Day 15 - Volume (2)

本日共賞

希望你知道


Persistent Volumes (PV)

k8s 利用 PV 將提供儲存區 (Storage) 與使用儲存區抽象化。PV 是一個在 k8s 中提供一串儲存區的虛擬化物件，它的概念有點像是 k8s 叢集中的 Node。而在 PV 中可能包含多種 Volume Type 像是 Day 14 - Volume (1) 中提過的 gcePersistentDisk 或 awsElasticBlockStore 等等。


Persistent Volume Claims (PVC)

有了 PV 之後，我們可以透過 PVC 物件取得向 PV 發出要求儲存區的請求。它的概念就像是 Pod 會消耗 Node 的資源 (CPU, Memory) 一般，PVC 可以向 PV 要求存取 (大小、read/write 多次或一次等等) 儲存區。

如上圖，PV 管理者根據需求配置 Volume 後 [1]，使用者可以透過 PVC 的方式[2] 取得 PV 的資源進行操作 [3]，最後在掛載到 Pod 使用 [4]。

照理說，需要 Volume 直接掛上去開始使用不就結束了嗎？如果是以前單體式 (monolithic) 的應用的確是直接掛上去最方便使用。但是如果從管理叢集的角度來看，資源的設定與配置應該是屬於管理者的工作。

作為一個稱職的管理者，應該要知道如何選擇適合系統運作的資源 (大小、IOPS等等)。

如果想要什麼資源就給什麼資源，那還需要管理叢集嗎？

而做為一個使用者，當需要使用資源時，應該先詢問系統內是否有需要的資源，若有則使用，若系統無法提供需要的資源時，需要考慮是否該向管理者提出增加資源的請求，亦或者檢討需要的資源是否合理。

底下我們來實際操作一下 PV 與 PVC

# pv.yaml

---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume    <=== 指定物件種類為 PV
metadata:
  name: pv001		      <=== PV 名稱
spec:
  capacity:
    storage: 2Gi          <=== 指定大小
  accessModes:
  - ReadWriteOnce         <=== 指定存取模式
  hostPath:               <=== 綁定在 host 的 /tmp 目錄
    path: /tmp

存取模式 (acessModes) 有三種

  1. ReadWriteOnce ：被單一 Node 掛載為 read/write 模式
  2. ReadOnlyMany ：被多個 Node 掛載為 read 模式
  3. ReadWriteMany ：被多個 Node 掛載為 read/write 模式

請注意，存取模式還會受到儲存區的限制。例如：GCE 不支援 Disk 被多個 Node 掛載為 read/write 模式，這時候就需要另外處理。

部署到 k8s

$ kubectl apply -f pv.yaml
persistentvolume "pv001" created

查看一下 PV 的狀態

$ kubectl get persistentvolumes
NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM     STORAGECLASS   REASON    AGE
pv001     2Gi        RWO            Retain           Available                                      52s

這裡 PV 會有四種狀態 (STATUS)

  1. Available：表示 PV 為可用狀態
  2. Bound：表示已綁定到 PVC
  3. Released：PVC 已被刪除，但是尚未回收
  4. Failed：回收失敗

PV 有三種回收策略 (RECLAIM POLICY)，分別是

  1. Retain：手動回收
  2. Recycle：透過刪除命令 rm -rf /thevolume/*
  3. Delete：用於 AWS EBS, GCE PD, Azure Disk 等儲存後端，刪除 PV 的同時也會一併刪除後端儲存磁碟。

了解了 PV 之後，我們再來看看 PVC

# pvc.yaml

---
apiVersion: v1
kind: Pod         <=== 使用一個 Pod 並試著掛載 Volume
metadata:
  name: pvc-nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:       <=== 將名為 volume-pv 的 Volume 掛載到 /usr/share/nginx/html 目錄底下
      - name: volume-pv
        mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
  - name: volume-pv   <=== 宣告一個名為 volume-pv 的 Volume 物件
    persistentVolumeClaim:   <=== 綁定名為 pv-claim 的 PVC 物件
      claimName: pv-claim

---
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: pv-claim
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi   <=== 要求 1G 容量

為了試驗掛載 PVC，我們宣告了一個名為 pvc-nginx 的 Pod 物件。部署 pvc.yaml 到 k8s 中，並查看狀態

$ kubectl apply -f pvc.yaml
pod "pvc-nginx" created
persistentvolumeclaim "pv-claim" created

$ kubectl get persistentvolumes
NAME                                       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM              STORAGECLASS   REASON    AGE
pv001                                      2Gi        RWO            Retain           Available                                               22m
pvc-9870e19d-dbe7-11e7-9e94-0800279a8379   1Gi        RWO            Delete           Bound       default/pv-claim   standard                 1m

$ kubectl get persistentvolumeclaims
NAME       STATUS    VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
pv-claim   Bound     pvc-9870e19d-dbe7-11e7-9e94-0800279a8379   1Gi        RWO            standard       30s

這時候你會看到多了一個狀態為 Bound 的 PV，表示已順利取得 PV 資源，可以開始使用了。

更詳細的內容，可以參考 官網

本文與部署檔案同步發表於 https://jlptf.github.io/ironman2018-day15/