解释：

• volumeMounts 将 PVC 挂载到容器的 /data 路径。
  
• volumes 使用 PVC local-pvc 作为数据卷。
  

使用 本地磁盘（如 hostPath 或 local 类型）创建的PV是节点特定的，这意味着它只能由存储它的节点上的 Pod 访问。简而言之，其他节点上的 Pod 无法访问该 PV，除非它们也在同一节点上运行。
怎样让客户端通过ftp上传到远端服务器的POD里面？

目的是让客户端通过FTP上传文件到一个Kubernetes Pod内，而不是直接上传到服务器上。这是可以做到的，但必要通过一些间接的方式来配置和管理。Kubernetes自己并不提供FTP服务。
以下是实现这个需求的几种方法：
1. 使用FTP服务器作为Pod的容器
你可以在Kubernetes集群中部署一个包含FTP服务的Pod。客户端通过FTP上传文件到该Pod后，文件可以直接存储在Pod的文件系统中。如许，你就实现了客户端通过FTP上传文件到Pod内的需求。
步骤：

• 创建一个Docker镜像，包含FTP服务（例如vsftpd或者ProFTPD）。
  
• 在Kubernetes集群中创建一个Pod来运行FTP服务。
  
• 配置该Pod的持久化存储（Persistent Volume，PV）和持久化卷声明（Persistent Volume Claim，PVC）来存储上传的文件。
  
• 配置该Pod的端口映射，使FTP服务的端口袒暴露来，客户端可以通过FTP客户端毗连到这个Pod。
  

示例：

• 创建一个简单的FTP容器镜像（基于vsftpd）：Dockerfile
  
  1. FROM alpine:latest
  2. RUN apk --no-cache add vsftpd
  3. COPY vsftpd.conf /etc/vsftpd.conf
  4. EXPOSE 21
  5. CMD ["vsftpd", "/etc/vsftpd.conf"]

  复制代码
• Kubernetes部署FTP Pod：
  
  1. apiVersion: apps/v1
  2. kind: Deployment
  3. metadata:
  4.   name: ftp-server
  5. spec:
  6.   replicas: 1
  7.   selector:
  8.     matchLabels:
  9.       app: ftp-server
  10.   template:
  11.     metadata:
  12.       labels:
  13.         app: ftp-server
  14.     spec:
  15.       containers:
  16.       - name: vsftpd
  17.         image: your-ftp-image:latest
  18.         ports:
  19.           - containerPort: 21
  20.         volumeMounts:
  21.           - mountPath: /srv/ftp
  22.             name: ftp-data
  23.       volumes:
  24.       - name: ftp-data
  25.         persistentVolumeClaim:
  26.           claimName: ftp-pvc

  复制代码
• 创建PVC来存储数据：
  
  1. apiVersion: v1
  2. kind: PersistentVolumeClaim
  3. metadata:
  4.   name: ftp-pvc
  5. spec:
  6.   accessModes:
  7.     - ReadWriteOnce
  8.   resources:
  9.     requests:
  10.       storage: 1Gi

  复制代码
• 创建Service来袒露FTP端口：
  
  1. apiVersion: v1
  2. kind: Service
  3. metadata:
  4.   name: ftp-service
  5. spec:
  6.   selector:
  7.     app: ftp-server
  8.   ports:
  9.     - protocol: TCP
  10.       port: 21
  11.       targetPort: 21
  12.   type: LoadBalancer

  复制代码
  另一个POD想访问ftp的POD里面的文件怎么办？
  

        最常见且保举的方法是使用 Kubernetes 中的 Persistent Volume (PV) 和 Persistent Volume Claim (PVC)。通过将一个 PVC 挂载到 FTP Pod 上的目录并共享该 PVC，另一个 Pod 可以访问同一个存储资源。如许，无论哪个 Pod 上传文件，其他 Pod 都能读取。
步骤：

• 创建 Persistent Volume： 你可以创建一个 PV，并指定存储的类型，比如使用 NFS、Ceph、或者其他共享存储系统。该 PV 会存储所有文件，并由多个 Pod 共享。
  
• 创建 Persistent Volume Claim (PVC)： 每个 Pod 都必要通过 PVC 来访问这个 PV。FTP Pod 和另一个远程 Pod 都必要挂载这个 PVC。
  

示例配置：
Persistent Volume（PV） 配置：

1. apiVersion: v1
2. kind: PersistentVolume
3. metadata:
4.   name: shared-pv
5. spec:
6.   capacity:
7.     storage: 10Gi
8.   accessModes:
9.     - ReadWriteMany  # 多个Pod可以读写
10.   persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
11.   storageClassName: standard
12.   nfs:
13.     path: /mnt/data  # NFS共享路径
14.     server: <nfs-server-ip>  # NFS服务器地址

复制代码

Persistent Volume Claim（PVC） 配置：

1. apiVersion: v1
2. kind: PersistentVolumeClaim
3. metadata:
4.   name: shared-pvc
5. spec:
6.   accessModes:
7.     - ReadWriteMany
8.   resources:
9.     requests:
10.       storage: 10Gi

复制代码

FTP Pod 配置： 将 PVC 挂载到 FTP Pod 中：

1. apiVersion: apps/v1
2. kind: Deployment
3. metadata:
4.   name: ftp-server
5. spec:
6.   replicas: 1
7.   selector:
8.     matchLabels:
9.       app: ftp-server
10.   template:
11.     metadata:
12.       labels:
13.         app: ftp-server
14.     spec:
15.       containers:
16.       - name: vsftpd
17.         image: your-ftp-image:latest
18.         ports:
19.           - containerPort: 21
20.         volumeMounts:
21.           - mountPath: /srv/ftp  # FTP服务存储目录
22.             name: ftp-data
23.       volumes:
24.       - name: ftp-data
25.         persistentVolumeClaim:
26.           claimName: shared-pvc  # 挂载同一个PVC

复制代码

远端 Pod 配置： 另一个 Pod 可以挂载同一个 PVC，读取上传的文件

1. apiVersion: apps/v1
2. kind: Deployment
3. metadata:
4.   name: data-processor
5. spec:
6.   replicas: 1
7.   selector:
8.     matchLabels:
9.       app: data-processor
10.   template:
11.     metadata:
12.       labels:
13.         app: data-processor
14.     spec:
15.       containers:
16.       - name: processor
17.         image: your-data-processor-image:latest
18.         volumeMounts:
19.           - mountPath: /data/uploads  # 数据存储目录
20.             name: shared-data
21.       volumes:
22.       - name: shared-data
23.         persistentVolumeClaim:
24.           claimName: shared-pvc  # 同样挂载同一个PVC

复制代码

如许，FTP Pod 会将文件存储到 /srv/ftp，而 远端 Pod 可以访问 /data/uploads 目录，读取 FTP 上传的文件。

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