在 Kubernetes 中,PV(持久卷)和 PVC(持久卷声明)之间的关系是一种动态匹配和绑定关系,用于实现 Pod 与存储资源的解耦。
一、概念介绍
1.1 PV(持久卷):
- PV 是集群中的一块网络存储,它独立于 Pod 存在。PV 可以是各种存储系统,如云提供商的存储、NFS、iSCSI、本地存储等。
- 管理员负责创建 PV,并配置其细节,如容量、访问模式(ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany)、存储类别等。
- PV 有自己的生命周期,它的状态包括可用(Available)、绑定(Bound)、释放(Released)、回收(Retained)等状态。
1.2 PVC(持久卷声明):
- PVC 是对 PV 的请求,它定义了 Pod 对存储的需求。在创建 Pod 时,可以通过 PVC 来请求存储资源。
- PVC 可以指定所需的存储容量、访问模式等参数,但通常不需要指定具体的 PV,而是通过标签选择器来动态匹配 PV。
- PVC 的存在使得 Pod 与具体的存储实现解耦,提高了可移植性。
1.3 关系:
- PVC 与 PV 之间是一种声明与提供的关系。PVC 声明了对存储资源的需求,而 PV 则是提供这些资源的实际载体。
- 当 PVC 被创建时,Kubernetes 会尝试将其与满足其要求的 PV 进行绑定。匹配的过程是根据 PVC 的标签选择器和 PV 的标签进行匹配,只有匹配成功的 PV 才能被绑定到 PVC。
- 一旦绑定成功,Pod 可以通过 PVC 访问 PV 提供的存储资源。
- 如果没有合适的 PV 可以绑定,PVC 将处于 Pending 状态,直到有合适的 PV 可用为止。
总之,PV 和 PVC 之间的关系是一种动态的匹配和绑定关系,它们使得 Pod 与存储资源的具体实现解耦,提高了灵活性和可移植性。
二、示例介绍
下面通过一个简单的示例来说明 PV 和 PVC 的关系。
假设我们有一个 Kubernetes 集群,并且我们想要创建一个 Pod,这个 Pod 需要使用一个持久卷来存储数据。我们将按照以下步骤进行操作:
2.1 创建 PV(持久卷):
首先,我们需要创建一个 PV,它可以是任何一种存储系统,比如 NFS。
ruby
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: example-pv
spec:
capacity:
storage: 1Gi
volumeMode: Filesystem
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
nfs:
path: /path/to/nfs/volume
server: nfs-server-ip
2.2 创建 PVC(持久卷声明):
接下来,我们创建一个 PVC,用于声明对 PV 的需求。
ruby
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: example-pvc
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 1Gi
2.3 Pod 使用 PVC:
最后,我们创建一个 Pod,并将 PVC 与 Pod 关联起来,以便 Pod 可以访问 PV 提供的存储资源。
ruby
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: example-pod
spec:
containers:
- name: example-container
image: nginx
volumeMounts:
- name: data
mountPath: /data
volumes:
- name: data
persistentVolumeClaim:
claimName: example-pvc
2.4 总结
在这个示例中,创建了一个 PV,它代表了一个 NFS 挂载点,然后创建了一个 PVC,声明了对 1GB 存储的需求。
最后,创建了一个 Pod,并将 PVC 与 Pod 关联起来,Pod 可以通过 PVC 访问 PV 提供的存储资源。
这样,PV 和 PVC 就建立了关系,Pod 可以使用 PVC 来访问持久卷提供的存储空间。
三、项目示例
假设我们有一个需求:我们想在 Kubernetes 中运行一个 WordPress 应用程序,并且希望 WordPress 的数据持久化存储在一个持久卷中。
3.1 创建 PV(持久卷):
首先,我们创建一个 PV,用于存储 WordPress 的数据。
ruby
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: wordpress-pv
spec:
capacity:
storage: 5Gi
volumeMode: Filesystem
accessModes:
- ReadWriteOnce
hostPath:
path: /mnt/data
在这个示例中,我们使用了 hostPath 来定义一个本地存储的 PV。
3.2 创建 PVC(持久卷声明):
然后,我们创建一个 PVC,用于声明对 PV 的需求。
ruby
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: wordpress-pvc
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 5Gi
3.3 部署 WordPress Pod:
最后,我们创建一个 WordPress 的 Deployment,并将 PVC 与 Deployment 关联起来。
ruby
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: wordpress
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: wordpress
template:
metadata:
labels:
app: wordpress
spec:
containers:
- name: wordpress
image: wordpress:latest
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- name: wordpress-persistent-storage
mountPath: /var/www/html
volumes:
- name: wordpress-persistent-storage
persistentVolumeClaim:
claimName: wordpress-pvc
在这个示例中,创建了一个 Deployment 来运行 WordPress,将 PVC 与 Deployment 关联起来,并将 PVC 中的持久卷挂载到 WordPress 容器的
/var/www/html
目录下。
通过这个示例,我们可以看到 PV 和 PVC 的关系:PVC 声明了对持久卷的需求,而 PV 则提供了实际的存储资源。Pod 使用 PVC 来访问 PV 提供的存储资源,从而实现了数据持久化。
四、拓展
部署 WordPress 在 Kubernetes 上完整的步骤:
4.1 创建 MySQL 数据库
首先,我们需要创建一个 MySQL 数据库,WordPress 需要一个数据库来存储数据。
ruby
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: mysql-secret
type: Opaque
data:
mysql-root-password: base64_encoded_password
mysql-password: base64_encoded_password
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: mysql-pv-claim
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 1Gi
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: mysql
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: mysql
template:
metadata:
labels:
app: mysql
spec:
containers:
- name: mysql
image: mysql:5.7
env:
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
valueFrom:
secretKeyRef:
name: mysql-secret
key: mysql-root-password
- name: MYSQL_PASSWORD
valueFrom:
secretKeyRef:
name: mysql-secret
key: mysql-password
ports:
- containerPort: 3306
volumeMounts:
- name: mysql-persistent-storage
mountPath: /var/lib/mysql
volumes:
- name: mysql-persistent-storage
persistentVolumeClaim:
claimName: mysql-pv-claim
4.2 创建 WordPress
接下来,我们需要创建 WordPress 应用程序,并连接到 MySQL 数据库。
ruby
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: wordpress-pv-claim
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 1Gi
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: wordpress
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: wordpress
template:
metadata:
labels:
app: wordpress
spec:
containers:
- name: wordpress
image: wordpress:latest
env:
- name: WORDPRESS_DB_HOST
value: "mysql:3306"
- name: WORDPRESS_DB_NAME
value: "wordpress"
- name: WORDPRESS_DB_USER
value: "root"
- name: WORDPRESS_DB_PASSWORD
valueFrom:
secretKeyRef:
name: mysql-secret
key: mysql-password
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- name: wordpress-persistent-storage
mountPath: /var/www/html
volumes:
- name: wordpress-persistent-storage
persistentVolumeClaim:
claimName: wordpress-pv-claim
4.3 创建 Service
最后,我们需要创建 Service 来公开 WordPress 应用程序。
ruby
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: wordpress
spec:
selector:
app: wordpress
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
type: LoadBalancer
以上步骤创建了一个 WordPress 应用程序,并将其连接到一个 MySQL 数据库。
WordPress 的数据和 MySQL 的数据都被持久化存储。
最后,通过 Service,WordPress 应用程序可以通过外部 IP 地址访问。