kubenetes从入门到上天系列第十四篇：Kubernetes的持久化存储

一：k8s当中为什么需要持久化存储

在 k8s 中部署的应用都是以 pod 容器的形式运行的，假如我们部署 MySQL、Redis 等数据库，需要对这些数据库产生的数据做备份。因为 Pod 是有生命周期的，如果 pod 不挂载数据卷，那 pod 被删除或重启后这些数据会随之消失，如果想要长久的保留这些数据就要用到 pod 数据持久化存储。

二：临时性存储empdir

EmptyDir 是一种 Kubernetes 中的存储卷。临时性的。它可以在 Pod 的生命周期内持久保存数据。

当容器使用 EmptyDir 卷时，Kubernetes 会在节点上为其分配一个空目录。在 Pod 的生命周期内，这个目录将一直存在，可以在容器之间共享。Pod没了就没了。

1：实战

常见一个Pod挂载一个目录，测试删除Pod之后，数据是否会丢失。结果：是的。

2：资源清单

复制代码

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-empty  # Pod名称
spec:
  containers:
  - name: pod-empty  # 容器名称
    image: nginx     # 容器使用的镜像
    # ========== 容器内挂载存储卷的位置（重点） ==========
    volumeMounts:
    - name: empty-volume  # 要挂载的存储卷名称（必须和下方volumes.name一致）
      mountPath: /usr/share/nginx/html  # 存储卷挂载到容器内的路径（容器内可见）
  # ========== 存储卷定义的位置（重点） ==========
  volumes:
  - name: empty-volume  # 存储卷名称（自定义，需和上面volumeMounts.name匹配）
    emptyDir: {}        # 定义EmptyDir类型存储卷：
                        # 1. 存储卷实际物理位置：Pod所在宿主机的 /var/lib/kubelet/pods/<PodUID>/volumes/kubernetes.io~empty-dir/empty-volume
                        # 2. 生命周期：与Pod绑定，Pod删除/迁移则数据丢失
                        # 3. 默认存储介质：宿主机的磁盘（也可指定medium: Memory使用内存）

3：结论

empdir临时性数据卷，pod删除就没了。

如何查看Pod的uid

复制代码

kubelet get pods pod-empty -o yaml

Node上数据卷的位置

/var/lib/kubelet/pods/uid

宿主机和容器内是双写的，宿主机改了，容器内就变了，容器内改了，宿主机就变了。

三：hostPath

hostPath 是 Kubernetes 中一种简单的持久性存储卷类型，它可将节点的文件系统中的文件或目录直接挂载到 Pod 中。

该卷类型通过在 Pod 中指定主机路径和容器中所需挂载该路径的位置来工作。它适用于需要访问节点中文件系统上的目录或文件的应用程序。

需要注意的是，使用 hostPath 存储卷需要非常小心，因为它会直接暴露节点的文件系统。另外，当 Pod 迁移到其他节点时，这个目录映射不会跟随迁移而改变，因此可能会影响到应用程序的可移植性。

1：实战

目标：创建一个 Pod 挂载工作节点的 /data1 目录，如果目录不存在就创建。测试删除 Pod，目录的数据是否会丢失。

2：资源清单

复制代码

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: hostpath  # Pod名称
spec:
  containers:
  - name: hostpath  # 容器名称
    image: nginx     # 容器镜像
    # ========== 容器内挂载数据卷的核心配置 ==========
    volumeMounts:
    - name: test-volume  # 要挂载的数据卷名称（必须和下方volumes.name一致）
      mountPath: /test-nginx  # 数据卷挂载到容器内的路径，容器读写该路径即操作宿主机/data1目录
  # ========== 宿主机路径数据卷的定义配置 ==========
  volumes:
  - name: test-volume  # 数据卷名称（自定义，需和volumeMounts.name匹配）
    hostPath:
      path: /data1  # 宿主机上的物理路径（核心：Pod会挂载节点的这个目录）
      type: DirectoryOrCreate  # 路径类型：若宿主机/data1不存在则自动创建；存在则直接使用
      # type可选值说明：
      # DirectoryOrCreate：目录不存在则创建，存在则使用（本次测试核心配置）
      # Directory：必须存在已有的目录，否则Pod启动失败
      # FileOrCreate：文件不存在则创建，存在则使用
      # File：必须存在已有的文件，否则Pod启动失败

3：结论

Pod删除之后，节点上的hostpath也不会删除。适合做日志存储，

但是Pod漂移之后，就看不到这个宿主机上的日志了。

四：nfs

上小节说的 hostPath 存储，存在单点故障，pod 挂载 hostPath 时，只有调度到同一个节点，数据才不会丢失。那可以使用 nfs 作为持久化存储可以避免这些问题。

NFS（Network File System）是一种分布式文件系统协议，允许计算机之间共享文件和目录。在 Kubernetes 之中，可以使用 NFS 作为一种持久性存储卷类型，使得多个 Pod 之间可以共享相同的数据。

在使用 NFS 存储卷时，需要先安装 NFS 服务器，并创建一个共享目录。在创建 Pod 时，可以直接将 NFS 共享的目录挂载到容器内。

NFS也是不够安全的，存在单点故障，可以采用分布式文件存储来实现存储高可用。

注意：k8s左右工作节点都需要安装nfs

2：资源

复制代码

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-nfs  # Pod名称
spec:
  containers:
  - name: test-nfs  # 容器名称
    image: nginx     # 容器使用的镜像
    # ========== 容器内挂载NFS数据卷的核心配置 ==========
    volumeMounts:
    - name: test-volume  # 要挂载的数据卷名称（必须和下方volumes.name一致）
      mountPath: /test-nginx  # NFS共享目录挂载到容器内的路径
                              # 容器对该路径的读写，都会同步到NFS服务器的/data/volumes目录
  # ========== NFS数据卷的定义配置（核心） ==========
  volumes:
  - name: test-volume  # 数据卷名称（自定义，需和volumeMounts.name匹配）
    nfs:
      path: /data/volumes  # NFS服务器上的共享目录路径（需提前在NFS服务端配置好）
      server: 192.168.128.11  # NFS服务器的IP地址（集群内所有节点需能访问该IP）
      # 补充说明：
      # 1. 使用前需确保K8s节点已安装nfs-utils客户端（否则Pod挂载失败）
      # 2. NFS数据卷支持ReadWriteMany（多节点多Pod同时读写），无单点故障
      # 3. Pod删除/迁移后，数据仍保存在NFS服务器，不会丢失

3：结论

Pod删除的时候，数据不删除，Pod漂移的时候，数据也还在。NFS是单点服务。可能会不稳定。