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news 2025/8/22 3:07:14

网站抓取qq,网络推广工作,建旅游网站的意义,个人养老保险app下载前言： 在Kubernetes系统中，将对容器应用所需的存储资源抽象为存储卷（Volume）。Volume是与Pod绑定的（独立于容器）与Pod具有相同生命周期的资源对象。可以将Volume的内容理解为目录或文件，容器…

前言：

在Kubernetes系统中，将对容器应用所需的存储资源抽象为存储卷（Volume）。Volume是与Pod绑定的（独立于容器）与Pod具有相同生命周期的资源对象。

可以将Volume的内容理解为目录或文件，容器如需使用某个Volume，则仅需设置volumeMounts将一个或多个Volume挂载为容器中的目录或文件，即可访问Volume中的数据。

1 将资源对象映射为存储卷

在Kubernetes中有一些资源对象可以以存储卷的形式挂载为容器内的目录或文件，目前包括ConfigMap、Secret、Downward API、 ServiceAccountToken、Projected Volume。

1.1 ConfigMap

ConfigMap可以用作命令行参数、环境变量、作为文件或目录直接挂载。

1 基本使用

ConfigMap主要保存应用程序所需的配置文件，然后在容器中通过volumeMounts将ConfigMap类型的 Volume挂载到/configfiles目录下。

1）configmap.yaml

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:name: appconfig
data:key-serverxml: |<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>......key-loggingproperities: "handles......\r\n\r\n"

2）pod挂载

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: test-pod
spec:containers:- name: test-containerimage: nginxcommand: ["/bin/sh","-c","sleep 36000"]ports:-containerPort:8088volumeMounts:- name: config-volumemountPath: /configfilesvolumes:- name: config-volumeconfigMap:name: appconfigitems:- key: key-serverxmlpath: server.xml- key: key-loggingproperitiespath: logging.propertiesrestartPolicy: Never

在Pod成功创建之后，进入容器内查看，可以看到在/configfiles目录下存在server.xml和logging.properties文件。

2 创建ConfigMap

可以使用 kubectl create configmap 从文件、目录或者 key-value 字符串创建等创建 ConfigMap。也可以通过 kubectl create -f从描述文件创建。

1）key-value 字符串创建

kubectl create configmap special-config --from-literal=special.how=very

创建了一个名为special-config，拥有一条key为special.how，value为very的键值对数据。

2）从env文件创建

echo -e "a=b\nc=d" | tee config.env
kubectl create configmap special-config --from-env-file=config.env

从一个env文件读取键值对，然后存入一个名为special-config的ConfigMap中。

3）从目录创建

kubectl create configmap special-config --from-file=config/

4）从yaml文件

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:name: appconfig
data:key-serverxml: |<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>......key-loggingproperities: "handles......\r\n\r\n"

1.2 secret

k8s secrets用于存储和管理一些敏感数据，比如密码，token，密钥等敏感信息。它把 Pod 想要访问的加密数据存放到 Etcd 中。然后用户就可以通过在 Pod 的容器里挂载 Volume 的方式或者环境变量的方式访问到这些 Secret 里保存的信息了。

1 创建Secret

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:name: mysecret
type:Opaque
data:username:dmfsdYUUrpassword:dmfsdYUUr

注：data域各子域的值必须为BASE64编码值。

2 使用

可以通过下面三种方式使用它：

1）创建Pod时，通过为Pod指定Service Account来自动使用该 Secret。

2）通过挂载该Secret到Pod的Volume来使用它。

3）在 Docker 镜像下载时使用，通过指定 Pod 的 spc.ImagePullSecrets来使用它。

1）方式一主要用在API Server鉴权方面

Service Account也是一种账号，但它并不是给Kubernetes集群的用户（系统管理员、运维人员、租户用户等）用的，而是给运行在Pod 里的进程用的，它为Pod里的进程提供了必要的身份证明。一个Service Account可以包括多个Secret对象：

2）方式二——将一个Secret通过挂载的方式添加到Pod的Volume中

3）方式三

a. 运行login命令，登录私有Registry： docker login localhost:5000

输入用户名和密码，如果是第1次登录系统，则会创建新用户，相关信息被会写入~/.dockercfg文件中。

b. 用BASE64编码dockercfg的内容： cat ~/.dockercfg | base64

c. 将上一步命令的输出结果作为Secret的data.dockercfg域的内容，由此来创建一个Secret

d. 在创建Pod时引用该Secret

1.3 Downward API

通过Downward API可以将Pod或Container的某些元数据信息（例如Pod名称、Pod IP、Node IP、Label、Annotation、容器资源限制等）以文件的形式挂载到容器内，供容器内的应用使用。

什么是Downward API？

Kubernetes在成功创建 Pod之后，会为Pod和容器设置一些额外的信息，例如Pod级别的Pod名称、Pod IP、Node IP、Label、Annotation、容器级别的资源限制等。

为了在容器内获取Pod级别的这些信息，Kubernetes提供了Downward API机制来将Pod和容器的某些元数据信息注入容器环境内，供容器应用方便地使用。

目前常用的两种元数据注入方式：

（1）环境变量：将Pod或Container信息设置为容器内的环境变量。

1）将Pod信息设置为容器内的环境变量

2）将Container信息设置为容器内的环境变量

（2）Volume挂载：将Pod或Container信息以文件的形式挂载到容器内部。

1）pod信息挂载

# dapi-volume.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: kubernetes-downwardapi-volume-examplelabels: zone: us-est-coastcluster: test-clusterrack: rack-22annotations:build: twobuilder: john-doe
spec: containers:- name: client-containerimage: busyboxcommand: ["sh","-c"]args: - while true; doif [[ -e /etc/podinfo/labels ]]; thenecho -en '\n\n'; /etc/podinfo/labels; fi;if [[ -e /etc/podinfo/annotations ]]; thenecho -en '\n\n'; /etc/podinfo/annotations; fi;sleep 5;done;volumeMounts: - name: podinfomountPath: /etc/podinfovolumes: - name: podinfodownwardAPI: items: - path: "labels"fieldRef: fieldPath: metadata.labels- path: "annotations"fieldRef: fieldPath: metadata.annotations

在Pod的volumes字段中使用Downward API的方法：通过fieldRef字段设置需要引用Pod的元数据信息，将其设置到volume的items中。系统将在容器内的/etc/podinfo目录下生成labelsannotations两个文件。

通过fieldRef设置的元数据如下：

◎ metadata.name：Pod名称。

◎ metadata.namespace：Pod所在的命名空间名称。

◎ metadata.uid：Pod的UID，从Kubernetes 1.8.0-alpha.2版本开始支持。

◎ metadata.labels：Pod的Label列表，每个Label都以key为文件名，value为文件内容，每个Label各占一行。

◎ metadata.namannotations ： Pod 的 Annotation 列表，每个 Annotation都以key为文件名，value为文件内容，每个Annotation各占一行。

2）container信息挂载

#  dapi-volume-resources.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata: name: kubernetes-downwardapi-volume-example-2
spec: containers: - name: client-containerimage: busyboxcommand: ["sh","-c"]args: - while true; doecho -en '\n';if [[ -e /etc/podinfo/cpu_limit ]]; thenecho -en '\n'; cat /etc/podinfo/cpu_limit; fi;if [[ -e /etc/podinfo/cpu_request ]]; thenecho -en '\n'; cat /etc/podinfo/cpu_request; fi;if [[ -e /etc/podinfo/mem_limit ]]; thenecho -en '\n'; cat /etc/podinfo/mem_limit; fi;if [[ -e /etc/podinfo/mem_request ]]; thenecho -en '\n'; cat /etc/podinfo/mem_request; fi;  sleep 5;done;resources: requests: memory: "32Mi"cpu: "125m"limits: memory: "64Mi"cpu: "250m"volumeMounts: - name: podinfomountPath: /etc/podinfovolumes: - name: podinfodownwardAPI: items: - path: "cpu_limit"resourceFieldRef: containerName: client-containerresource: limits.cpudivisor: 1m- path: "cpu_request"resourceFieldRef: containerName: client-containerresource: requests.cpudivisor: 1m - path: "mem_limit"resourceFieldRef: containerName: client-containerresource: limits.memorydivisor: 1Mi- path: "mem_request"resourceFieldRef: containerName: client-containerresource: requests.memorydivisor: 1Mi

1.4 Projected Volume

Projected Volume是一种特殊的存储卷类型，用于将一个或多个上述资源对象（ConfigMap、Secret、Downward API）一次性挂载到容器内的同一个目录下。

2 Node本地存储卷

Kubernetes管理的Node本地存储卷（Volume）的类型如下：

◎ EmptyDir：与Pod同生命周期的Node临时存储。

◎ HostPath：Node目录。

◎ Local：基于持久卷（PV）管理的Node目录，详见下节的说明。

2.1 EmptyDir

在Pod被调度到Node时进行创建，在初始状态下目录中是空的，所以命名为“空目录”（Empty Directory），它与Pod具有相同的生命周期。

在默认情况下， kubelet 会在 Node 的工作目录下为 Pod 创建 EmptyDir目录，这个目录的存储介质可能是本地磁盘、SSD磁盘或者网络存储设备，取决于环境的配置。

EmptyDir 可以通过 medium 字段设置存储介质为 “Memory”，表示使用基于内存的文件系统（tmpfs、RAM-backed filesystem）。虽然tmpfs的读写速度非常快，但与磁盘中的目录不同，在主机重启之后，tmpfs的内容就会被清空。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: volume-emptydirnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports:- containerPort: 80volumeMounts:- name: logs-volumemountPath: /var/log/nginx- name: busyboximage: busybox:1.30command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"]volumeMounts:- name: logs-volumemountPath: /logsvolumes:- name: logs-volumeemptyDir: {}

2.2 HostPath

HostPath类型的存储卷用于将Node文件系统的目录或文件挂载到容器内部使用。对于大多数容器应用来说，都不需要使用宿主机的文件系统。

HostPath存储卷的主要配置参数为path，设置为宿主机的目录或文件路径；还可以设置一个可选的参数type，表示宿主机路径的类型。

3 持久卷（Persistent Volume）

在Kubernetes中，对存储资源的管理方式与计算资源（CPU/内存）截然不同。Kubernetes从1.0版本开始就引入了Persistent Volume（PV）和Persistent Volume Claim（PVC）两个资源对象来实现存储管理子系统。

PV（持久卷）是对存储资源的抽象，将存储定义为一种容器应用可以使用的资源。PV由管理员创建和配置，通过插件式的机制进行管理，供应用访问和使用。

PVC则是用户对存储资源的一个申请。就像Pod消耗Node的资源一样，PVC消耗PV资源。PVC可以申请存储空间的大小（size）和访问模式（例如ReadWriteOnce、ReadOnlyMany或ReadWriteMany）。

使用PVC满足不了现在的资源需求时，Kubernetes从1.4 版本开始引入了一个新的资源对象StorageClass，用于标记存储资源的特性和性能等；Kubernetes从1.9版本开始引入容器存储接口Container Storage Interface（CSI）机制，目标是在Kubernetes和外部存储系统之间建立一套标准的存储管理接口。

3.1 PV与PVC工作原理

PV 和 PVC 之间的交互过程有着自己的生命周期，这个生命周期分为5个阶段：

供应(Provisioning)：即 PV 的创建，可以直接创建 PV（静态方式），也可以使用 StorageClass（动态方式）；
绑定（Binding）：将 PV 分配给 PVC；
使用（Using）：Pod 通过 PVC 使用该 Volume；
释放（Releasing）：Pod 释放 Volume 并删除 PVC；
回收（Reclaiming）：回收 PV，可以保留 PV 以便下次使用，也可以直接从云存储中删除；

根据上述的5个阶段，存储卷的存在下面的 4 种状态：

Available：可用状态，处于此状态表明 PV 以及准备就绪了，可以被 PVC 使用了；
Bound：绑定状态，表明 PV 已被分配给了 PVC；
Released：释放状态，表明 PVC 解绑 PV，但还未执行回收策略；
Failed：错误状态，表明 PV 发生错误；

资源供应的两种模式：

静态模式：集群管理员预先创建许多PV，在PV的定义中能够体现存储资源的特性。
动态模式：集群管理员无须预先创建 PV ，而是通过 StorageClass的设置对后端存储资源进行描述，标记存储的类型和特性。用户通过创建PVC对存储类型进行申请，系统将自动完成PV的创建及与PVC的绑定。

资源回收：
用户在使用存储资源完毕后，可以删除PVC。与该PVC绑定的PV 将被标记为“已释放”，但还不能立刻与其他PVC绑定。通过之前PVC 写入的数据可能还被留在存储设备上，只有在清除这些数据之后，该 PV才能再次使用。可以设置 3种回收策略：

Retain -- 持久化卷被释放后，仍保留数据，需要手工进行回收操作；
Recycle -- 回收空间，删除 PVC 后，执行基础擦除命令 rm-rf /thevolume/* （NFS、HostPath 存储支持）；
Delete -- 删除 PVC 后，会删除与 PV 相关的存储数据（AWSEBS、GCE PD 存储支持）；

资源扩容：

如需扩容PVC，则首先需要在PVC对应的StorageClass定义中设置allowVolumeExpansion=true。对 PVC 进行扩容操作时，只需修改 PVC 的定义，将 resources.requests.storage设置为一个更大的值即可。

3.2 PV

PV作为对存储资源的定义，主要涉及存储能力、访问模式、存储类型、回收策略、后端存储类型等关键信息的设置。

声明PV格式如下：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv1
spec:capacity: #容量storage: 5Gi volumeMode: Filesystem #存储卷模式accessModes: #访问模式- ReadWriteOncepersistentVolumeReclaimPolicy: Recycle  #持久化卷回收策略storageClassName: slow   #存储类mountOptions: #挂接选项- hard- nfsvers=4.1nfs:path:/tmpserver:172.17.0.2

1）PV支持设置字段介绍：

Capacity 存储的特性，当前只支持通过capacity指定存储大小，未来会支持IOPS，吞吐量等指标
VolumeMode 存储卷的类型，默认为filesystem，如果是块设备指定为block
storageClassName指定静态StorageClass的名称，支持类型见附录三
Reclaim Policy 回收策略，支持Retain保留，Recycle回收，DELETE删除
Mount Options 挂载选项，支持管理员定义不同的挂载选项
AccessMode 访问模式，指定node的挂载方式，支持ReadWriteOnce读写挂载一次，ReadOnlyMany多个节点挂载只读模式，ReadWriteMany多个节点挂载读写模式。

2）挂载选项：

Kubernetes不会对挂载选项进行验证，如果设置了错误的挂载选项，则挂载将会失败。目前，以下PV类型支持设置挂载参数：

AWSElasticBlockStore、AzureDisk、AzureFile、CephFS、Cinder (OpenStack block storage)、GCEPersistentDisk、Glusterfs、NFS、Quobyte Volumes、RBD (Ceph Block Device)、StorageOS、VsphereVolume、iSCSI

3）亲和性Node Affinity：

PV可以设置节点亲和性来限制只能通过某些Node访问Volume，可以在PV定义的nodeAffinity字段中进行设置。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv
spec:capacity:storage: 5GiaccessModes:- ReadWriteOncepersistentVolumeReclaimPolicy: DeletestorageClassName: local-storagelocal:path: /mnt/disks/ssd1nodeAffinity:required:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: Invalues:- my-node

4）创建一个loacl PV的案例

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: example-pv
spec:capacity:storage: 5GivolumeMode: FilesystemaccessModes:- ReadWriteOncepersistentVolumeReclaimPolicy: DeletestorageClassName: local-storagelocal:path: /mnt/disks/vol1nodeAffinity:required:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: Invalues:- k8s-node01

3.3 PVC

PVC作为用户对存储资源的需求申请，主要涉及存储空间请求、访问模式、PV选择条件和存储类别等信息的设置。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: pvc1
spec:accessModes: #访问模式- ReadWriteOncevolumeMode: Filesystem #存储卷模式resources: #资源requests:storage: 8GistorageClassName: slow #存储类selector: #选择器matchLabels:release: "stable"matchExpressions: #匹配表达式- {key: environment, operator: In, values: [dev]}

PVC设置的存储卷模式应该与PV 存储卷模式相同，以实现绑定；如果不同，则可能出现不同的绑定结果：

3.4 POD使用PVC

系统在Pod所在的命名空间中找到其配置的PVC，然后找到PVC绑定的后端PV，将PV存储挂载到Pod所在Node的目录下，最后将Node的目录挂载到Pod的容器内。

需要在YAML配置中设置PVC类型的 Volume，然后在容器中通过volumeMounts.mountPath设置容器内的挂载目录。

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:name: mypod
spec:containers:- name: nginximage: nginxvolumeMounts: - mountPath: "/var/www/html"name: mypd                # 挂载的存储卷的名称volumes: - name: mypdpersistentVolumeClaim: claimName: myclaim  # PVC名称

3.5 StorageClass详解

当PVC越来越多时，手动创建PV效率显得太慢。所以推出自动创建PV的StorageClass。

在这里插入图片描述

StorageClass对象会定义下面两部分内容:

PV的属性。比如,存储类型,Volume的大小等。
创建这种PV需要用到的存储插件。

kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
metadata:name: standard
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
parameters:type: gp2
reclaimPolicy: Retain
allowVolumeExpansions:true
mountOptions:- debug
volumeBindingMode:Immeidate

Provisioner）描述存储资源的提供者，用于提供具体的PV资源。
Reclaim Policy）通过动态资源供应模式创建的PV将继承在StorageClass资源对象上设置的回收策略。
Mount Options）通过StorageClass资源对象的mountOptions字段，系统将为动态创建的PV设置挂载选项。
Mount Options）通过StorageClass资源对象的mountOptions字段，系统将为动态创建的PV设置挂载选项。
Volume Binding Mode） StorageClass资源对象的volumeBindingMode字段设置用于控制何时将PVC与动态创建的PV绑定。目前支持的绑定模式包括Immediate和 WaitForFirstConsumer。默认值为 mmediate ，表示当一个PersistentVolumeClaim（PVC）创建出来时，就动态创建PV并进行 PVC与PV的绑定操作。
Parameters）后端存储资源提供者的参数设置，不同的Provisioner可能提供不同的参数设置。

附录

1 Volume类型

K8S自身资源对象映射为容器内的目录或文件：

◎ ConfigMap：应用配置。
◎ Secret：加密数据。
◎ DownwardAPI：Pod或Container的元数据信息。
◎ ServiceAccountToken：Service Account中的token数据。
◎ Projected Volume：一种特殊的存储卷类型，用于将一个或多个上述资源对象一次性挂载到容器内的同一个目录下。

本地存储卷：
◎ EmptyDir：临时存储。
◎ HostPath：宿主机目录。

PV持久卷和网络存储卷：
◎ CephFS：一种开源共享存储系统。
◎ Cinder：一种开源共享存储系统。
◎ CSI：容器存储接口（由存储提供商提供驱动程序和存储管理程序）。
◎ FC（Fibre Channel）：光纤存储设备。
◎ FlexVolume：一种基于插件式驱动的存储。
◎ Flocker：一种开源共享存储系统。
◎ Glusterfs：一种开源共享存储系统。
◎ iSCSI：iSCSI存储设备。
◎ Local：本地持久化存储。
◎ NFS：网络文件系统。
◎ PersistentVolumeClaim：简称PVC，持久化存储的申请空间。
◎ Portworx Volumes：Portworx提供的存储服务。
◎ Quobyte Volumes：Quobyte提供的存储服务。
◎ RBD（Ceph Block Device）：Ceph块存储。

公有云提供的存储卷类型如下：
◎ AWSElasticBlockStore ： AWS 公有云提供的 Elastic BlockStore。
◎ AzureDisk：Azure公有云提供的Disk。
◎ AzureFile：Azure公有云提供的File。
◎ GCEPersistentDisk：GCE公有云提供的Persistent Disk。

2 StorageClass存储参数

常见存储提供商（Provisioner）提供的StorageClass存储参数示例。

1）AWSElasticBlockStore存储卷

可以配置的参数如下（详细说明请参考AWSElasticBlockStore文档）。

◎ type：可选项为io1、gp2、sc1、st1，默认值为gp2。

◎ iopsPerGB：仅用于io1类型的Volume，意为每秒每GiB的I/O 操作数量。

◎ fsType：文件系统类型，默认值为ext4。

◎ encrypted：是否加密。

◎ kmsKeyId：加密时使用的Amazon Resource Name。

2）GCEPersistentDisk存储卷

可以配置的参数如下（详细说明请参考GCEPersistentDisk文档）。

◎ type：可选项为pd-standard、pd-ssd，默认值为pd-standard。

◎ fsType：文件系统类型，默认值为ext4。

◎ replication-type：复制类型，可选项为none、regional-pd，默认值为none。

3）GlusterFS存储卷

可以配置的参数如下（详细说明请参考GlusterFS和Heketi的文档）。

◎ resturl：Gluster REST服务（Heketi）的URL地址，用于自动完成GlusterFSvolume的设置。

◎ restauthenabled：是否对Gluster REST服务启用安全机制。

◎ restuser：访问Gluster REST服务的用户名。

◎ restuserkey：访问Gluster REST服务的密码。

◎ secretNamespace和secretName：保存访问Gluster REST服务密码的Secret资源对象名。

◎ clusterid：GlusterFS的Cluster ID。

◎ gidMin和gidMax：StorageClass的GID范围，用于动态资源供应时为PV设置的GID。

◎ volumetype ：设置 GlusterFS 的内部 Volume 类型，例如 replicate：3（Replicate类型，3份副本）；disperse：4：2（Disperse类型，数据4份，冗余两份）；none（Distribute类型）。

4）Local存储卷

3 PV类型

◎ AWSElasticBlockStore：AWS公有云提供的ElasticBlockStore。

◎ AzureFile：Azure公有云提供的File。

◎ AzureDisk：Azure公有云提供的Disk。

◎ CephFS：一种开源共享存储系统。

◎ FC（Fibre Channel）：光纤存储设备。

◎ FlexVolume：一种插件式的存储机制。

◎ Flocker：一种开源共享存储系统。

◎ GCEPersistentDisk：GCE公有云提供的PersistentDisk。

◎ Glusterfs：一种开源共享存储系统。

◎ HostPath：宿主机目录，仅用于单机测试。

◎ iSCSI：iSCSI存储设备。

◎ Local：本地存储设备，目前可以通过指定块（Block）设备提供Local PV，或通过社区开发的sig-storage-local-static-provisioner插件（ https://github.com/kubernetes-sigs/sig-storage-local-static-provisioner ）来管理Local PV的生命周期。

◎ NFS：网络文件系统。

◎ Portworx Volumes：Portworx提供的存储服务。

◎ Quobyte Volumes：Quobyte提供的存储服务。

◎ RBD（Ceph Block Device）：Ceph块存储。

◎ ScaleIO Volumes：DellEMC的存储设备。

◎ StorageOS：StorageOS提供的存储服务。

◎ VsphereVolume：VMWare提供的存储系统。

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http://www.lbrq.cn/news/2789551.html