k8s持久化存储(NFS-StorageClass)

一、StatefulSet由以下几个部分组成：

用于定义网络标志（DNS domain）的Headless Service
用于创建PersistentVolumes的volumeClaimTemplates
定义具体应用的StatefulSet

二、StatefulSet 特点

StatefulSet 适用于有以下某个或多个需求的应用：

稳定，唯一的网络标志。
稳定，持久化存储。
有序，优雅地部署和 scale。
有序，优雅地删除和终止。
有序，自动的滚动升级。

三、什么是StorageClass

StatefulSet是为了解决有状态服务的问题（对应Deployments和 ReplicaSets是为无状态服务而设计），其应用场景包括：

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
稳定的网络标志，即Pod重新调度后其PodName和HostName不变，基于Headless Service（即没有Cluster IP的Service）来实现
有序部署，有序扩展，即Pod是有顺序的，在部署或者扩展的时候要依据定义的顺序依次依次进行（即从0到N-1，在下一个Pod运行之前所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态），基于init containers来实现
有序收缩，有序删除（即从N-1到0）

StorageClass是一个存储类，通过创建StorageClass可以动态生成一个存储卷，供k8s用户使用。使用StorageClass可以根据PVC动态的创建PV，减少管理员手工创建PV的工作。

四、StorageClass部署流程

要使用 StorageClass，我们就得安装对应的自动配置程序，比如我们这里存储后端使用的是 nfs，那么我们就需要使用到一个 nfs-client 的自动配置程序，我们也叫它 Provisioner，这个程序使用我们已经配置好的 nfs 服务器，来自动创建持久卷，也就是自动帮我们创建 PV。

搭建StorageClass+NFS,大致有以下几个步骤:

1.创建一个可用的NFS Serve

2.创建Service Account.这是用来管控NFS provisioner在k8s集群中运行的权限

3.创建StorageClass.负责建立PVC并调用NFS provisioner进行预定的工作,并让PV与PVC建立管理

4.创建NFS provisioner.有两个功能,一个是在NFS共享目录下创建挂载点(volume),另一个则是建了PV并将PV与NFS的挂载点建立关联

五、部署步骤

1）部署NFS

在所有节点中执行：

bash 复制代码

yum -y install nfs-utils rpcbind
systemctl enable rpcbind && systemctl start nfs
systemctl enable nfs-server && systemctl start rpcbind

2)创建共享目录

bash 复制代码

# 创建共享目录
mkdir /home/data
# 设置环境变量
vi /etc/exports
# 添加以下内容
/home/data *(insecure,rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)
# 重启服务
 systemctl restart nfs

3）创建目录

bash 复制代码

添加nfs-subdir-external-provisioner仓库
helm repo add nfs-subdir-external-provisioner https://kubernetes-sigs.github.io/nfs-subdir-external-provisioner
#查看nfs-subdir-external-provisioner所有版本
helm search repo nfs-subdir-external-provisioner --versions
#拉取文件
helm install my-nfs-subdir-external-provisioner nfs-subdir-external-provisioner/nfs-subdir-external-provisioner --version 4.0.17
#如果下载有问题直接下载tgz包
https://github.com/kubernetes-sigs/nfs-subdir-external-provisioner/releases/download/nfs-subdir-external-provisioner-4.0.17/nfs-subdir-external-provisioner-4.0.17.tgz
#编辑values配置文件
vi nfs-subdir-external-provisioner/values.yaml
修改如下参数

replicaCount: 3 # 第1行，副本个数，根据自身需求设置，建议3个
image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/xngczl/nfs-subdir-external-provisione
repository: # 第5行，设置镜像仓库
tag: v4.0.0 # 第6行，镜像版本
nfs:
server: 192.168.100.15 # 第11行，nfs server端地址
path: /home/data # 第12行，nfs目录
storageClass:
defaultClass: true # 第27行，设置为默认存储类，如果不设置，使用存储类时需要指定
name: nfs-storage # 第31行，设置存储类资源名称

4）创建namespace

bash 复制代码

kubectl create namespace nfs-storage

5）安装nfs-subdir-external-provisioner

bash 复制代码

[root@master1 ~]# helm install nfs-subdir-external-provisioner nfs-subdir-external-provisioner -n nfs-storage
NAME: nfs-subdir-external-provisioner
LAST DEPLOYED: Fri Dec 29 19:44:31 2023
NAMESPACE: nfs-storage
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None

6）查看pod状态

bash 复制代码

[root@master1 ~]# kubectl get pod -n nfs-storage
NAME                                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nfs-subdir-external-provisioner-6b48cd99bc-hvgqx   1/1     Running   0          9s
nfs-subdir-external-provisioner-6b48cd99bc-k9ph5   1/1     Running   0          9s
nfs-subdir-external-provisioner-6b48cd99bc-kcrf4   1/1     Running   0          9s

7）测试

yaml 复制代码

vim test-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: test-pvc
spec:
  storageClassName: nfs-storage # 指定存储类，如果设置了默认，可以去掉
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Mi

#创建pvc，会自动相应的pv
kubectl apply -f test-pvc.yaml -n nfs-storage
#查看pvc和pv是否创建
[root@master1 ~]# kubectl get pvc,pv -n nfs-storage
NAME                             STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
persistentvolumeclaim/test-pvc   Bound    pvc-98c9cdeb-6519-4c8e-a147-61472fb06959   1Mi        RWX            nfs-storage    96s

NAME                                                        CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                  STORAGECLASS   REASON   AGE
persistentvolume/pvc-98c9cdeb-6519-4c8e-a147-61472fb06959   1Mi        RWX            Delete           Bound    nfs-storage/test-pvc   nfs-storage             96s

六、关于StorageClass回收策略对数据的影响

第一种：

bash 复制代码

# 配置
   archiveOnDelete: "false"  
   reclaimPolicy: Delete   #默认没有配置,默认值为Delete
#结果
1.pod删除重建后数据依然存在,旧pod名称及数据依然保留给新pod使用
2.sc删除重建后数据依然存在,旧pod名称及数据依然保留给新pod使用
3.删除PVC后,PV被删除且NFS Server对应数据被删除

第二种：

bash 复制代码

#配置
   archiveOnDelete: "false"  
   reclaimPolicy: Retain  
#结果
1.pod删除重建后数据依然存在,旧pod名称及数据依然保留给新pod使用
2.sc删除重建后数据依然存在,旧pod名称及数据依然保留给新pod使用
3.删除PVC后,PV不会别删除,且状态由Bound变为Released,NFS Server对应数据被保留
4.重建sc后,新建PVC会绑定新的pv,旧数据可以通过拷贝到新的PV中

第三种：

bash 复制代码

#配置
   archiveOnDelete: "ture"  
   reclaimPolicy: Retain 
#结果
1.pod删除重建后数据依然存在,旧pod名称及数据依然保留给新pod使用
2.sc删除重建后数据依然存在,旧pod名称及数据依然保留给新pod使用
3.删除PVC后,PV不会别删除,且状态由Bound变为Released,NFS Server对应数据被保留
4.重建sc后,新建PVC会绑定新的pv,旧数据可以通过拷贝到新的PV中

第四种：

bash 复制代码

#配置
  archiveOnDelete: "ture"  
  reclaimPolicy: Delete 
#结果
1.pod删除重建后数据依然存在,旧pod名称及数据依然保留给新pod使用
2.sc删除重建后数据依然存在,旧pod名称及数据依然保留给新pod使用
3.删除PVC后,PV不会别删除,且状态由Bound变为Released,NFS Server对应数据被保留
4.重建sc后,新建PVC会绑定新的pv,旧数据可以通过拷贝到新的PV中