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传统上容器引擎(Container Engine)不提供比容器寿命更长的存储。由于容器被认为是瞬态(transient)的这可能会导致数据丢失或复杂的外部存储选项。Kubernetes卷共享 Pod 生命周期而不是其中的容器。如果容器终止数据将继续可供新容器使用。
卷(volume)是一个目录可能是预先填充的可供 Pod 中的容器(container)使用。目录的创建、数据和内容的后端存储取决于卷类型(volume type)。截至 v1.13有 27 种不同的卷类型从用于访问 Ceph 的 rbd、NFS到来自 Google 的 gcePersistentDisk 等云提供商的动态卷。每个都有特定的配置选项和依赖性。
容器存储接口 (CSI-Container Storage Interface) 的采用实现了容器container orchestration行业标准接口的目标以允许访问任意存储系统。目前卷插件是“树内 (in-tree)”的这意味着它们是使用核心 Kubernetes 二进制文件编译和构建的。这个“树外(out-of-tree)”对象将允许存储供应商开发单个驱动程序并允许插件容器化。这将取代现有的 Flex 插件后者需要提升对主机节点的访问权限这是一个很大的安全问题。
如果您希望存储生命周期与 Pod 不同则可以使用持久卷(Persistent Volumes)。这些允许 Pod 使用持久卷声明(Persistent Volume Claim)来声明空卷或预填充卷使得这些volume比Pod 的寿命更长。然后卷内的数据可以被另一个 Pod 使用或者作为检索数据的一种方式。
已经存在两个 API 对象来向 Pod 提供数据。编码(encoded)数据可以使用 Secret 传递非编码数据(non-encoded)可以使用 ConfigMap 传递。这些可用于传递重要数据例如 SSH 密钥、密码甚至是/etc/hosts等配置文件。
Introducing Volumes
Pod 规范可以声明一个或多个卷以及它们的可用位置。每个都需要名称(name)、类型(type)和安装点(a mount point)。同一卷可以供 Pod 中的多个容器使用这可以是容器到容器通信的一种方法。一个卷可以供多个 Pod 使用每个 Pod 都指定一个写入访问模式。没有并发检查这意味着数据可能损坏除非在外部进行锁定。
特定的访问模式(access mode)是 Pod 请求的一部分。作为请求用户可能会被授予更多但不少于的访问权限尽管首先会尝试直接匹配。集群将具有相同模式的卷分组在一起然后按大小从最小到最大对卷进行排序。将针对该访问模式组中的每个卷检查声明直到有足够大小的卷匹配为止。三种访问模式是
ReadWriteOnce允许单节点(node)读写 ReadOnlyMany允许多个节点只读 ReadWriteMany允许多个节点读写。
因此同一节点上的两个 pod 可以写入 ReadWriteOnce但不同节点上的第三个 pod 由于 FailedAttachVolume 错误而不会准备就绪。
当请求卷时本地 kubelet 使用kubelet_pods.go脚本映射原始设备确定并创建容器的挂载点然后在主机节点文件系统上创建符号链接(symbolic link)以将存储与容器关联。API 服务器向StorageClass插件发出存储请求但对后端存储的请求的具体内容取决于所使用的插件。
如果未发出对特定StorageClass 的请求则使用的唯一参数将是访问模式和大小。该卷可以来自任何可用的存储类型并且没有配置来确定将使用哪些可用的存储类型。
Volume Spec 可用的多种存储类型之一是emptyDir。kubelet 将在容器中创建目录但不会挂载任何存储。创建的任何数据都会写入共享容器空间。因此它不会是持久存储。当 Pod 被销毁时该目录将与容器一起被删除。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: fordpinto namespace: default
spec:containers:- image: simpleapp name: gastank command:- sleep- 3600volumeMounts:- mountPath: /scratchname: scratch-volumevolumes:- name: scratch-volumeemptyDir: {}上面的 YAML 文件将创建一个带有单个容器的 Pod并创建一个名为scrap-volume 的卷这将在容器内创建/scratch目录。
Volume Types (卷类型)
您可以使用多种类型来定义卷每种类型都有其优点和缺点。有些是本地的还有许多利用基于网络的资源。
在 GCE 或 AWS 中您可以使用GCEpersistentDisk或awsElasticBlockStore类型的卷这允许您在 Pod 中挂载 GCE 和 EBS 磁盘假设您已经设置了帐户和权限。
emptyDir和hostPath卷易于使用。如前所述 emptyDir是一个空目录当 Pod 终止时该目录会被删除但会在容器重新启动时重新创建。hostPath卷从主机节点文件系统挂载资源。资源可以是目录、文件套接字、字符或块设备。这些资源必须已存在于要使用的主机上。有两种类型 DirectoryOrCreate和FileOrCreate它们在主机上创建资源并在资源不存在时使用它们。
NFS网络文件系统和 iSCSI互联网小型计算机系统接口是多读卡器场景的直接选择。
用于块存储的 rbd 或 CephFS 和 GlusterFS如果在 Kubernetes 集群中可用可以是满足多个写入器需求的不错选择。
除了我们刚刚提到的卷类型之外还有许多其他可能的卷类型并且还会添加更多azureDisk、azureFile、csi、downwardAPI、fc光纤通道、flocker、gitRepo、local、projected、portworxVolume、quobyte、scaleIO、secret、storageos、vsphereVolume、permanentVolumeClaim、CSIPersistentVolumeSource等
CSI 允许更大的灵活性和解耦插件而无需编辑核心 Kubernetes 代码。它是作为未来公开任意插件的标准而开发的。
Shared Volume Example (共享卷)
以下 YAML 文件创建一个 pod exampleA其中包含两个容器两个容器都可以访问共享卷
您可以轻松使用emptyDir或hostPath因为这些类型不需要任何额外的设置并且可以在您的Kubernetes集群中工作。
请注意一个容器 ( betacont ) 进行写入而另一个容器 ( alphacont ) 可以立即访问数据。没有什么可以阻止容器覆盖对方的数据。锁定或版本控制注意事项必须成为容器化应用程序的一部分以避免损坏。
