k8sday12数据存储（1/2）

tb_first2025-08-21 7:05

目录

一、简单基本存储

1、EmptyDir

1.1概念

1.2作用

1.3配置文件

1.4测试

2、HostPath

2.1概念

2.2作用

2.3配置文件

2.4测试

①、数据共享

②、持久化存储

3、NFS

3.1概念

3.2作用

3.3NFS服务安装

①、设置主节点为NFS服务器

②、给副节点安装NFS客户端工具

3.4配置文件

3.4测试

①、数据共享

②、持久化存储

由于k8s中Pod的生命周期短暂，会被频繁的创建和销毁，容器的重启或迁移也会导致数据丢失，而有状态应用需求，如数据库、消息队列等需要持久化存储，确保数据在容器生命周期之外依然存在，方便用户调用，为了实现持久化保存数据，k8s引入Volume实现同一个Pod中的不同容器的数据共享和数据持久化，即使容器重启或迁移等等都不会导致Volume数据丢失。

常见Volume类型：

  • 简单基本存储：EmptyDir、HostPath、NFS

  • 高级核心存储：PV、PVC

  • 配置存储：ConfigMap、Secret

一、简单基本存储

1、EmptyDir

1.1概念

​ EmptyDir是在Pod被分配到Node时创建的，初始内容为空，无法指定宿主机对应的文件目录，一个EmptyDir相当于一个Host的空目录，当Pod销毁时，EmptyDir的数据也会被永久删除 ，即EmptyDir只在Pod的生命周期内有效。

1.2作用

由于EmptyDir只在Pod的生命周期内有效，故不适合做持久化的数据存储，只适合做临时存储：

  • 作为临时空间，无须长久保留

  • 为同一个Pod内的不同容器实现数据共享

1.3配置文件
bash 复制代码 
  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    name: nginx-busybox-log
    namespace: default
  spec:
    containers:
    # ---------- Nginx ----------
    - name: nginx
      image: nginx:1.24.0           # 体积小、镜像拉取快
      ports:
      - containerPort: 80
      volumeMounts:
      - name: logs-volume
        mountPath: /var/log/nginx   # Nginx 默认日志目录
    # ---------- BusyBox ----------
    - name: busybox
      image: busybox:1.36.1         # 推荐稳定版本
      command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"]   # 初始命令，动态读取指定文件内容
      volumeMounts:
      - name: logs-volume
        mountPath: /logs            # BusyBox 内查看目录
    # ---------- 共享卷 ----------
    volumes:
    - name: logs-volume             # 共享卷名称
      emptyDir: {}                  # 数据卷类型，Pod 级临时目录，两容器共享
1.4测试

最终实现：每当我访问nginx，nginx会将访问的日志信息存储到/var/log/nginx目录下，而busybox可通过命令查看是否有日志生成，即实现同一个Pod中两个不同容器之间通过数据卷emptydir进行了数据共享。

bash 复制代码 
  # 创建 Pod
  # 记住要在yaml文件目录下
  kubectl create -f nginx-busybox-emptydir.yaml
  ​
  # 查看是否创建 Pod 成功
   kubectl get po nginx-busybox-log -o wide
  ​
  # 访问 nginx 
  kubectl exec nginx-busybox-log -- curl http://localhost
  ​
  #-----------------双开终端--------------------------
  # 双开终端方便查看指定容器的标准输出
  # kubectl logs -f <你创建的数据卷名称> -n <你创建数据卷指定的命名空间> -c <指定容器>
  kubectl logs -f nginx-busybox-log -c busybox
bash 复制代码 
  # 删除Pod，查看数据是否仍存在，是否仍可以进行数据共享
  kubectl delete -f nginx-busybox-emptydir.yaml
  ​
  # 验证删除成功
  kubectl get po nginx-busybox-log -o wide
  ​
  # 双开终端方便查看指定容器的标准输出
  # kubectl logs -f <你创建的数据卷名称> -n <你创建数据卷指定的命名空间> -c <指定容器>
  kubectl logs -f nginx-busybox-log -c busybox

发现数据已经不见了

2、HostPath

2.1概念

​ 当Pod销毁时，EmptyDir的数据也会被永久删除 ，即EmptyDir只在Pod的生命周期内有效。 为了实现简单的数据持久化，即简单地将数据挂载到主机上，可选择HostPath

2.2作用

HostPath就是将Node主机上的一个实际目录挂载到Pod中，提供给容器使用，最终实现即使Pod销毁，数据依然存在在Node主机。

2.3配置文件
bash 复制代码 
  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    name: nginx-busybox-log
    namespace: default
  spec:
    containers:
    # ---------- Nginx ----------
    - name: nginx
      image: nginx:1.24.0           # 体积小、镜像拉取快
      ports:
      - containerPort: 80
      volumeMounts:
      - name: logs-volume
        mountPath: /var/log/nginx   # Nginx 默认日志目录
    # ---------- BusyBox ----------
    - name: busybox
      image: busybox:1.36.1         # 推荐稳定版本
      command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"]   # 初始命令，动态读取指定文件内容
      volumeMounts:
      - name: logs-volume
        mountPath: /logs            # BusyBox 内查看目录
    # ---------- 共享卷 ----------
    volumes:
    - name: logs-volume             # 共享卷名称
      hostPath:                     # 数据卷类型
        path: /root/logs            # 保存到K8s 节点（即 Linux 虚拟机或裸机） 上的目录
        type: DirectoryOrCreate     # 目录存在就直接使用，不存在就先创建后使用
2.4测试

最终实现：每当我访问nginx，nginx会将访问的日志信息存储到K8s 节点（即 Linux 虚拟机或裸机） 上的目录（路径为path: /root/logs ），而我们可以直接去节点通过命令查看是否有日志生成，即实现将数据持久化存储到Node主机上，即使Pod删除了，数据仍存在。

①、数据共享
bash 复制代码 
  # 创建 Pod
  # 记住要在yaml文件目录下
  kubectl create -f nginx-busybox-hostpath.yaml
  ​
  # 查看是否创建 Pod 成功，并查看是创建在哪个节点
   kubectl get po nginx-busybox-log -o wide
  ​
  # 访问 nginx 
  kubectl exec nginx-busybox-log -- curl http://localhost
  ​
  #-----------------双开终端--------------------------
  # 双开终端，方便查看指定文件
  docker exec -it <你的Pod创建所在节点> bash
  # 如我的是 docker exec -it my-multi-node-cluster1-worker bash
  ​
  # 进入指定的节点路径，查看共享目录
  ls -l /root/logs
  ​
  # 查看文件日志
  tail -f /root/logs/access.log
②、持久化存储
bash 复制代码 
  # 删除Pod，查看数据是否仍存在，是否仍可以进行数据共享
  kubectl delete -f nginx-busybox-hostpath.yaml
  ​
  # 验证删除成功
  kubectl get po nginx-busybox-log -o wide
  ​
  #-----------------双开终端--------------------------
  # 双开终端，方便查看指定文件
  docker exec -it <你的Pod创建所在节点> bash
  # 如我的是 docker exec -it my-multi-node-cluster1-worker bash
  ​
  # 进入指定的节点路径，查看共享目录
  ls -l /root/logs
  ​
  # 查看文件日志是否仍然存在
  tail -f /root/logs/access.log

发现数据仍然存在

3、NFS

3.1概念

​ 虽然HostPath可以解决数据的持久化问题，但当数据存储所在的Node节点崩溃时，其内部的Pod和数据也会一并丢失，Pod此时需要转移到其他节点，需要准备单独的网络存储系统，此时可选NFS或CIFS等其他，这里只是使用NFS作为例子进行学习。

3.2作用

NFS作为一个网络文件的存储系统，我们可通过搭建一台NFS服务器，然后将Pod中的数据直接存储其中，这样即使Pod在节点上如何转移，我们只需要保证Node和NFS连接正常，数据即可正常访问。

NFS服务器一般需要备份，设置为高可用

3.3NFS服务安装
①、设置主节点为NFS服务器
bash 复制代码 
  # 获取已有节点，找到control-plane容器记下输出容器内 IP（ INTERNAL-IP ）例如 172.18.0.2
  kubectl get node -o wide
  ​
  # 进入控制面（control-plane）容器
  docker exec -it my-multi-node-cluster1-control-plane bash
  ​
  # ---- 容器内执行 ----
  # 更新并安装NFS服务
  apt update && apt install -y nfs-kernel-server
  # 创建共享目录
  mkdir -p /root/logs
  # 把共享目录权限改成 "任何人可读可写可执行"
  chmod 777 /root/logs
  # 向 /etc/exports 追加一行 导出规则
  # 当然也可以手动进入 /etc/exports 然后编辑添加规则
  echo "/root/logs *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)" >> /etc/exports
  # 重新加载 /etc/exports 并立即生效
  exportfs -rav
  # 重启 NFS 服务进程
  systemctl restart nfs-kernel-server
  # 如果不可用systemctl，可改为：
  service nfs-kernel-server restart
  ​
  # 退出控制面容器
  exit
②、给副节点安装NFS客户端工具

NFS 客户端功能 已经内置在 Linux 内核 的 nfs 文件系统模块，所以一般不需要额外安装

3.4配置文件

直接挂 NFS，无 PV/PVC

bash 复制代码 
  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    name: nginx-busybox-log
    namespace: default
  spec:
    containers:
    # ---------- Nginx ----------
    - name: nginx
      image: nginx:1.24.0           # 体积小、镜像拉取快
      ports:
      - containerPort: 80
      volumeMounts:
      - name: logs-volume
        mountPath: /var/log/nginx   # Nginx 默认日志目录
    # ---------- BusyBox ----------
    - name: busybox
      image: busybox:1.36.1         # 推荐稳定版本
      command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"]   # 初始命令，动态读取指定文件内容
      volumeMounts:
      - name: logs-volume
        mountPath: /logs            # BusyBox 内查看目录
    # ---------- 共享卷 ----------
    volumes:
    - name: logs-volume             # 共享卷名称
      nfs:                          # 数据卷类型
        path: /root/logs            # 共享目录路径（与上方在控制面容器创建的共享目录相同）
        server: 172.18.0.2          # nfs服务器地址（控制面容器的内部 IP ）
3.4测试
①、数据共享
bash 复制代码 
# 创建 Pod
# 记住要在yaml文件目录下
kubectl create -f nginx-busybox-nfs.yaml

# 查看是否创建 Pod 成功
 kubectl get po nginx-busybox-log -o wide

# 访问 nginx 
kubectl exec nginx-busybox-log -- curl http://localhost

#-----------------双开终端--------------------------
# 双开终端，方便查看指定文件
kubectl logs -f nginx-busybox-log -c busybox

# 进入主节点
docker exec -it my-multi-node-cluster1-control-plane bash

# 查看共享目录
ls /tmp/logs

# 查看是否含访问记录
cat /tmp/logs/access.log
②、持久化存储
bash 复制代码 
# 删除Pod，查看数据是否仍存在，是否仍可以进行数据共享
kubectl delete pod nginx-busybox-log

# 验证删除成功
kubectl get po nginx-busybox-log -o wide

# 立即重新创建同名 Pod（只读验证）
kubectl apply -f nginx-busybox-nfs.yaml

# 查看是否创建成功
kubectl get po nginx-busybox-log -o wide

# 进入主节点，查看历史日志是否存在
docker exec -it my-multi-node-cluster1-control-plane bash
ls /tmp/logs
cat /tmp/logs/access.log
exit

# 退出主节点后，立即查看busybox历史日志
kubectl exec nginx-busybox-log -c busybox -- cat /logs/access.log

发现数据仍然存在，并没有随着Pod的生命周期而丢失

++PS：为什么我的snipaste截图的照片，过一段时间会自动消失，导致我又要重新做一遍演示，有没有大佬救救我QAQ++

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